DE19850731A1 - Zerkleinerungsmaschine - Google Patents

Abstract

Es wird vorgeschlagen, plattenförmige zu verkleinernde Materialstücke (94) über eine Luftkisseneinheit (68) dem Einzugsspalt einer Zerkleinerungsmaschine zuzuführen. Das Zuführen erfolgt damit unter geringer Reibung und auch bei nur wenig geneigter Luftkisseneinheit zuverlässig. Außerdem können sich Materialstücke um ihre Hochachse drehen und so ausrichten, daß eine vordere Kante parallel zur Achse eines umlaufenden Zerkleinerungsrotors (14) verläuft.

Description

Die Erfindung betrifft eine Zerkleinerungsmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bei einer solchen bekannten Zerkleinerungsmaschine rutscht das zu zerkleinernde Material, z. B. Spanplattenabschnitte, die in einem Sägeautomaten anfallen, einfach unter Reibung auf der Zuführplatte nach unten und in das eigentliche Zerkleinerungswerk.

Die Reibung zwischen dem zu zerkleinernden Material und der Oberseite der Zuführplatte hat zwei Nachteile:
Zum einen muß man den Anstellwinkel der Zuführplatte verhältnismäßig groß wählen, was es schwierig macht, einen höhengleichen Anschluß an einen zur Zuführplatte senkrechten Austragförderer des Sägezentrums herzustellen, zum anderen laufen die zerkleinernden Materialabschnitte in eben der Geometrie in das Zerkleinerungswerk ein, in welcher sie auf das obere Ende der Zuführplatte auf­ gegeben wurden. Dies bedeutet, daß z. B. manche Material­ stücke, die mit in Förderrichtung nach vorne weisender Ecke auf die Zuführplatte gegeben wurden, in entsprechen­ der Orientierung in das Zerkleinerungswerk einlaufen, so daß die Länge seines Rotors nur teilweise genutzt wird und die Zerspanungsleistung entsprechend reduziert ist.

Durch die vorliegende Erfindung soll eine Zerkleinerungs­ maschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 so weiter­ gebildet werden, daß sich die Materialstücke mit kleine­ rer Reibung auf der Zuführplatte unter Schwerkraftein­ fluß bewegen.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Zerkleinerungsmaschine mit den im Anspruch 1 bzw. Anspruch 7 angegebenen Merkmalen.

Bei der erfindungsgemäßen Zerkleinerungsmaschine ist die Reibung zwischen der Unterseite der zu dem Rotor zuzustellenden Materialstücke und der Oberseite der Zuführplatte vermindert, was die Sicherheit der Schwer­ kraftzustellung verbessert und es auch ermöglicht, daß sich die Materialstücke auf der Zuführplatte drehen und so mit einer Randkante parallel zur Achse des Rotors stellen.

Dabei hat die Alternative gemäß Anspruch 1 den zusätz­ lichen Vorteil, daß durch die Zuführplatte keine kleinen Materialstücke wie Späne und dergleichen hindurchfallen können. Die Variante nach Anspruch 7 zeichnet sich dadurch aus, daß die niedere Reibung zwischen Materialstücken und Zuführplatte auf rein mechanischem Wege gewährleistet wird, also ein Druckluft bereitstellendes Gebläse einge­ spart werden kann.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unter­ ansprüchen angegeben.

Dabei ist an der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 3 vorteilhaft, daß nur aus denjenigen Luftabgabeöffnungen der Zuführplatte Luft zur Bildung eines Luftpolsters abgegeben wird, über denen gerade ein Abschnitt eines zu zerkleinernden Materialstückes steht.

Bei einer Zerkleinerungsmaschine gemäß Anspruch 4 erfolgt die Betätigung der die Druckluftabgabe steuernden Ventile unter besonders kleiner Kraft.

Bei einer Zerkleinerungsmaschine gemäß Anspruch 6 kann die Stärke der an den Luftabgabeöffnungen erzeugten Luftpolster an das Gewicht der zu zerkleinernden Material­ stücke angepaßt werden.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 8 ist im Hinblick auf besonders leichten Lauf der frei drehbaren Röllchen vorteilhaft.

Die im Anspruch 9 angegebene Querschnittsform für die Röllchen ist im Hinblick darauf von Vorteil, daß sich die zugeführten Materialstücke unter geringer Reibung auf der Röllchenbahn drehen können.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 10 ermög­ licht es, die von der Zuführplatte herablaufenden zu zerkleinernden Materialstücke in der gleichen Förder­ ebene bis in die unmittelbare Nähe des Gegenmessers zu führen und sicher abzustützen.

Dabei wird dann mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 11 ein zwangsweises Zustellen der zu zerkleinernden Materialstücke gegen den Umfang des Rotors gewährleistet.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 12 erlaubt ein sicheres Erfassen und ein Ziehen von Materialstücken unterschiedlicher Höhe.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 13 dient der Erhöhung des Reibschlusses des Einführbandes mit der Oberseite der Materialstücke.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbei­ spielen unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Schnitt durch eine Zerklei­ nerungsmaschine für Spanplattenabschnitte und dergleichen in einer zur Drehachse des Rotors senkrechten Schnittebene;

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung einer Luftabgabeöff­ nung einer Luftkisseneinheit der in Fig. 1 gezeigten Zerkleinerungsmaschine zusammen mit einem Ventil zur Steuerung des Luftdurchsatzes durch diese Luftabgabeöffnung;

Fig. 3 einen vergrößerten longitudinalen Schnitt durch einen Abschnitt eines Einführbandes der Zerklei­ nerungsmaschine nach Fig. 1; und

Fig. 4 einen axialen Schnitt durch eine mit Röllchen besetzte Achse, die bei einer Variante der Zerkleinerungsmaschine nach Fig. 1 verwendet wird.

In Fig. 1 ist mit 10 insgesamt das zugleich den Maschinen­ rahmen darstellende Gehäuse einer Zerkleinerungsmaschine bezeichnet.

In vor und hinter der Zeichenebene liegenden Seitenwänden 12 des Gehäuses sind die beiden Enden eines Rotors 14 gelagert, der mit einer Vielzahl radial über den Rotor­ umfang überstehender Zerkleinerungswerkzeuge 16 bestückt ist. Die Zerkleinerungswerkzeuge 16 sind in unterschied­ lichen axialen Ebenen angeordnet, und zwar so, daß in jeder Ebene die Zerkleinerungswerkzeuge 16 in Umfangsrich­ tung gleich verteilt sind und die Werkzeuggruppen der unterschiedlichen axialen Ebenen jeweils progressiv in Umfangsrichtung versetzt sind, so daß die Zerkleine­ rungswerkzeuge insgesamt auf wendelförmigen Mantellinien angeordnet sind.

Der Rotor 14 wird über ein als Riementrieb 18 gezeigtes Untersetzungsgetriebe von einem Motor 20 her angetrieben.

Der Rotor 14 arbeitet mit einem Gegenmesser 22 zusammen, welches fest am Gehäuse 10 angebracht ist. Das Gegenmes­ ser 22 hat Zähne 24, deren Randkontur der lichten Kontur der Bahnen der Zerkleinerungswerkzeuge 16 entspricht.

Um den Rotor 14 erstreckt sich ein teilzylindrisches Lochsieb 26, welches eine Vielzahl von Durchgangs- oder Sieblöchern (in der Zeichnung nicht dargestellt) aufweist, die in in Umfangsrichtung aufeinanderfolgenden Reihen angeordnet sind, wobei die Sieblöcher aufeinanderfolgenden Reihen jeweils um eine halbe Teilung in axialer Richtung versetzt sind.

Das Lochsieb 26 ist ebenso wie das Gegenmesser 22 von Gehäuse 10 getragen.

Unterhalb des Lochsiebes 26 ist das Gehäuse 10 trichter­ ähnlich ausgebildet, und bei der tiefsten Stelle des unteren Gehäuseabschnittes ist eine Förderschnecke 28 vorgesehen, die durch einen in der Zeichnung nicht wie­ dergegebenen Motor angetrieben wird und das zerkleinerte Gut in eine Austragöffnung 30 des Gehäuses 10 bewegt.

Zum zwangsweisen Zuführen der zu zerkleinernden Material­ stücke in den Eingriffsbereich zwischen den Zerkleinerungs­ werkzeugen 16 des Rotors 14 und dem Gegenmesser 22 ist eine Einzugswalze 40 vorgesehen, die dem stromaufseiti­ gen Ende des Gegenmessers 22 unmittelbar benachbart ist und durch einen Motor 50 angetrieben ist, der vom Gehäuse 10 getragen ist.

Die Einzugwalze 40 hat in der Zeichnung nicht näher dargestellte Oberflächenrauhigkeiten, z. B. axiale Nuten mit dreieckigem Querschnitt, um einen sicheren Reibschluß zwischen einem zu zerkleinernden Materialstück und der Einzugwalze 40 zu gewährleisten.

Zum Andrücken des zu zerkleinernden Materialstückes an die Einzugwalze 40 ist ein Einzugförderer 52 vorgese­ hen. Dieser hat eine stromaufseitige Umlenkrolle 54, die in den vor und hinter der Zeichenebene liegenden Seitenflächen des Gehäuses 10 gelagert ist. Um die gleiche Achse drehbar sind Lenker 56 vorgesehen, deren freie Enden eine stromabseitige, größeren Durchmesser aufwei­ sende Umlenkrolle 58 drehbar lagern. Um die beiden Um­ lenkrollen 54, 58 läuft ein Einzugband 60 um.

Zum Vorspannen des durch die Bauteile 54 bis 60 gebil­ deten Einzugförderers 52 in Richtung auf die Einzug­ walze 40 zu ist ein Druckluftzylinder 66 vorgesehen. Auf diese Weise erhält man eine von der Stellung der Lenker 56 im wesentlichen unabhängige Andrückkraft, deren Größe, jedoch falls gewünscht, über den Druck der dem Druckluftzylinder 66 zugeführten Druckluft ein­ stellbar ist.

Stromauf der Einzugwalze 40 ist eine Luftkisseneinheit 68 angeordnet. Diese umfaßt einen Luftkasten 70, dessen Unterseite ein Gebläse 72 trägt. Dessen Ausgang ist über einen Druckregler 74 mit dem Inneren des Luftkastens 70 verbunden.

Die obenliegende Wand des Druckkastens 74 ist durch eine Lochplatte 78 gebildet, die mit einer Vielzahl in einem regelmäßigen Muster angeordneter Luftabgabe­ öffnungen 80 versehen ist, wie insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich.

Jede der Luftabgabeöffnung 80 ist mit einer insgesamt mit 82 bezeichneten Ventileinheit versehen, die ein über die Oberseite der Lochplatte 78 überstehendes Be­ tätigungsglied 84 aufweist, welches mit einem auf die Luftkisseneinheit 68 aufgegebenen Materialstück im Sinne eines Öffnens der Ventileinheit 82 zusammenarbeiten kann.

Der Aufbau einer Ventileinheit 82 ist aus Fig. 2 näher ersichtlich. Um eine Luftabgabeöffnung 80 herum ist jeweils ein dichter Trennbecher 86 angeordnet, der die Luftabgabeöffnung 80 vom Inneren des Luftkastens 70 strömungsmäßig trennt. Im Inneren des Trennbechers 86 ist ein mechanisch betätigtes druckausgeglichenes 2/2-Schie­ berventil 88 vorgesehen. Dieses ist durch eine Feder 90 in die Schließstellung vorgespannt und kann durch einen Stößel 92 entgegen der Kraft der Feder 90 in den Offen­ zustand bewegt werden. Das Betätigungsglied 84 hat die Form einer Rolle, die frei drehbar am Ende des Stößels 92 angebracht ist. Die obere Endlage des Stößels 92, die unter der Kraft der Feder 90 eingenommen wird, ist so gewählt, daß das Betätigungsröllchen 84 maximal halb über die Oberseite der Lochplatte 78 übersteht, vorzugsweise nur etwa zu 30% über diese Oberfläche übersteht.

Erreicht ein zu zerkleinernden Materialstück 94 ein Betätigungsröllchen 84, so wird dieses bei der Weiter­ bewegung des Materialstückes in Fig. 2 nach unten bewegt und das 2/2-Ventil 88 öffnet. Dessen Eingang, der über eine Leitung 96 mit dem Inneren des Luftkastens 70 in Verbindung steht, wird nun mit der Luftabgabeöffnung 80 verbunden und aus letzterer strömt Druckluft aus. Diese Druckluft bildet unter dem zu zerkleinernden Ma­ terialstück ein Luftpolster, auf welchem das Material­ stück unter niederer Reibung auf der Lochplatte 78 nach unten gleitet. Gemäß seinem Fortschreiten öffnet dabei das Materialstück 94 immer neue Luftabgabeöffnungen, während der hintere Abschnitt des Materialstückes laufend Betätigungsröllchen 84 weiter stromaufgelegener 2/2-Ventile 88 freigibt, so daß die entsprechenden Ventile in den Schließzustand zurückkehren. Auf diese Weise schafft sich das zu zerkleinernde Materialstück ein seiner je­ weiligen Lage entsprechendes Luftpolster.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich, liegen die Oberseite der Lochplatte 78 und die Oberseite des Gegenmessers 22 in einer gemeinsamen Ebene. Die untere Einzugwalze 40 berührt mit ihrer Mantelfläche diese gemeinsame Ebene. Die Materialstücke 94 werden somit auf einer gleichblei­ benden Förderebene gegen den Eingriffsspalt von Rotor 14 und Gegenmesser 22 bewegt.

Dabei werden die zu zerkleinernden Materialstücke auf dem letzten Abschnitt ihres schräg nach unten verlaufen­ den Zustellweges von dem Einzugförderer 52 erfaßt und zwangsweise gegen den Rotor 14 zugestellt.

Solange sie unter Schwerkraft auf dem durch die Luft­ kisseneinheit 68 erzeugten wandernden Luftpolster nach unten laufen, können sich die Materialstücke 94 auch um eine zur Förderebene senkrechte Achse drehen, so daß sie sich mit einer ihrer Randkanten parallel zur Achse des Rotors 14 ausrichten können, wenn sie auf der Luftkisseneinheit 68 nach unten laufen und zuerst mit einer Ecke auf das Einzugband 60 treffen.

Zur Verbesserung des Reibschlusses zwischen den nach unten laufenden Materialstücken und dem Einzugband 60 kann letzteres mit einer Vielzahl kugelkalottenförmiger aus elastomerem Material bestehender Vorsprünge 98 (vgl. Fig. 3) oder in Abwandlung mit einer Vielzahl in trans­ versaler Richtung verlaufender elastomerer Rippen versehen sein. Diese können im Spalt zwischen der Einzugwalze 48 und der Umlenkrolle 58 so stark zusammengedrückt werden, daß sie praktisch in der Außenfläche des Bandgrundkörpers 100 liegen. In letzterem sind schematisch noch einige Seile 102 angedeutet, welche die in Förderrichtung wir­ kenden Zugkräfte aufnehmen.

Anstelle der oben beschriebenen Luftkisseneinheit 68 kann man auch eine Röllcheneinheit verwenden, bei der die Lochplatte 78 mit den Luftabgabeöffnungen 80 entspre­ chenden Öffnungen versehen ist, durch welche jeweils ein Röllchen nach oben über die Plattenoberseite übersteht.

In Fig. 4 ist ein entsprechender Röllchensatz dargestellt. Auf einer im eingebauten Zustand transversal zur Förder­ richtung verlaufenden Achse 104, deren Enden an seitlichen Holmen der Röllcheneinheit befestigt sind, sitzen über Kugellager 106, die Axial-/Radiallager sind, Röllchen 108. Diese haben eine gewölbte oder bombierte Außenfläche 110, so daß zwischen den Röllchen 108 und der Unterseite eines auf ihnen laufenden Materialstückes nur ein Punkt­ kontakt besteht. Aufgrund der gewölbten Außenfläche 110 der Röllchen 108 läßt sich ein Materialstück auf der Röllcheneinheit wiederum leicht um eine zur Förder­ ebene senkrechte Achse drehen.

Mehrere Röllcheneinheiten, wie sie obenstehend unter Bezugnahme auf Fig. 4 beschrieben wurden, sind im Rahmen der Röllcheneinheit in Förderrichtung unter gleichem Abstand aufeinanderfolgend vorgesehen, wobei die ein­ zelnen Röllchen benachbarter Achsen um eine halbe Tei­ lung in transversaler Richtung versetzt sind.

Die oben beschriebenen Zerkleinerungsmaschinen arbeiten folgendermaßen:
Zu zerkleinernde Spanplattenabschnitte werden auf das obere Ende der Luftkisseneinheit 68 bzw. der Röllchen­ einheit gegeben. Auf dieser laufen die Materialstücke unter Schwerkrafteinfluß nach unten, bis ihr tiefster Abschnitt am Einzugband 60 ankommt. Dort wird dieser tiefste Abschnitt etwas gebremst, und da sich das zu zerkleinernde Materialstück auf der Luftkisseneinheit bzw. der Röllcheneinheit leicht um seine Hochachse drehen läßt, richtet sich das Materialstück nun selbst so aus, daß eine seiner Kanten parallel zur Rotorachse verläuft. In dieser Ausrichtung wird das Materialstück vom Einzug­ förderer 64 zwangsweise gegen den Rotor 14 zugestellt und zerspant. Die erzeugten Späne fallen durch das Lochsieb 26 in den unteren trichterförmigen Abschnitt des Gehäuses 10 und werden durch die Förderschnecke 28 aus dem Gehäuse ausgetragen und dann durch eine in der Zeichnung nicht wiedergegebene Blasvorrichtung zu einem Silo getragen oder in einer Brikettierpresse zu Briketts kompaktiert.

Claims (13)

1. Zerkleinerungsmaschine mit einem Rahmen (10), mit einem im Rahmen (10) gelagerten Rotor (14), der mit Zerkleinerungswerkzeugen (16) bestückt ist, mit einem mit dem Rotor (14) zusammenarbeitenden Gegenmesser (22), welches am Rahmen (10) angebracht ist, und mit einer Zuführplatte (78), die schräg nach unten abfallend zu einer Einzugsstelle für zu zerkleinernde Materialstücke (94) führt, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführplatte (78) eine Vielzahl von Luftabgabeöffnungen (80) aufweist und ihre Unterseite mit einem Luftkasten (70) in Ver­ bindung steht, der seinerseits mit unter Überdruck ste­ hender Luft beaufschlagt (72, 74) ist.

2. Zerkleinerungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftabgabeöffnungen (80) in einem regelmäßigen Muster angeordnet sind.

3. Zerkleinerungsmaschine nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß die Luftabgabeöffnungen (80) mit einem in den Schließzustand vorgespannten Ventil (82) versehen sind, wobei ein Stellglied (84) des letzteren jeweils durch die zugeordnete Luftabgabeöffnung (80) über­ steht, so daß es durch ein über die Luftabgabeöffnung (80) hinweglaufendes Materialstück (94) betätigbar ist.

4. Zerkleinerungsmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der Ventilstellglieder (92) unter geringer Reibung mit den zu zerkleinernden Materialstücken (94) zusammenarbeiten, insbesondere ballig ausgebildet sind und/oder aus einem Material niederer Reibung hergestellt sind und/oder eine Betätigungsrolle (84) tragen.

5. Zerkleinerungsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gebläse (72) zur Erzeugung der unter Überdruck stehenden Luft an den Luftkasten (70) angebaut ist.

6. Zerkleinerungsmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gebläse (72) über einen ein­ stellbaren Druckregler (74) mit dem Inneren des Luftkastens (70) verbunden ist.

7. Zerkleinerungsmaschine mit einem Rahmen (10), mit einem im Rahmen (10) gelagerten Rotor (14), der mit Zerkleinerungswerkzeugen (16) bestückt ist, mit einem mit dem Rotor (14) zusammenarbeitenden Gegenmesser (22), welches am Rahmen (10) angebracht ist, und mit einer Zuführplatte (78), die schräg nach unten abfallend zu einer Einzugsstelle für zu zerkleinernde Materialstücke (94) führt, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführplatte (78) eine Vielzahl von Durchgangsöffnungen aufweist, durch welche jeweils ein unabhängig von anderen Röllchen frei drehbares Röllchen (108) übersteht.

8. Zerkleinerungsmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Röllchen (108) auf Kugellagern (106) laufen.

9. Zerkleinerungsmaschine nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Röllchen (106) in axialer Schnittansicht gesehen eine gewölbte Außenfläche (110) auf­ weisen.

10. Zerkleinerungsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß sich beim stromab­ seitigen Ende der Zuführplatte (78) eine um eine feste Achse drehbare angetriebene Einzugwalze (48) befindet, die so angeordnet ist, daß die Oberseite der Zuführplatte (78) eine Tangente zu ihrer Mantelfläche darstellt.

11. Zerkleinerungsmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der ersten Einzugswalze (48) bezüg­ lich der durch die Zuführplatte (78) vorgegebenen Material- Zuführebene im wesentlichen gegenüberliegend eine zweite freilaufende Einführwalze (58) vorgesehen ist, welche um eine senkrecht zur Material-Zuführebene entgegen Federkraft verstellbare Achse umläuft.

12. Zerkleinerungsmaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß sich um die Außenfläche der zweiten Einführwalze (56) ein Einführ-Förderband (66) er­ streckt, welches am stromaufseitigen Ende um eine Um­ lenkrolle (54) umläuft, deren Durchmesser und/oder Lage so auf den Durchmesser und/oder die Lage der zweiten Einzugswalze (58) abgestimmt ist, daß zwischen dem der Material-Zuführebene zugewandten Trum des Einführbandes und der Oberseite der Zuführplatte (78) ein sich in Materialförderrichtung verjüngender Zwischenraum erhalten wird.

13. Zerkleinerungsmaschine nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Einführband (60) auf seiner Außenfläche eine Mehrzahl elastisch verformbarer Erhö­ hungen (38) trägt.