DE19821207A1 - Schneidwelle für Zerkleinerungsmaschinen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schneidwelle in einer Zerkleinerungsmaschine, mit gewindeartig gewunden am Umfang verteilt angeordneten Messersitzausfräsungen, wobei in den Messersitzausfräsungen Schneidwerkzeuge anordbar sind und eine Mehrzahl von Messersitzausfräsungen auf einer gemeinsamen, radialen Wellenebene angeordnet sind, so daß mehrere Schneidwerkzeuge auf einem gemeinsamen, radialen Schneidwerkzeugflugkreis angeordnet sind, wobei abgestimmt auf die gewünschte Schneidkraft die Messersitzausfräsungen (4) einer gemeinsamen radialen Ebene der Welle (1) gleichmäßig mit Schneidwerkzeugen bestückt werden und nicht mit Schneidwerkzeugen bestückte Messersitzausfräsungen (4) mit Abdeckelementen (12) abgedeckt bzw. ausgefüllt werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schneidwelle für eine Zerkleinerungsmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine Zerkleinerungsmaschine, mit der sich die Erfindung befaßt und die in Fig. 10 abgebildet ist, ist aus der DE 42 42 740 A1 bekannt und dient dem Zerkleinern von Holz, Metallteilen, Kunst­ stoffen, Müll und anderen Abfällen.

Die Zerkleinerungsmaschine 101 besteht im wesentlichen aus einem Materialtrichter 102, einer Beschickungseinheit 103 und einem Zerkleinerungswerkzeug 104. Die drei Maschinenbestandteile 102, 103, 104 sind durch Flanschverbindungen lösbar miteinander ver­ bunden und bilden im zusammengesetzten Zustand einen Beschic­ kungsraum 105. In den Beschickungsraum 105 greift in den der Be­ schickungseinheit 103 gegenüberliegenden unteren Bereich eine mit einem Elektromotor angetriebene Schneidwelle 106 ein. Die Schneidwelle 106 ist acht- oder mehrkantig (polygon) ausgebildet und mit einer Vielzahl von Schneidwerkzeugen 107 bestückt. Die Schneidwerkzeuge 107 sind gewindeartig gewunden am Umfang ver­ teilt an der Schneidwelle 106 befestigt angeordnet und stehen mit einer ersten Schneidplatte 108 und einer als Abstreifbalken 109 dienenden zweiten Schneidplatte in Eingriff. Die Oberseite der ersten Schneidplatte 108 ist zugleich Teil des Bodens des Beschickungsraumes 105. Unterhalb der Schneidwelle 106 ist ein an Verstärkungsringen 110 befestigtes Lochsieb 111 vorgesehen. Unterhalb des Lochsiebes 111 befindet sich ein Auffangbehälter 112, an dessen tiefster Stelle zum Abtransportieren des zerklei­ nerten Materials eine Förderschnecke 113 angeordnet ist. In Fig. 11 ist in einer perspektivischen Teilansicht die Schneidwelle 106 von dem Beschickungsraum 105 aus blickend dar­ gestellt. Die Schneidwelle 106 weist eine Vielzahl von Schneid­ werkzeugen 107 auf, die gewindegangartig auf der Schneidwelle 106 angebracht angeordnet sind. Die Schneidwerkzeuge 107 sitzen in den in die Schneidwelle 106 eingebrachten Ausnehmungen 129. Die Ausnehmungen 129 erstrecken sich von einer ersten Kante 140 der Schneidwelle 106 bis zur in Rotationsrichtung folgenden zweiten Kante 141. Die Sohle 142 der Ausnehmungen 129 vertieft sich bezogen auf eine Schneidwellenoberfläche 139 gleichmäßig über ihre gesamte Längserstreckung. Die Sohle 142 bzw. der Auflagebereich 131 bildet mit der Anlagefläche 130 einen rechten Winkel. Die Höhe der Anlagefläche 131 zwischen der zweiten Kante 141 und der Sohle 142 entspricht der diagonalen Erstreckung eines Schneidwerkzeuges 107.

Eine derartige Zerkleinerungsmaschine hat sich bewährt.

Im Bereich des Abfallrecyclings bzw. der Entsorgung von Abfall­ stoffen müssen Entsorgungsunternehmen mehr und mehr flexibel auf unterschiedliches zu verarbeitendes Material reagieren. So müs­ sen beispielsweise nicht nur harte Materialien, wie Kunststoff­ gehäuse, Holzprodukte, Elektronikteile oder anderes gut brechba­ res Material, sondern auch Stretchmaterialien, gewebte Kunst­ stoffe, Teppiche, Fäden und Fasern aller Art zerkleinert wer­ den. Es hat sich gezeigt, daß bei vorgegebener Antriebskraft für die Schneidwelle unbefriedigende Ergebnisse bezüglich der Schneidarbeit erzielt werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schneidwelle so auszugestal­ ten, daß sie mit variabler Messeranzahl bestückt werden kann. Die Aufgabe wird mit einer Schneidwelle mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in Unter­ ansprüchen gekennzeichnet.

Durch die Erfindung kann eine Schneidwelle so ausgerüstet wer­ den, daß sie bei vorgegebener maximaler Antriebsleistung optimal auf das zu zerkleinernde Gut ausgelegt werden kann.

Erfindungsgemäß wird bei gleicher Antriebsleistung eine Schneidwelle in der Art auf das zu zerkleinernde Gut abgestimmt werden, daß von den gewindeartig am Umfang der Schneidwelle verteilt angeordneten Schneidwerkzeugen an bestimmten Stellen Schneidwerkzeuge entfernt und durch erfindungsgemäße Abdeckele­ mente ersetzt werden, welche den Messersitz deckelartig abdec­ ken. Dies ermöglicht eine Verminderung oder Erhöhung der Schneidwerkzeuganzahl bei gleichbleibender Antriebskraft der Schneidwelle, d. h., das Drehmoment der Schneidwelle wird auf unterschiedliche Messeranzahlen verteilt und damit dem Hackgut angepaßt. Bei schwer zu zerkleinerndem Gut, wie beispielsweise Teppichen oder gewebten Kunststoffen, kann durch eine Verminde­ rung der Schneidwerkzeuge die Kraft auf die einzelnen Schneid­ werkzeuge entsprechend erhöht werden, wobei durch die erfin­ dungsgemäßen Abdeckelemente sichergestellt wird, daß sich in den Messersitzen kein Hackgut ansammelt und die Messersitze ver­ schmutzt oder sich fadenförmiges Hackgut im Bereich der freien Messersitze um die Welle wickelt ohne geschnitten zu werden. Bei hartem Schneidgut stellen die Abdeckelemente sicher, daß die Messersitznuten nicht beschädigt werden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung beispiel­ haft erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen in eine Schneidwelle eingebrachter Messer­ sitz in einem Längsschnitt quer zur Längser­ streckung der Welle,

Fig. 2 einen Messersitz gemäß Fig. 1 in einer Drauf­ sicht,

Fig. 3 einen Messersitz gemäß Fig. 1 in einem Quer­ schnitt entlang der Längserstreckung der Welle,

Fig. 4 ein erfindungsgemäßes Abdeckelement in einem Mes­ sersitz gemäß Fig. 1,

Fig. 5 ein erfindungsgemäßes Abdeckelement in einem Mes­ sersitz gemäß Fig. 2,

Fig. 6 ein erfindungsgemäßes Abdeckelement in einem Mes­ sersitz gemäß Fig. 3,

Fig. 7 eine weitere Ausführungsform eines erfindungs­ gemäßen Abdeckelements in einem Messersitz gemäß Fig. 1,

Fig. 8 eine weitere Ausführungsform eines erfindungs­ gemäßen Abdeckelements als Hohlprofil mit Ver­ steifungsrippen in einem Messersitz gemäß Fig. 2,

Fig. 9 ein erfindungsgemäßes Abdeckelement gemäß Fig. 7 in einem Messersitz gemäß Fig. 3,

Fig. 10 eine Zerkleinerungsmaschine mit Schneidwelle und daran angeordneten Schneidwerkzeugen,

Fig. 11 eine Schneidwelle gemäß Fig. 10 in einer Drauf­ sicht.

Eine Schneidwelle 1 zur Aufnahme von Schneidmessern bzw. Schneidwerkzeugen (nicht gezeigt) ist beispielsweise eine Schneidwelle 1 mit einem polygonen Querschnitt. Durch den poly­ gonen Querschnitt werden ebene Flächen 2 gebildet, welche mit Kanten 3 aneinanderstoßen, wobei die Kanten 3 parallel zu einer Längsachse der Welle 1 verlaufend am Umfang der polygonen Schneidwelle 6 vorzugsweise regelmäßig verteilt angeordnet sind. Am Umfang der Schneidwelle 1 sind gewindeartig gewunden, gleich- bzw. regelmäßig verteilt Messersitze 4 eingebracht. Die Messer­ sitze 4 sind im Querschnitt trichterförmige Nuten 5 mit einem ebenen Nutboden 6. Der Nutboden 6 bzw. die Nuten 5 verlaufen als Sekanten von einer Fläche 2 in die Schneidwelle 1 hinein. Die Nut beginnt in etwa in der Quermitte einer Fläche 2a, erstreckt sich über die gesamte Breite der nächsten Fläche 2b und endet in etwa in der Quermitte der übernächsten Fläche 2c. Durch die sekantiale Anordnung des Nutbodens wird die Nut von der Beginn­ fläche 2a bis zur Endfläche 2c tiefer. Die im Querschnitt trich­ terförmige Nut endet im Bereich der Flache 2c mit einem halbke­ geltrichterförmigen, abgerundeten Ende 5a. Die Nut 5 weist in diesem Bereich den ebenen Nutboden 6 und sich vom ebenen Nutbo­ den 6 tangential nach oben erstreckende, kurze Wandungen 7 auf, so daß die Nut 5 oberhalb des Nutbodens 6 eine Rechteck- bzw. Quadratnut ist. Von den kurzen Wandungen 7 verbreitert sich die Nut mit schrägen Wandungen 8. Von den schrägen Wandungen 8 ver­ laufen tangentiale, gerade Wandungen 9 bis zur Oberfläche der Schneidwelle 1 bzw. der Fläche 2c. Im Bereich der Fläche 2c weist die Nut 5 eine konstante Höhe auf. Von der Kante 3 zwi­ schen der Fläche 2c und der Fläche 2b nimmt die Nuttiefe suk­ zessiv bis zur Kante 3 zwischen der Fläche 2b und der Fläche 2a ab und nimmt von der Kante 3 zwischen der Fläche 2b und der Fläche 2a bis zum Austritt des Nutbodens an der Fläche 2a noch­ mals um die Neigung der Fläche 2a zur Fläche 2b verstärkt ab.

Die schrägen Wandungen 8 dienen als Auflager für Schneidwerkzeu­ ge (nicht gezeigt). Im Bereich der Fläche 2b ist senkrecht zum Nutboden 6 eine Bohrung 10 in den Nutboden eingebracht. Die Bohrung 10 dient der Aufnahme einer Befestigungsschraube (nicht gezeigt) für Schneidwerkzeuge.

Das erfindungsgemäße Abdeckelement 12 (Fig. 4 bis 6) ist massiv, beispielsweise aus Metall oder einer Keramik ausgebildet und weist zu den schrägen Wandungen 8 korrespondierende Wandungen 13 auf, welche an einer gemeinsamen Kante 14 aneinanderstoßen. Die Kante 14 ruht, wenn das Abdeckelement 12 in der Nut 5 angeordnet ist, zwischen den kurzen Wandungen 7 und ist vom Nutboden 6 vorzugsweise gering beabstandet. Die übrigen Flächen des Abdeck­ elements 12 sind korrespondierend zur Nut ausgebildet, so daß im Bereich der Fläche 2c bzw. des Nutendes 5a das Abdeckelement 12 halbrundtrichterförmig ausgebildet ist und sich von dem halb­ rundtrichterförmigen Ende 15 entlang der Nut 5 verjüngt, wobei das Abdeckelement 12 nach außen weisende, gewinkelt zueinander orientierte Flächen 16a, 16b und 16c aufweist, welche mit den Flächen 2a, 2b und 2c der Mehrkantschneidwelle 1 jeweils fluch­ ten bzw. abschließen und die Nut deckelartig abdecken.

Fluchtend zu der Bohrung 10 weist das Abdeckelement 12 eine Boh­ rung 18 auf, welche von der Fläche 16b senkrecht zur Kante 14 her in das Abdeckelement 12 eingebracht ist und sich von einem weiteren Bereich 18a mit einer Stufe 19 zu einem engeren Bereich 18b verengt. Durch die Bohrung 18 bzw. das Loch 18 ist ein Ge­ windebolzen steckbar, welcher in der Gewindebohrung 10 der Welle verschraubbar ist, um das Abdeckelement 12 in der Nut fest anzu­ ordnen.

Bei einer weiteren Ausführungsform des Abdeckelements (Fig. 7 bis 9) ist das Abdeckelement 12 als Hohlprofil in Form einer zweifach abgewinkelten Platte 20 ausgebildet, wobei durch die Abwinklung drei Flächen 21a, 21b und 21c ausgebildet werden, welche an Knickkanten 22 aneinanderstoßen. Die äußere Form der Platte 20 korrespondiert mit der Form der Nut 5 bzw. der Welle 1, benachbart zu den Flächen 2a, 2b, 2c, so daß in in die Nut 5 eingeschobenem Zustand des Abdeckelements 12 die Platte 20 form­ schlüssig außen abschließt.

Zur Bohrung 10 im Nutboden 6 hin weist die Platte 20 eine zylin­ drische Anformung 25 auf, welche im Bereich der schrägen Wandungen 8 der Nut 5 mit zu den Wandungen 8 korrespondierenden schrägen Auflagewandungen 26 ausgebildet ist. In die Platte 20 ist im Bereich der Anformung 25 ebenfalls eine Bohrung 18 zur Aufnahme eines Schraubbolzens eingebracht. Bei einer weiteren Ausführungsform (Fig. 8) ist dem Längsverlauf des Abdeckelements 12 folgend unterseitig eine Versteifungsrippe 27 und quer zu dieser im Bereich der Bohrung 18 eine Querversteifungsrippe 28 angeordnet.

Im folgenden wird die Verwendung der Abdeckelemente erläutert.

Um bei vorgegebener Antriebsleistung und gleichem Drehmoment der Schneidwelle eine erhöhte Kraft auf die einzelnen Schneidwerk­ zeuge aufzubringen, ist es notwendig, die Zahl der Messer zu reduzieren. Bei üblicherweise gewindeartig gewunden am Umfang verteilten Schneidwerkzeugen befinden sich auf einem Schneid­ werkzeugflugkreis bzw. einer gemeinsamen, radialen Ebene der Welle üblicherweise mehrere beispielsweise bis zu acht Schneid­ werkzeuge, so daß im Laufe einer Wellenumdrehung in diesem Flug­ kreis acht Mal ein Schnitt erfolgt. Auf einem Messerflugkreis kann die Zahl der Messer beispielsweise halbiert werden, so daß während einer Umdrehung nur noch vier Schnitte stattfinden. Die freigewordenen vier Messersitze bzw. Nuten werden mit erfin­ dungsgemäßen Abdeckelementen deckelartig abgedeckt, wobei von Vorteil ist, daß die Abdeckelemente verhindern, daß sich Schnittgut in den Nuten ansammelt oder schwer zu schneidendes Schnittgut, wie beispielsweise Teppiche, sich an freiliegenden Nuten 5 verfängt und sich um die Welle wickelt, ohne geschnitten zu werden. Bei hartem Schnittgut verhindern die Abdeckelemente, daß die nicht mit Messern bestückten Messersitznuten durch das Schnittgut beschädigt werden. Darüberhinaus ist von Vorteil, daß die Abdeckelemente in besonders einfacher und leichter Weise beispielsweise durch Metallguß herstellbar sind.

Durch das Vorsehen von Abdeckelementen ist es somit möglich, eine herkömmliche Schneidwelle auf die verschiedenen Schneidgut­ arten schnell umzurüsten. Durch die zu den Nuten korrespondie­ rende Form der Abdeckelemente und die Befestigung der Abdeck­ elemente mit einer den Messern äquivalenten Schraubverbindung läßt sich die Umrüstung in einfacher und besonders schneller Weise erreichen.

Claims (19)

1. Schneidwelle in einer Zerkleinerungsmaschine, mit gewinde­ gangartig am Umfang verteilt angeordneten Messersitzaus­ fräsungen (4), wobei in den Messersitzausfräsungen (4) Schneidwerkzeuge angeordnet sind und eine Mehrzahl von Messersitzausfräsungen auf einer gemeinsamen, radialen Wellenebene angeordnet sind, so daß mehrere Schneidwerkzeu­ ge auf einem gemeinsamen, radialen Schneidwerkzeugflugkreis angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß abgestimmt auf eine gewünschte Schneidarbeit die Mes­ sersitzausfräsungen (4) einer gemeinsamen radialen Ebene der Welle (1) gleichmäßig mit Schneidwerkzeugen bestückt sind und vorgegebene Messersitzausfräsungen (4) nicht mit einem Schneidwerkzeug besetzt und mit einem befestigbaren Abdeckelement (12) deckelartig abgedeckt sind.

2. Schneidwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Messersitzausfräsungen (4) im wesentlichen V-förmi­ ge Nuten (5) sind und das Abdeckelement (12) Mittel (13, 25) aufweist, mit denen es zumindest teilbereichsweise mit den die Nut (5) ausbildenden Wandungsbereichen (8) einen Formschluß erzielt und eine nach außen weisende Oberfläche (16) aufweist, die der Kontur der Schneidwelle (1) im Be­ reich der Nut (5) entspricht und mit der Schneidwellenober­ fläche (2) abschließt.

3. Schneidwelle nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche (16) des Abdeckelements (12) mit zuein­ ander gewinkelten, ebenen Flächen (16a, 16b, 16c) ausgebil­ det ist, welche mit den zueinander gewinkelten, ebenen Flächen (2) einer polygonen Schneidwelle (1) abschließen.

4. Schneidwelle nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche (16) des Abdeckelements (12) rundlich, insbesondere zylindermantelausschnittsförmig ausgebildet ist und mit der Oberfläche einer zylindrischen Schneidwelle (1) abschließt.

5. Schneidwelle nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Abdeckelement (12) massiv, die Messersitzausfräsung angenähert voll flächig ausfüllend und mit der Oberfläche der Schneidwelle abschließend ausgebildet ist.

6. Schneidwelle nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Abdeckelement (12) aus Metall, Keramik oder Kunst­ stoff ausgebildet ist.

7. Schneidwelle nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Abdeckelement (12) zu den, die Nut (5) begrenzenden Flächen (8) korrespondierende Wandungen (13) aufweist.

8. Schneidwelle nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Abdeckelement (12) eine Bohrung (10) aufweist, welche bezüglich der Anordnung des Abdeckelements (12) an einer Welle (1) radial in das Abdeckelement (12) einge­ bracht ist.

9. Schneidwelle nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Abdeckelement (12) als Hohlprofil mit einer mit der Außenfläche der Welle abschließenden Platte (20) ausgebil­ det ist, wobei an der Platte (20) Mittel (25) ausgebildet sind, mit denen sich die Platte (20) gegen die die Nut (5) begrenzenden Flächen (8) in der Nut (5) abstützt.

10. Schneidwelle nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidwelle polygon mit einer Vielzahl zueinander gewinkelter, ebener Flächen (2) ausgebildet ist.

11. Schneidwelle nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Messersitze (4) im Querschnitt trichterförmige Nuten (5) mit einem ebenen Nutboden (6) sind, wobei der Nutboden (6) bzw. die Nuten (5) als Sekanten von einer Fläche (2) in die Schneidwelle (1) hineinverlaufend ange­ ordnet sind.

12. Schneidwelle nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (5) in etwa in der Quermitte einer Fläche (2a) beginnt, sich über die gesamte Breite der gegen die Rota­ tionsrichtung nächsten Fläche (2b) erstreckt und in etwa in der Quermitte der in der Rotationsrichtung übernächsten Fläche (2c) endet.

13. Schneidwelle nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (5) von einer Fläche (2a) der polygonen Welle bis zur Fläche (2c), in deren Bereich die Nut (5) endet, sekantial zur Wellenlängsachse verläuft und sich vertieft.

14. Schneidwelle nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die im Querschnitt trichterförmige Nut im Bereich der Fläche (2c) mit einem halbkegeltrichterförmigen, abgerunde­ ten Ende (5a) endet.

15. Schneidwelle nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (5) in dem Bereich des Endes (5a) einen ebenen Nutboden (6) und vom ebenen Nutboden (6) senkrecht zur Oberfläche (2) der Welle und zum Nutboden (6) sich er­ streckende, kurze Wandungen (7) aufweist, so daß die Nut (5) oberhalb des Nutbodens (6) rechteck- bzw. quadratnut­ förmig ausgebildet ist.

16. Schneidwelle nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich von den kurzen Wandungen (7) die Nut (5) mit schrägen Wandungen (8) nach außen verbreitert, wobei die schrägen Wandungen (8) Auflagewandungen für Schneidwerkzeu­ ge oder Abdeckelemente (12) sind.

17. Schneidwelle nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich von den schrägen Wandungen (8) tangentiale, gerade Wandungen (9) bis zur Oberfläche des Schneidwelle (1) bzw. der Fläche (2c) erstrecken.

18. Schneidwelle nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Fläche (2c) die Nut (5) eine konstantem Höhe aufweist, wobei die Nuttiefe von einer Kante (3) zwi­ schen der Fläche (2c) und der Fläche (2b) sukzessiv bis zur Kante (3) zwischen der Fläche (2b) und der Fläche (2a) abnimmt und von der Kante (3) zwischen der Fläche (2b) und der Fläche (2a) die Nuttiefe bis zum Austritt des Nutbodens (6) an der Fläche (2a) um die Neigung der Fläche (2a) zur Fläche (2b) verstärkt abnimmt.

19. Schneidwelle nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Fläche (2b) senkrecht zum Nutboden (6) eine Bohrung (10) in den Nutboden (6) eingebracht ist.