DE19809383A1 - Schaufel-Separator - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Schaufel-Separator für die Zerkleinerung und Trennung von brechbarem Material, insbe­ sondere zur Erd- und Bodenaufbereitung, Kompostaufbereitung und Anwendung für weitere verschiedenste Materialien im Re­ cyclingbereich zur Gewinnung von Sekundärrohstoffen.

Schaufel-Separatoren sind bekannt. Sie werden als Zubehör und Sonderausrüstung für Radlader und Bagger zum Sieben, Laden, Wiederverfüllen und auch zur Bodenverbesserung ein­ gesetzt. In der DE 93 04 186 U ist ein als Siebbrecher für Erdmaterial bezeichneter Schaufel-Separator beschrieben, der ein als Kübel ausgebildetes Gehäuse aufweist, dessen Hinterwand als Brechersieb ausgebildet ist und in dem dazu parallel und in Betriebsposition im wesentlichen horizontal angeordnete rotierende Hohlwellen mit im axialen Abstand zueinander an diesen drehfest angeordneten Separations­ scheiben und Brecherelementen angeordnet sind. Benachbarte Hohlwellen sind so angeordnet, daß die Separationsscheiben einander gegenüberliegend in einer Ebene zur Anordnung ge­ langen. Im Raum zwischen zwei benachbarten Separations­ scheiben einer Welle ist jeweils ein Zähne aufweisendes Brecherelement (Schlegel) drehfest gehaltert. Der Abstand zwischen den Wellenmänteln und der Abstand der auf einer Welle benachbart angeordneten Separationsscheiben bestimmt dabei die Siebfeinheit des Brechersiebes. Die Hohlwellen werden über einen Kettenantrieb an der Außenseite des Ge­ häuses synchron in Rotation versetzt.

Die Separationsscheiben sind bei diesem Schaufelseparator auf die Hohlwellen aufgeschweißt. Dazu ist ein dickwandiges Rohr erforderlich, um die durch das Schweißen und die Schweißnähte entstehenden Spannungen gering zu halten. Auch die Halterungen der Brecherelemente sind angeschweißt. Die durch das Schweißen entstehenden Spannungen verursachen durch die betriebsbedingten Wechselspannungen in den Wellen (Zug-/Druckspannung) Mikrorisse und in Folge Spannungsriß­ korrosion und einen erhöhten Verschleiß. In Abhängigkeit von diesem müssen die Separationsscheiben und die Brecher­ elemente bzw. die Wellen regeneriert oder ausgetauscht wer­ den. Dieser Prozeß ist aufwendig und muß zweckmäßigerweise in einer Werkstatt durchgeführt werden, wobei die Regene­ rierung wiederum mit einem Schweißvorgang verbunden ist.

Es ist nun Aufgabe der Erfindung, die Standzeit eines Schaufel-Separators nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu erhöhen.

Diese Aufgabe wird bei einem Schaufel-Separator nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 gelöst.

Die in bekannter Weise in einem Separator-Gehäuse parallel angeordneten rotierenden Hohlwellen mit im axialen Abstand zueinander an diesen drehfest angeordneten Separations­ scheiben und mit drehfest angeordneten Brecherelementen sind erfindungsgemäß jeweils zwischen zwei stirnseitig an diesen angeordneten Spanntellern gehaltert und durch eine axial in der Hohlwelle verlaufende und mit den Spanntellern in Wirkverbindung stehende Spannstange erheblich druckbe­ aufschlagt.

Dadurch steht die Hohlwelle unter einer erheblichen Druck­ spannung, und es werden Wechselbeanspruchungen beim Betrieb des Schaufel-Separators, Mikrorisse und Spannungsrißkorro­ sion vermieden, der dadurch bedingte Verschleiß erheblich reduziert und die Standzeiten erhöht. Die Dicke der Rohr­ wandung kann erheblich reduziert werden.

Die Spannungsteller sind vorteilhaft mit einer zentralen Ausnehmung zur Durchführung der Spannstange versehen, deren Profil an das der Spannstange angepaßt ist. An der der je­ weiligen Hohlwelle zugewandten Seite des Spannungstellers ist eine an die ringförmige Stirnfläche in Lage und Größe angepaßte konzentrisch ausgebildete Anlageschulter für die­ se und auf der der Hohlwelle abgewandten Seite eine Anlage­ fläche für ein Spannmittel ausgebildet. Die Enden der Spannstange können mit einem Gewinde für eine das Spannmit­ tel bildende Spannmutter versehen sein.

Dadurch, daß die Hohlwelle insbesondere in ihrer axialen Richtung druckbeaufschlagt ist, ist es möglich, von der Schweißkonstruktion und deren Nachteilen Abstand zu nehmen und die Hohlwellen aus einzelnen Wellenabschnitten zu bil­ den, zwischen denen die Separationsscheiben durch Preßsitz drehfest ausgehaltert sind. Diese "Modulbauweise" hat den Vorteil eines weitestgehend minimierten Montage und Regene­ rierungsaufwandes. Die Grundelemente Spannteller, Spann­ stange und insbesondere die Wellenabschnitte unterliegen keinem wesentlichen Verschleiß und sind demzufolge wieder­ verwendungsfähig.

Die Abmessungen der Hohlwellen und der zwischen deren Wel­ lenabschnitten angeordneten Separationsscheiben sind auf einfache Weise variierbar und können problemlos an das zu brechende Material und auch an Kundenwünsche angepaßt wer­ den.

Dabei können die Wellenabschnitte zur Zentrierung auf der Spannstange mit einer mittig angeordneten Zentrierungs­ scheibe mit einer an das Profil der Spannstange angepaßten zentralen Ausnehmung versehen sein. Dadurch können ein ju­ stierter Preßsitz einer Separationsscheibe zwischen zwei Wellenabschnitten sichergestellt und ein Beitrag zur Dreh­ festigkeit geliefert werden.

Die Brecherelemente können entweder an den Wellenabschnit­ ten oder an den Separationsscheiben, vorzugsweise lösbar an einer jeweils fest angeordneten Halterung angeordnet sein, so daß sie rasch und problemlos austauschbar sind, insbe­ sondere auf der Baustelle.

Sind die Brecherelemente an den Wellenabschnitten angeord­ net, werden benachbarte Hohlwellen so angeordnet, daß deren Separationsscheiben einander gegenüberliegend in einer Ebe­ ne angeordnet sind.

Sind die Brecherelemente an den Separationsscheiben ange­ ordnet, können Separationsscheiben benachbarter Hohlwellen versetzt zueinander angeordnet und in den zwischen zwei be­ nachbarten Separationsscheiben gebildeten Raum der jeweils anderen Hohlwelle eingreifend angeordnet sein. Dadurch er­ gibt sich eine erhöhte Siebfeinheit, und die Partikelgröße des zerkleinerten und gesiebten Materials wird erheblich reduziert.

Die Separationsscheiben können für bestimmte Verwendungs­ zwecke, insbesondere zur Aufbereitung weniger festen Mate­ rials oder bei der Trennung von Massengütern, beispielswei­ se mit Bändern oder Metallgegenständen, in denen sich die üblicherweise als Schlegel ausgebildeten Brecherelemente verfangen könnten, auch selbst als Brecherelemente ausge­ bildet sein. Dazu sind sie vieleckig ausgebildet und wenig­ stens im Bereich der Ecken mit einer verschleißfesten Schicht versehen.

Die Anordnung benachbarter Hohlwellen kann dabei in Abhän­ gigkeit von der gewünschten Siebfeinheit so erfolgen, daß deren Separationsscheiben einander gegenüberliegend in ei­ ner Ebene angeordnet sind, oder - zur Erzeugung kleinerer Partikel beim abgetrennten und gesiebten Material - ver­ setzt zueinander und jeweils in den zwischen zwei benach­ barten Separationsscheiben gebildeten Raum der jeweils ande­ ren Welle eingreifend.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbei­ spielen erläutert. In der zugehörigen Zeichnung zeigen schematisch:

Fig. 1 zwei erfindungsgemäße Hohlwellen,

Fig. 2a zwei benachbart in einem Schaufel-Separator ange­ ordnete Hohlwellen mit in einer Ebene gegenüber­ liegend angeordneten Separationsscheiben in einem Horizontalschnitt,

Fig. 2b einen Schnitt II-II durch die Anordnung,

Fig. 3a zwei benachbart angeordnete Hohlwellen mit ver­ setzt angeordneten Separationsscheiben in einem Horizontalschnitt,

Fig. 3b einen Schnitt III-III durch die Anordnung,

Fig. 4 mehreckig ausgebildete Separationsscheiben, ange­ ordnet an zwei benachbarten Hohlwellen,

Fig. 5 mehreckig ausgebildete Separationsscheiben in an­ derer Anordnung und Ausbildung als in Fig. 4 und

Fig. 6 einen Wellenabschnitt im Schnitt.

In Fig. 1 sind zwei erfindungsgemäße Hohlwellen 1 zur An­ ordnung in einem Schaufel-Separator dargestellt. Sie weisen im axialen Abstand A zueinander drehfest angeordnete Sepa­ rationsscheiben 2 und drehfest an diesen angeordnete Schle­ gel 3 auf, wobei die Hohlwellen 1 aus zwischen den Separa­ tionsscheiben 2 angeordneten Wellenabschnitten 1a gebildet sind (auch Fig. 6). Der Zusammenhalt der Hohlwellen 1 ist jedoch erst dann gegeben, wenn diese zwischen zwei stirn­ seitig angeordneten Spanntellern 4, die durch eine diese verbindende und durch in den Wellenabschnitten 1a und die Separationsscheiben 2 geführte Spannstange 5 (Fig. 2, 3) zu­ sammengepreßt sind (nicht dargestellt).

Fig. 1 zeigt, daß die Schlegel 3 jeweils an einer Halterung 6 befestigt sind. Die Halterungen 6 sind in an den Separa­ tionsscheiben 2 angeschweißt und die Schlegel durch eine Klemmverbindung an den Halterungen 6 fixiert, wodurch diese 6 und damit auch die Schlegel 3 drehfest an der Hohlwelle angeordnet sind.

Die Fig. 2a und 2b zeigen die Anordnung zweier benachbarter Hohlwellen 1 nach Fig. 1 im Schnitt und schematisch. Die Hohlwellen 1 sind durch eine Spannstange 5 mit quadrati­ schem Querschnitt über die Spannteller 4 durch Druck anein­ ander fixiert. Die Spannteller 4 weisen jeweils eine zen­ tral angeordnete Vierkantausnehmung 10, eine Anlageschulter 11 für einen Wellenabschnitt 1a und eine Anlagefläche 12 für eine Scheibe 13 auf. Durch den quadratischen Quer­ schnitt der Spannstange 5 und an diese angepaßte Ausnehmun­ gen 10 in den Separationsscheiben 2 und auch in den Wellen­ abschnitten 1a angeordnete Zentrierungsscheiben 1b ist die Drehfestigkeit der jeweiligen Hohlwelle 1 und der an dieser angeordneten Elemente 1a, 2, 4 zusätzlich zu den in axia­ ler Richtung gegebenen Preßsitzen zwischen den Wellenab­ schnitten 1a und den Separationsscheiben 2 sichergestellt. Die Enden der Spannstange 5 sind mit einem Gewinde für eine Spannmutter 14 versehen.

In den Fig. 3a und 3b ist eine weitere Anordnung zweier be­ nachbarter Hohlwellen 15 dargestellt. Bei dieser Anordnung sind die Separationsscheiben 16 versetzt zueinander ange­ ordnet. Dadurch ergibt sich ein kleinerer Abstand zwischen den Wellenachsen, und es wird die Siebfeinheit gegenüber dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wesentlich erhöht (Sieböffnung S).

Bei dieser Anordnung sind die Brecherelemente 17 über eine Schraubenverbindung lösbar (nicht dargestellt) an den an den Separationsscheiben 16 angeordneten Halterungen 18 be­ festigt.

In den Fig. 4 und 5 sind achteckige Separationsscheiben 19 und 20 dargestellt. Die Separationsscheiben 19 (Fig. 4) sind im Bereich der Ecken mit einer verschleißfesten Schicht 21 (Hartmetall aufgelötet) versehen und an benachbarten Hohl­ wellen 1 einander gegenüberstehend in einer Ebene angeord­ net. Die Separationsscheiben 20 (Fig. 5) sind an ihrem ge­ samten Umfang mit einer Schicht 22 aus Hartmetall-Splitt (aufgelötet) verschleißfest verstärkt und für eine Anord­ nung vorgesehen, bei der die Separationsscheiben 20 ver­ setzt zueinander sind und in den zwischen zwei benachbarten Separationsscheiben 20 gebildeten Raum der jeweils an deren Hohlwelle 15 eingreifen (Fig. 3a). Bei dieser Anordnung wer­ den auch die Umfangsbereiche zwischen den Ecken verstärkt beansprucht.

In Fig. 6 ist ein Wellenabschnitt 1a im Schnitt dargestellt. In diesem ist mittig eine Zentrierungsscheibe 16 mit einer zentral angeordneten Ausnehmung 23 ausgebildet, wobei diese Ausnehmung 23 entsprechend dem Profil der Spannstange 5 quadratisch ist.

Claims (12)

1. Schaufel-Separator für die Zerkleinerung und Trennung von brechbarem Material mit einem Separator-Gehäuse und in diesem parallel und in Betriebsposition im wesentlichen ho­ rizontal angeordneten rotierenden Hohlwellen mit im axialen Abstand zueinander an diesen drehfest angeordneten Separa­ tionsscheiben und mit drehfest angeordneten Brecherelemen­ ten, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlwellen (1, 15) je­ weils zwischen zwei stirnseitig an diesen angeordneten Spanntellern (4) gehaltert sind, die durch eine axial in der Hohlwelle (1, 15) angeordnete Spannstange (5) unter er­ heblicher Druckbeaufschlagung der Hohlwelle (1, 15) zuein­ ander gezogen sind.

2. Schaufel-Separator nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Spannteller (4) jeweils eine zentral an­ geordnete Ausnehmung (10) zur Durchführung der Spannstange (5) mit einem an deren Profil angepaßten Profil, auf der der jeweiligen Hohlwelle (1, 15) zugewandten Seite eine an deren Stirnfläche angepaßte konzentrischausgebildete Anla­ geschulter (11) für diese und auf der der Hohlwelle (1, 15) abgewandten Seite eine Anlagefläche (12) für ein Spannmit­ tel (13, 14) aufweisen.

3. Schaufel-Separator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Enden der Spannstange (5) mit einem Gewinde für eine Spannmutter (14) versehen sind.

4. Schaufel-Separator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Hohlwellen (1, 15) in Modulbauweise aus einzelnen Wellenabschnitten (1a) gebildet sind, zwi­ schen denen die Separationsscheiben (2, 16) durch Preßsitz drehfest gehaltert sind.

5. Schaufel-Separator nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Wellenabschnitte (1a) zu ihrer Zentrie­ rung auf der Spannstange (5) mit einer mittig angeordneten Zentrierungsscheibe (16) mit einer an das Profil der Spann­ stange (5) angepaßten zentralen Ausnehmung (23) versehen sind.

6. Schaufel-Separator nach Anspruch 4 oder 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Wellenabschnitte (1a) jeweils wenig­ stens ein Brecherelement (3) aufweisen, und daß die Separa­ tionsscheiben (2) benachbarter Hohlwellen (1) einander ge­ genüberliegend in einer Ebene angeordnet sind.

7. Schaufel-Separator nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Brecherelement (3) lösbar an einer fest am Wellenabschnitt (1a) angeordneten Halterung (6) befestig­ bar ist.

8. Schaufel-Separator nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Separationsscheiben (16) benachbarter Hohlwellen (15) versetzt zueinander angeordnet und jeweils in den zwischen zwei benachbarten Separationsscheiben (16) gebildeten Raum der jeweils anderen Hohlwelle (15) eingrei­ fend angeordnet sind, und daß die Separationsscheiben (16) jeweils wenigstens ein Brecherelement (17) aufweisen.

9. Schaufel-Separator nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Brecherelement (17) lösbar an einer fest an der Separationsscheibe (16) angeordneten Halterung (18) befestigbar ist.

10. Schaufel-Separator nach Anspruch 1 oder 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Separationsscheiben (19, 20) mehrec­ kig ausgebildet und umfangsseitig im Bereich der Ecken mit einer verschleißfesten Schicht (21, 22) versehen sind.

11. Schaufel-Separator nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Separationsscheiben (2; 19) benachbarter Hohlwellen (1) einander gegenüberliegend in einer Ebene an­ geordnet sind.

12. Schaufel-Separator nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Separationsscheiben (16; 20) benachbarter Hohlwellen (15) versetzt zueinander und jeweils in den zwi­ schen zwei benachbarten Separationsscheiben (20) gebildeten Raum der jeweils anderen Hohlwelle (15) eingreifend ange­ ordnet sind.