DE19751726C1 - Hammermühle mit einem vertikalen Rotor - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Hammermühle (1), umfassend ein Gehäuse (2) mit einem oben angeordneten Einfüllbereich (3), einem unten angeordneten Auswurfbereich (5) und einem zwischen Einfüll- und Auswurfbereich angeordneten Zerkleinerungsbereich (4) mit gepanzerten Innenwänden (8); einen Rotor (9), dessen Welle (10) vertikal im Gehäuse (2) angeordnet ist; einer Vielzahl von Hämmern (13), die innerhalb des Zerkleinerungsbereichs (4) in längs der Welle (10) angeordneten Gruppen (14) am Rotor (9) befestigt sind; mehrere parallel zur Welle (10) verlaufende, über den Umfang des Zerkleinerungsbereichs (4) verteilte, an den gepanzerten Innenwänden (8) befestigte, Schneidkanten (15), wobei ein Zerkleinerungsspalt (16) zwischen Rotor (9) und Schneidkanten (15) verbleibt; und eine Antriebseinheit (7), die den Rotor (9) in Drehung versetzt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hammermühle gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die erfindungsgemäße Hammermühle dient dem Zerkleinern von Materialien bzw. aus verschiedenen Materialien bestehenden Konglomeraten, wobei sowohl spröde als auch zähe Materialien zerkleinerbar sein sollen.

Aus der europäischen Patentschrift EP 0 564 485 A1 ist eine Vorrichtung zum Zerkleinern von Holz bekannt, die einen in einem Gehäuse drehbar angeordneten Schlagrotor besitzt. An diesem Rotor sind mehrere Zerkleinerungsmesser vorgesehen, die im Betrieb das in das Gehäuse eingebrachte Holz zerklei­ nern sollen. Außerdem existiert eine Eintragseinrichtung und eine Austragseinrichtung zum Zuführen bzw. Entfernen des Materials. Dabei dieser Vorrichtung der Rotor horizontal im Gehäuse angeordnet ist, sind eine gleichmäßige Verteilung des zu zerkleinernden Materials und dessen kontinuierlicher Transport schwierig. Außerdem eignet sich die bekannte Vorrichtung nicht zum Zerkleinern zäher Materialien, da die vorgesehenen Messer nur ein Zerschneiden ermöglichen.

In der DE 13 03 789 B1 ist eine Hammermühle mit einem verti­ kalen Rotor, einem Einfüll- und einem Auswurfbereich beschrieben, wobei ein Zerkleinerungsbereich in vertikaler Richtung längs der Rotorwelle angeordnet ist. In dem Zerklei­ nerungsspalt zwischen Rotor und Innenfläche des Gehäuses sind keine Schneidkanten vorgesehen, wodurch zähe Materialien nur bedingt zerkleinert werden können. Außerdem kann das Problem auftreten, daß sperrige Schrottteile nicht in den Arbeitsraum hineingleiten sondern auf dem oben angeordneten konischen Verteilerkegel liegenbleiben, während dieser unter den sper­ rigen Teilen hinweggleitet.

Die US 1 876 416 zeigt Hammermühle mit einer Vielzahl von Schneidkanten, die zwischen Hammerköpfen und der inneren Gehäusewand angeordnet sind. Der Wunsch nach möglichst gleichmäßiger Auslastung der Arbeitsleistung kann bei diesem Gerät jedoch nicht zufriedenstellend gelöst werden, da die Hammermühle keine geeigneten Mittel zur Beschickung mit dem zu zerkleinernden Material aufweist.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Hammermühle anzugeben, bei der die Einbringung, die gleichmä­ ßige Verteilung und der kontinuierliche Transport des zu zerkleinernden Materials innerhalb der Hammermühle auf einfa­ che Weise sichergestellt sind. Insbesondere soll sich eine derartige Hammermühle auch zur Zerkleinerung verschiedenster Materialien, insbesondere zäher Konglomerate eignen.

Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 angegebene Ham­ mermühle gelöst. Durch den oberhalb des Zerkleinerungsbe­ reichs am Rotor befestigten Eintreiber, der am Umfang verteilte Einfüllkammern und keilförmige Stopfarme besitzt, wird das zu zerkleinernde Material bzw. Mahlgut effektiv in den Zerkleinerungsspalt eingebracht. Aufgrund der vertikalen Anordnung des Rotors im Gehäuse der Hammermühle ist gewähr­ leistet, daß das zu zerkleinernde Material (Mahlgut) aufgrund der Schwerkraft selbsttätig den Zerkleinerungsbereich der Hammermühle durchläuft. Eine gesonderte Transportvorrichtung ist dafür nicht erforderlich. Aufgrund des Zusammenwirkens zwischen den am Rotor befestigten Hämmern und den diesen gegenüberliegenden, an den Innenwänden des Zerkleinerungsbe­ reichs vorgesehenen Schneidkanten erfolgt ein Schneiden, Quetschen und Zerreißen des in die erfindungsgemäße Hammer­ mühle eingebrachten Materials. Daher eignet sich diese Hammermühle zum Zerkleinern auch zäher Materialien oder von aus verschiedenen Materialien bestehenden Konglomeraten. Insbesondere ist die erfindungsgemäße Hammermühle bei entsprechender Dimensionierung zur Zerkleinerung von Rest­ stoffen im Bereich der Verwertung von Altautomobilen geeig­ net. Derartige Reststoffe umfassen Materialien wie Metalle, Kunststoffe in den verschiedensten Ausgestaltungen, Polster­ materialien und Textilien.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Hammermühle zeichnet sich dadurch aus, daß die Gruppen von Hämmern durch Rotorplatten gebildet sind, die voneinander beabstandet an der Welle befestigt sind und an deren Umfang jeweils mehrere Hämmer angeordnet sind. Dabei ist es besonders zweckmäßig, wenn die Hämmer drehbar an den Rotorplatten befestigt sind, so daß sie im Betrieb aufgrund der Fliehkraft nach außen gestellt werden. Dadurch werden mehrere Zerkleinerungsebenen am Rotor ausgebildet, die vom zu zerkleinernden Material durchlaufen werden. Die drehbare Befestigung der Hämmer ermöglicht es, daß die Hämmer bei zu großen Gegenkräften aufgrund der Widerstandsfähigkeit des zu zerkleinernden Mate­ rials durch eine entsprechende Verdrehung ausweichen können, so daß es nicht zur Überbeanspruchung der Hammermühle kommt.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform verringert sich der Zerkleinerungsspalt zwischen den Rotorplatten und den Schneidkanten von oben nach unten. Vorzugsweise ist eine zweistufige Zerkleinerungsspaltbreite vorgesehen, wobei ein größerer Zerkleinerungsspalt etwa in der oberen Hälfte und ein kleinerer Zerkleinerungsspalt etwa in der unteren Hälfte des Zerkleinerungsbereichs ausgebildet ist. Eine derartige Gestaltung des Zerkleinerungsspaltes bewirkt eine schritt­ weise Zerkleinerung des eingegebenen Materials, so daß die Hammermühle zerkleinertes Material mit der gewünschten Korn­ größe abgibt und eine weitgehend gleichmäßige Beanspruchung der einzelnen Hämmer und Schneidkanten erfolgt.

Bei einer weitergebildeten Ausführungsform ist unterhalb des Zerkleinerungsbereichs ein Auswerfer mit am Umfang verteilten Auswurfkammern am Rotor befestigt ist. Das zerkleinerte Mate­ rial fällt in die Auswurfkammern des Auswerfers, von denen es einer seitlich angeordneten Auswurföffnung zugeführt wird, wobei es aufgrund der Rotation des Auswerfers ohne zusätzli­ che Transporteinrichtungen durch die Auswurföffnung abgegeben wird.

Eine abgewandelte Ausführungsform besitzt eine einstellbare Auswurföffnung, was den Vorteil bietet, daß durch diese Einstellung die Verweilzeit des Mahlgutes in der Hammermühle beeinflußt werden kann, worüber sich die erzielbare Korngröße regulieren läßt.

Bei einer anderen Ausführungsform sind zumindest die Hämmer, die Schneidkanten und ggf. Eintreiber und Auswerfer symme­ trisch ausgebildet. Durch eine derartige Gestaltung kann der Rotor der Hammermühle während des Betriebes abwechselnd in beiden Drehrichtungen bewegt werden, so daß ein reversibler Betrieb der Hammermühle möglich ist. Dies bietet den Vorteil, daß alle Verschleißteile mit jeweils symmetrisch aufgebauten Beanspruchungsflächen ausgerüstet sind, so daß sich die Standzeit dieser Verschleißteile erhöht und Wartungsarbeiten nur in größeren Zeitabständen erforderlich werden.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besitzt das Gehäuse eine Vielzahl von aufklappbaren Bereichen, über die der Zugang zum Innenraum möglich ist, wodurch Wartungsarbeiten ohne Zerlegung der Hammermühle mit geringem Zeitaufwand ausgeführt werden können.

Weitere Vorteile, Einzelheiten und Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform, unter Bezug­ nahme auf die Zeichnung. Es zeigen:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Hammermühle in geschnittener Ansicht von vorn;

Fig. 2 eine Seitenansicht der Hammermühle entlang einer in Fig. 1 eingezeichneten Schnittlinie A-A;

Fig. 3 eine geschnittene Ansicht von oben, entlang einer in Fig. 2 eingezeichneten Schnittlinie B-B;

Fig. 4 eine Ansicht der Hammermühle von oben;

Fig. 5 eine Detailzeichnung eines Eintreibers der Hammer­ mühle in vier verschiedenen Ansichten;

Fig. 6 eine Detailzeichnung eines Auswerfers der Hammermühle in vier verschiedenen Ansichten.

In Fig. 1 ist eine Hammermühle 1 in einer Ansicht von vorn dargestellt, wobei die eigentliche Hammermühle geschnitten gezeichnet ist. Die Hammermühle 1 besitzt ein Gehäuse 2, welches von oben nach unten in einen Einfüllbereich 3, einen Zerkleinerungsbereich 4 und einen Auswurfbereich 5 unterteilt ist. Auf einem Gestellrahmen 6 ist weiterhin eine Elektromo­ tor 7 als Antriebseinheit für die Hammermühle befestigt, wobei die Kraftübertragung im gezeigten Beispiel durch nicht dargestellte Keilriemen erfolgt.

Die Innenwände des Gehäuses 2 sind zur Erhöhung der Stabili­ tät und Betriebssicherheit mit einer Panzerung 8 versehen, die so ausgelegt ist, daß die bei der Zerkleinerung des Mahl­ gutes auftretenden Kräfte nicht zur Beschädigung des Gehäuses führen. Im Inneren des Gehäuses 2 ist ein vertikaler Rotor 9 angeordnet, der eine Welle 10 besitzt. Im oberen Bereich ist an der Welle 10 ein Eintreiber 11 befestigt, der weiter unten detailliert beschrieben wird. Im unteren Bereich ist ein Auswerfer 12 an der Welle 10 befestigt, der ebenfalls unten detailliert beschrieben wird. Zwischen dem Eintreiber 11 und dem Auswerfer 12 sind im Zerkleinerungsbereich 4 des Gehäuses 2 eine Vielzahl von Hämmern 13 an Rotorplatten 14 befestigt, die ihrerseits entlang der Welle 10 angeordnet sind. Inner­ halb des Zerkleinerungsbereiches 4 sind an den Innenwänden des Gehäuses 2 vertikal verlaufende Schneidkanten 15 derart angeordnet, daß zwischen ihnen und den Rotorplatten 14 ein Verkleinerungsspalt 16 verbleibt, der in der dargestellten Ausführungsform im oberen Abschnitt des Zerkleinerungsberei­ ches 4 breiter und im unteren Abschnitt schmaler ausgelegt ist.

Das Mahlgut, also das zu zerkleinernde Material bzw. ein Konglomerat aus verschiedenen Materialien, gelangt über eine Einfüllöffnung 17 in den Einfüllbereich 3. Anschließend wird das Mahlgut mit Hilfe des Eintreibers 11 in den Zerkleine­ rungsbereich 4 eingebracht, wo es am Umfang des Rotors verteilt den Zerkleinerungsspalt 16 von oben nach unten durchläuft und dabei zerkleinert wird. Ein zusätzlicher Vortrieb für das Mahlgut ist nicht erforderlich, da dies den Zerkleinerungsspalt 16 aufgrund der Schwerkraft selbsttätig durchläuft, wenn es durch Zusammenwirken der Hämmer 13 und der Schneidkanten 15 zerkleinert wird. Aus dem Zerkleine­ rungsspalt 16 tritt das zerkleinerte Material in den im Auswurfbereich 5 rotierenden Auswerfer 12 ein und wird von diesem zu einer Auswurföffnung 18 transportiert.

Fig. 2 zeigt die Hammermühle 1 in einer Seitenansicht, wobei der in Fig. 1 gezeigte Gesamtaufbau entlang der Linie A-A geschnitten wurde. Das Gehäuse 2 besteht aus einer Vielzahl von Gehäuseabschnitten, wobei vordere und hintere Abschnitte drehbar über Angeln 20 mit einem festen Gehäuseabschnitt verbunden sind, so daß sich das Gehäuse beispielsweise für Wartungsarbeiten weitgehend öffnen läßt.

In Fig. 3 ist eine Schnittansicht entlang der in Fig. 2 eingezeichneten Schnittlinie B-B dargestellt, so daß eine Sichtweise von oben in die Hammermühle hinein erhalten wird. Der in dieser Ansicht links unten dargestellte Gehäuseab­ schnitt ist im aufgeklappten Zustand gezeigt. Es ist weiter­ hin erkennbar, daß bei der gezeigten Ausführungsform der Innenraum des Gehäuses 2, in welchem der Rotor 9 angeordnet ist, einen achteckigen Querschnitt besitzt. Gleichmäßig am Umfang verteilt sind acht vertikal verlaufende Schneidkanten 15 vorgesehen. Jede Rotorplatte 14 weist in diesem Beispiel 12 Hämmer auf, die jeweils über einen Drehpunkt 21 an der Rotorplatte befestigt sind. Die Hämmer 13 sind derart an der Rotorplatte 14 befestigt, daß ihr Schlagkopf in den Zerklei­ nerungsspalt 16 hineinragt. Durch diese drehbare Lagerung können die Hämmer 13 bei zu starker Beanspruchung aufgrund sehr stabilen Mahlgutes entgegen der Drehrichtung des Rotors 9 ausweichen, so daß der verbleibende Raum im Zerkleinerungs­ spalt vergrößert wird. Im üblichen Betrieb wirken die Hämmer 13 mit den Schneidkanten 15 zusammen, so daß das Mahlgut zwischen dem Hammerkopf und der Schneidkante zerrissen, zerschnitten, zerschlagen bzw. zerquetscht wird.

Die Form der Hämmer 13 ist beispielsweise wie in der Fig. 3 gezeigt derart ausgebildet, daß sich der Hammerkopf durch die Fliehkraft, die bei der Drehung des Rotors 9 auf den Hammer einwirkt, nach außen, also in den Zerkleinerungsspalt 16 hin­ einstellt. Zweckmäßigerweise besitzt jeder Hammer 13 eine symmetrische Form, so daß der Rotor 9 in beiden Drehrichtun­ gen betrieben werden kann. Auch die Schneidkanten 15 besitzen zwei beanspruchbare Seiten, um für den Betrieb des Rotors 9 in beiden Drehrichtungen geeignet zu sein.

An der Welle 10 sind eine Vielzahl von Rotorplatten 14 befe­ stigt. In Fig. 1 ist eine Ausführungsform gezeigt, bei welcher zwei Gruppen von Rotorplatten mit jeweils 10 Rotor­ platten vorgesehen sind, wobei sich die Bestückung der Rotor­ platten mit den Hämmern 13 zwischen oberer und unterer Gruppe geringfügig unterscheidet, um an den vergrößerten Zerkleine­ rungsspalt 16 im Bereich der oberen Rotorplattengruppe ange­ paßt zu sein.

Fig. 4 zeigt den Gesamtaufbau der Hammermühle in einer Ansicht von oben. In dieser Darstellung ist die Einfüllöff­ nung 17 gut erkennbar, die an der Oberseite des Gehäuses 2 angeordnet ist.

Fig. 5 zeigt im Detail den Eintreiber 11, wobei vier verschieden Ansichten dargestellt sind, deren Zusammenwirken durch entsprechende Schnittbezeichnungen und Ansichtspfeile verdeutlicht wird. Eine Buchse 50 dient der Aufnahme der Welle 10, wodurch der Eintreiber 11 an der Welle 10 befestigt wird. Aus der Schnittansicht C-C in Fig. 5 ist ersichtlich, daß der Eintreiber 11 am Umfang verteilte Einfüllkammern 51 besitzt und weiterhin keilförmige Stopfarme 52 aufweist, die gemeinsam zusammenwirken, um das zu zerkleinernde Material in den Zerkleinerungsspalt einzubringen. Der Eintreiber 11 rotiert mit der Welle 10, so daß die keilförmigen Stopfarme 52 oberhalb des Zerkleinerungsspalts 16 umlaufen und das Mahlgut in diesen hineinpressen.

Fig. 6 zeigt im Detail den Auswerfer 12, wobei vier verschie­ dene Ansichten dargestellt sind, deren Verhältnis zueinander aus den eingetragenen Schnittbezeichnungen hervorgeht. Der Auswerfer 12 ist an der Welle 10 befestigt, wodurch er während des Betriebes der Hammermühle rotiert. Der Auswerfer 12 weist am Umfang verteilte Auswurfkammern 60 auf, die einen nach außen erweiterten Querschnitt besitzen. Das zerkleinerte Material fällt am Umfang des Rotors verteilt aus dem Zerklei­ nerungsspalt 16 heraus und gelangt unmittelbar in die Auswurfkammern 60. Durch die Drehung des Auswerfers 12 wird das zerkleinerte Material weitertransportiert, bis die jewei­ lige Auswurfkammer 60 an der seitlich angeordneten Auswurföffnung 18 vorbeischwenkt. Dabei wird das zerkleinerte Material in die Auswurföffnung 18 hineingeschoben und durch das nachfolgende Material, welches durch die nächste Auswurf­ kammer herantransportiert wird, weiterbewegt. Sofern die Auswurföffnung 18 einen ausreichenden Querschnitt aufweist, kann ein nahezu ungehinderter Abtransport des zerkleinerten Materials erfolgen.

Es ist vorteilhaft, wenn die Querschnittsöffnung der Auswurföffnung 18 gezielt eingeengt werden kann, da dies für die Beeinflussung der von der Hammermühle abgegebenen Körnung des zerkleinerten Materials ausnutzbar ist. Bei einer vereng­ ten Auswurföffnung kann das zerkleinerte Material nicht unge­ hindert von den Auswurfkammern 60 abtransportiert werden, so daß ein Rückstau bis in den Verkleinerungsspalt 16 eintritt. Das in die Hammermühle eingebrachte Material verbleibt daher für längere Zeit innerhalb des Zerkleinerungsspalts, womit eine intensivere Zerkleinerung hervorgerufen wird.

Es sind andere Ausführungsformen möglich, die die in den Ansprüchen angegebenen Merkmale verwirklichen. Beispielsweise kann die Form der Hämmer angepaßt werden, um spezielle Anfor­ derungen zu erfüllen, die sich aus dem zu zerkleinernden Material ergeben. Die Größe und Leistungsfähigkeit der Hammermühle wird ebenfalls dem zu zerkleinernden Material bzw. den Materialvermischungen angepaßt. Der Rotor der Hammermühle kann auf beliebige andere Weise angetrieben werden, beispielsweise durch Verwendung eines Zahnradgetrie­ bes, welches die Kopplung zwischen dem Rotor und der Antriebseinheit herstellt.

Claims (9)

1. Hammermühle (1) umfassend

• 1. ein Gehäuse (2) mit einem oben angeordneten Einfüllbe­ reich (3), einem unten angeordneten Auswurfbereich (5) und einem zwischen Einfüll- und Auswurfbereich angeord­ neten Zerkleinerungsbereich (4) mit gepanzerten Innen­ wänden (8);
• 2. einen Rotor (9), dessen Welle (10) vertikal im Gehäuse (2) angeordnet ist;
• 3. eine Vielzahl von Hämmern (13), die innerhalb des Zer­ kleinerungsbereichs (4) in längs der Welle (10) angeord­ neten Gruppen (14) am Rotor (9) befestigt sind;
• 4. eine Antriebseinheit (7), die den Rotor (9) in Drehung versetzt;

gekennzeichnet durch

• 1. mehrere parallel zur Welle (10) verlaufende, über den Umfang des Zerkleinerungsbereichs (4) verteilte, an den gepanzerten Innenwänden (8) befestigte, Schneidkanten (15), wobei ein Zerkleinerungsspalt (16) zwischen Rotor (9) und Schneidkanten (15) verbleibt; und
• 2. einen Eintreiber (11), der oberhalb des Zerkleinerungs­ bereichs (4) am Rotor (9) befestigt ist und am Umfang verteilte Einfüllkammern (51) und keilförmige Stopfarme (52) besitzt, mit deren Hilfe das zu zerkleinernde Mate­ rial in den Zerkleinerungsspalt (16) eingebracht wird.

2. Hammermühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gruppen von Hämmern durch Rotorplatten (14) gebildet sind, die voneinander beabstandet an der Welle (10) befe­ stigt sind und an deren Umfang jeweils mehrere Hämmer (13) angeordnet sind.

3. Hammermühle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hämmer (13) drehbar an den Rotorplatten (14) befestigt sind, so daß sie im Betrieb aufgrund der Fliehkraft nach außen gestellt werden.

4. Hammermühle nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeich­ net, daß der zwischen äußerer Umfangskante der Rotorplat­ ten (14) und den Schneidkanten (15) verbleibende Zerklei­ nerungsspalt (16) von oben nach unten abnimmt.

5. Hammermühle nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein größerer Zerkleinerungsspalt (16) etwa in der oberen Hälfte und ein demgegenüber verkleinerter Zerkleinerungs­ spalt (16) etwa in der unteren Hälfte des Zerkleinerungs­ bereichs (4) vorgesehen ist.

6. Hammermühle nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des Zerkleinerungsbereichs (4) am Rotor (9) ein Auswerfer (12) befestigt ist, der am Umfang verteilte Auswurfkammern (60) mit einem sich nach außen erweiternden Querschnitt besitzt, die das zerklei­ nerte Material von oben aus dem Zerkleinerungsspalt (16) aufnehmen und an eine seitlich angeordnete Auswurföffnung (18) abgeben.

7. Hammermühle nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der Auswurföffnung (18) einstellbar ist.

8. Hammermühle nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Hämmer (13), die Schneidkanten (15) und gegebenenfalls Eintreiber (11) und Auswerfer (12) symmetrisch ausgebildet sind, so daß der Rotor (9) im Betrieb abwechselnd in beiden Drehrichtungen bewegt werden kann.

9. Hammermühle nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (2) eine Vielzahl von aufklappbaren Bereichen besitzt, worüber der Zugang zum Innenraum möglich ist.