DE19718837A1 - Zerkleinerungselemente für Schredder-Rotoren in Form von Hämmern oder Schlegeln - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Zerkleinerungselemente für Schred­ der-Rotoren in Form von Hämmern oder Schlegeln, die am Umfang der Rotoren pendelbar angelenkt und mit Umfangsge­ schwindigkeiten zwischen 30 und 60 m/sec. Umlaufen, ins­ besondere zur zerkleinernden Aufbereitung von Sekundär­ rohstoffen oder Abfällen, wobei jeder Hammer aus einem zäh-harten Träger von Guß- oder Schmiedestahl mit einer bevorzugt auswechselbaren Verschleißteil aus einem Mate­ rial von deutlich höherer Festigkeit und Abrasionsresi­ stenz besteht.

In der Umwelttechnik, ebenso wie in der Bauwirtschaft, beispielsweise beim Straßenbau, gewinnt die Aufbereitung und Wiederverwendung von Sekundärrohstoffen und Abfällen, insbesondere von Abbruchmaterial beispielsweise von Ge­ bäuden oder auch von ausgebauten Fahrbahnplatten eine im­ mer größere Bedeutung. Statt solche Materialien mit hohen Kosten über weite Strecken abzutransportieren kann Ma­ terialbruch fallweise an Ort und Stelle mit sehr viel ge­ ringeren Kosten zu wiederverwertbaren Materialchargen aufbereitet und beispielsweise als Tragschicht einer Straße eingesetzt und an Stelle von originären Baumassen verwendet werden.

Wenn es sich nicht umgehen läßt, Abfälle in gesicherten Deponien einzulagern, kann es oftmals empfehlenswert sein, das Abfallvolumen durch einen Zerkleinerungsprozeß drastisch zu reduzieren und zugleich dadurch die Verdich­ tung der einzulagernden Abfälle wesentlich zu verbessern.

Die in vorliegender Anmeldung angesprochenen Schredder werden vorzugsweise zum Schreddern von Grünschnitt und nicht kontaminierter Hölzer zur Kompostierung eingesetzt. Weitere Anwendungsbereiche sind Schreddern von Altholz, beispielsweise aus Abbrüchen, Fenstern, Paletten, Bauholz usw. zur Wiederverwertung z. B. in Spanplatten oder durch thermische Nutzung.

Durch Schreddern von vorgebrochenem Altholz wie Bahn­ schwellen, Kabeltrommeln, Baumstrünken wird z. B. eine thermische Verwertung ermöglicht.

Schreddern von Hausmüll ist häufig zur Volumenreduzierung erwünscht.

Insbesondere durch die faserige Struktur von Grünschnitt und Holzteilen entsteht auch an den Seiten der Hämmer ein erhöhter Verschleiß.

Für die zerkleinernde Aufbereitung solcher Sekundärroh­ stoffe und Abfälle werden üblicherweise schnellaufende Schredder eingesetzt, deren Rotoren insbesondere für Zer­ kleinerung von Sekundärrohstoffe am Umfang mit sogenann­ ten Pendelhämmern oder Schlegeln bestückt sind. Für die damit durch Prallwirkung zu zerkleinernden Materialien unterschiedlichster Beschaffenheit sind die Hämmer bzw. Schlegel als Trägerelemente mit sogenannten Ver­ schleißeinsätzen bestückt. Solche Verschleißeinsätze kön­ nen aus geschmiedeten oder gegossenen Metallen von hoher Festigkeit und Adrasionsresistenz bestehen, um dadurch die Stanzzeiten der Schredder zu erhöhen und die Ver­ schleißkosten zu senken. Denn verschleißbedingtes Aus­ wechseln von Verschleißeinsätzen erfordert einen hohen manuellen Einsatz an Arbeit, wodurch zugleich erhebliche Stillstandszeiten und unerwünscht hohe Wartungskosten entstehen.

Um hier Abhilfe zu schaffen wurde bereits von der Maßnah­ me Gebrauch gemacht, die Verschleißeinsätze mit Hartme­ tallbesatz auszurüsten. Hierfür wurde aufeine an sich bekannte sogenannt Aufpanzerung von Hartmetallen mit Pan­ zerelektroden zurückgegriffen, mit welchen schraubenför­ mige Aufträge aus Hartmetall auf die besonders gefährde­ ten Prallflächen aufgeschweißt wurden. Aber auch diese Maßnahme erwies sich als unbefriedigend, weil das aufge­ schweißte Panzermaterial an der Verbindungsstelle zum Trägermaterial sogenannte eingefrorene Spannungen ausbil­ det, die unter Prallbeanspruchung zum Ausbrechen neigen. Weil zu dem der Hartmetallbesatz durch Abnutzung des Trä­ germaterials "unterspült" wird, kann dadurch das Ausbre­ chen des Hartmetallbesatzes zum Nachteil noch weiter be­ günstigt werden. Das Verschleißteil nutzt sich dann sehr schnell ab, so daß die Gefahr besteht, daß auch der Sitz der Hämmer oder Schlegel durch rasch fortschreitenden Verschleiß unbrauchbar wird.

Ausgehend vom vorgenannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, Zerkleinerungselemente für Schredder-Rotoren in Form von Hämmern oder Schlegeln, die am Umfang der Rotoren pendelbar angelenkt mit Um­ fangsgeschwindigkeit zwischen 30 und 60 m/sek. Umlaufen, insbesondere zur zerkleinernden Aufbereitung von Sekun­ därrohstoffen oder Abfällen, wobei jeder Hammer aus einem zäh-harten Träger von Guß- oder Schmiedestahl mit einem bevorzugt auswechselbaren Verschleißteil aus einem Mate­ rial von deutlich höherer Festigkeit und Abrasionsresi­ stenz besteht, derart weiter auszubilden und mit zusätz­ lichem Schutz gegen abrasionsbedingten Verschleiß aus zu­ rüsten, um dadurch wieder die Verschleiß- und Reparatur­ kosten zu minimieren, die Verfügbarkeit der Schredder auch unter schwierigen Arbeitsbedingungen wesentlich zu erhöhen, kostenträchtige Stillstandszeiten der Maschine zu verringern und insgesamt dadurch die Aufbereitung von Sekundärrohstoffen und Abfällen wesentlich zu reduzieren und eine gleichmäßige Aufbereitungsrate sicherzustellen.

Zur Lösung der Aufgabe wird bei Zerkleinerungselementen der im Oberbegriff von Anspruch 1 genannten Art mit der Erfindung vorgeschlagen, daß das Verschleißteil zusätz­ lich mit aufgelöteten Hartmetall-Elementen gepanzert ist.

Das Auflöten von Hartmetall-Elementen hat den wesentli­ chen Vorteil, daß zwischen Trägermaterial und Hartmetall- Elementen keine eingefroren Spannungen entstehen, weshalb die Gefahr des Ausbrechens von Material vermieden ist. Zudem können teilweise verschlissene Hartmetall-Elemente mit einer Glühbehandlung des Trägermaterials von diesem entfernt und durch neue aufzulötende Hartmetall-Elemente ersetzt werden. Darüber hinaus ergibt sich mit der Erfin­ dung die Möglichkeit, je nach stellenweiser Beanspruchung eines Zerkleinerungselementes an besonders abrasiv oder durch Schlagwirkung exponierten Stellen unterschiedlich dicke und unterschiedlich geformte Hartmetall-Elemente aufzulöten.

Es ist zwar auf dem Gebiet der spanabhebenden Formgebung insbesondere von Metallteilen bekannt, Schneidwerkzeuge für höchste Schneidleistungen dadurch herzustellen, daß man eisenarme Legierungen, sogenannte Schneidmetalle oder Hartmetalle, die bis 800°C schneidfähig bleiben, verwen­ det und auf Träger von geringerer Festigkeit durch Hart­ löten aufbringt.

Im Gegensatz dazu konnte jedoch ein Fachmann aufgrund völlig andersartiger Arbeits- und Verwendungsbedingungen aus dem Gebiet der spanabhebenden Metallbearbeitung Anre­ gungen für die vorliegende Erfindung aus dem vorgenannten Stand der Technik nicht entnehmen. Denn bei Schneidmetal­ len kommt es im Unterschied zu einem Zerkleinerungsele­ ment für einen Prallbrecher bzw. Schredder in erster Li­ nie darauf an, daß die Schneidmetalle die bei der Zerspa­ nung entstehenden hohen Temperaturen bis z. B. gegen 1000°C bei glühend ablaufenden Spänen ohne nennenswerten Ver­ lust an Festigkeit und Schneidfähigkeit aushalten. Dar­ über hinaus ist der Literatur zum Stand der Technik von Hartmetalle ein Hinweis auf ein Verwendung größerer Form­ stücke aus gesinterten Hartmetallen für Prall- und Druck­ zerkleinerung, wie sie beim Brecherbetrieb auftreten und dort im kalten Zustand ablaufen, nicht zu entnehmen. In­ folge dessen konnte ein mit der Herstellung und Entwick­ lung hochleistungsfähiger Schneidmetalle beschäftigter Fachmann aus einem derart hochspezialisierten Gebiet kein Anregungen auf das ebenfalls hochspezialisierte aber völ­ lig andersartige Gebiet der Brechertechnik gewinnen. Die Bestückung eines Schredder-Rotors oder einer Schlägermüh­ le bei der Hartmetallpanzerung durch Auflöten von Hartme­ tall-Elementen nach der Erfindung war daher für den zu­ ständigen Fachmann neu und unerwartet und beruht auf ei­ genständigen Erfindungsgedanken.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind entsprechend den Merkmalen der Unteransprüche vorgesehen.

Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den nachstehenden Erläuterungen eines in der Zeichnung rein schematisch dargestellten Ausführungsbei­ spieles. Das in der Figur dargestellte Zerkleinerungsele­ ment für Schredder-Rotoren besteht aus einem Hammer 1 oder Schlegel, der am Umfang eines Rotors um die Lager­ bohrung 17 pendelbar an einer Pendelachse (nicht gezeigt) angelenkt mit Umfangsgeschwindigkeiten zwischen 30 und 60 m/sec. Umläuft. Er trifft dabei auf etwa aus Richtung der Pfeile 18 in den Zerkleinerungsraum aufgegebene Teile von Zerkleinerungsgut und zerschlägt diese durch Prall- und zum Teil Scherwirkung im Zusammenwirken mit feststehenden Gegenflächen des Zerkleinerungsraumes. Insbesondere ist das Zerkleinerungselement zur zerkleinernden Aufbereitung von Sekundärrohstoffen oder Abfällen ausgebildet, wobei jeder Hammer 1 aus einem zäh-harten Träger 2 von Guß- oder Schmiedestahl mit einem bevorzugt auswechselbaren Verschleißteil 3 aus einem Material von deutlich höherer Festigkeit und Abrasionsresistenz besteht.

Wie die Figur zeigt, ist das Verschleißteil 3 zusätzlich mit aufgelöteten Hartmetall-Elementen 4, 5 gepanzert. Dabei kann von der Maßnahme Gebrauch gemacht sein, daß die Hartmetall-Elemente 4, 5 Formteile aus Gußlegierungen auf der Basis von Co-Cr-W sind.

Bevorzugt können die Hartmetall-Elemente 4, 5 auch mit Co gesinterte Hartmetalle mit Wolframkarbid (Widia), Titan­ karbid, Tantalkarbid oder deren Mischungen sein.

Wie die Figur weiter zeigt, weist der Träger 2 in Schlagrichtung eine V-förmige Ausnehmung 10 auf, in die das auswechselbare Verschleißteil 3 mit einem kompatibel ausgebildeten Fußteil 11 mit paßritzeinpaßbar und mit­ tels einer Verschraubung 12 befestigbar ist. Es handelt sich bei dieser Schraube 12 bevorzugt um einen Schraub­ bolzen hoher Festigkeit mit einem Inbus-Kopf.

Das Verschleißteil 3, der sogenannte Hammerkopf, ist mit einer in Schlagrichtung vorstehenden Nase 13 ausgebildet und diese trägt eine aufgelötete Panzerplatte 5 aus Hart­ metall.

Weil im Bereich dieser vorstehenden Nase 13 die Schlag- und Abrasionsbelastung für das Zerkleinerungselement ex­ trem hoch ist, ist die Panzerplatte 5 als vergleichsweise dickes, massives Element ausgebildet, das aufgrund seiner Masse hohe Schlagimpulse erzeugt und infolge dessen die Lötstelle im wesentlichen nur mit Druck beaufschlagt. Da­ durch wird ein Ausbrechen oder Ablösen der Panzerplatte aus der Lötnaht vermieden. Diese Lötverbindung ist auch dadurch im Gegensatz zu einer aufgeschweißten Panzerung haltbarer und betriebssicherer, weil sich zwischen dem Grundmaterial 3 des Verschleißteiles und der Panzerplatte 5 keine eingefrorenen Spannungen in und um die Lötnaht ausbilden. Dies wird auch dadurch vermieden, daß eine derartige Lötung beispielsweise im Tunnel- oder Durch­ laufofen unter Vakuum oder in Schutzgasatmosphäre bei ge­ meinsamer Erwärmung von Verschleißteil und Panzerplatten 4, 5 durchgeführt wird.

Eine sehr vorteilhafte Ausgestaltung des Zerkleinerungse­ lementes sieht vor, daß die Schlagnase 13 am freien Ende einer rampenförmigen Ausbildung 14 des Verschleißteiles 3 angeordnet ist, welche zumindest an ihren seitlichen Be­ reichen durch aufgelötete Panzerleisten 4 gegenseitlich Unterhöhlung durch abrasiven Materialabtrag geschützt ist.

Eine sehr unkomplizierte und arbeitssparende Montage bei der Befestigung des Verschleißteiles 3 im Körper des Trä­ gers 2 innerhalb der V-förmigen Ausnehmung 10 mit Paß­ ritz wird dadurch verwirklicht, daß das Verschleißteil 3 ein parallel zur Längsachse x-x eingeformte taschenförmi­ ge Ausnehmung 15 zur Aufnahme einer Schraubmutter 16 auf­ weist, die von einer quer dazu gerichteten Bohrung 19 für den Befestigungsbolzen 12 zugänglich ist.

Erfindungswesentlich ist dabei weiterhin die Maßnahme, daß die Mittelachse des Befestigungsbolzen 12 in der Win­ kelhalbierenden des Keilwinkels der V-förmigen Ausnehmung 10 verläuft.

Weiterhin zeigt die Figur am rotorseitigen Ende des Ham­ merträgers 2 eine Bohrung 17, mit welcher das Zerkleine­ rungselement an einer durchsteckbaren Achse des Rotorkör­ pers pendelbar angelenkt ist.

Die Erfindung ist unkompliziert, außerordentlich zweckmä­ ßig und für rasche, unkomplizierte Montage bzw. Erneue­ rung eines Verschleißteils 3 im Träger 2 ausgebildet und löst in optimaler Weise die eingangs gestellte Aufgabe.

Claims (8)

1. Zerkleinerungselemente für Schredder-Rotoren in Form von Hämmern (1) oder Schlegeln, die am Umfang der Rotoren pendelbar angelenkt mit Umfangsgeschwindigkeiten zwischen 30 und 60 m/sec. umlaufen, insbesondere zur zerkleinern­ den Aufbereitung von Sekundärrohstoffen oder Abfällen, wobei jeder Hammer (1) aus einem zäh-harten Träger (2) von Guß- oder Schmiedestahl mit einem bevorzugt auswech­ selbaren Verschleißteil (3) aus einem Material von deut­ lich höherer Festigkeit und Abrasionsresistenz besteht, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschleißteil (3) zu­ sätzlich mit aufgelöteten Hartmetall-Elementen (4,5) ge­ panzert ist.

2. Zerkleinerungselement nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Hartmetall-Elemente (4,5) Formteile aus Gußlegierungen auf der Basis von Co-Cr-W sind.

3. Zerkleinerungselement nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Hartmetall-Elemente (4,5) mit Co gesinterte Hartmetalle mit Wolframkarbid (Widia), Titan­ karbid, Tantalkarbid oder deren Mischungen sind.

4. Zerkleinerungselement nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (2) in Schlagrichtung eine V-förmige Ausnehmung (10) auf­ weist, in die das Verschleißteil (3) mit einem komperti­ bel ausgebildeten Fußteil (11) mit Paßsitz einpaßbar und mittels einer Verschraubung (12) befestigbar ist.

5. Zerkleinerungselement nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ver­ schleißteil (3), der sogenannte Hammerkopf, mit einer in Schlagrichtung vorstehende Nase (13) ausgebildet ist uns diese eine aufgelötete Panzerplatte (5) aus Hartmetall trägt.

6. Zerkleinerungselement nach Anspruch 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Schlagnase (13) am freien Ende ei­ ner rampenförmigen Ausbildung (14) des Verschleißteiles (3) angeordnet ist, welche zumindest an ihren seitlichen Bereichen durch aufgelötete Panzerleisten (4) gegen Un­ terhöhlung durch abrasiven Materialabtrag geschützt ist.

7. Zerkleinerungselement nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Ver­ schleißteil (3) eine parallel zur Längsachse (x-x) einge­ formte taschenförmige Ausnehmung (15) zur Aufnahme einer Schraubmutter (16) aufweist, die von einer quer dazu ge­ richteten Bohrung (19) für einen Befestigungsbolzen (12) zugänglich ist.

8. Zerkleinerungselement nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitte­ lachse des Befestigungsbolzen (12) in der Winkelhalbie­ renden des Keilwinkels der V-förmigen Ausnehmung (10) verläuft.