DE19851054C2 - Zerkleinerungsvorrichtung zum Schnitzeln und Schreddern von Abfallmaterial und Verfahren hierzu - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Zerkleinerungsvorrichtung um Schnitzeln und Schreddern von Material in Abfallschnitzel, sowie auf ein Verfahren zum Schnitzeln und Schreddern von Material in Abfall.

Zylindrische Holzschnitzelungsvorrichtungen vom Trommeltyp, Metallzerkleinerer und Kunststoffzerkleinerer reduzieren Ab­ fallstoffe in Schnitzel oder Brocken zum Wiederverwenden (Recycling) von Materialien. Holz-Schnitzelungsvorrichtungen vom Trommeltyp umfassen allgemein eine rotierende zylindri­ sche Trommel oder einen Rotor mit einer äußeren Oberfläche, die mit Zerteilungswerkzeugen besetzt sind. Existierende Schneidewerkzeuge arbeiten entweder als Hämmer oder Messer­ klingen, wobei ihre Ausgestaltung unter anderem von der Kon­ sistenz des Abfalls und der gewünschten Konsistenz der Aus­ gabeschnitzel abhängt. Messerklingen werden beispielsweise verwendet, um sauber geschnittene Schnitzel aus Abfall mit einer relativen niedrigen Dichte zu erzeugen. Hämmer werden dagegen verwendet, um relativ dichten Abfall in zufällig ge­ formte Brocken zu pulverisieren, zu schreddern und zu reißen.

Existierende Zerteilungswerkzeuge sind mittels Schweißen oder Vernieten an der äußeren Oberfläche der Trommel befe­ stigt. Obwohl die Zerteilungswerkzeuge in irgendeiner einer virtuell unbegrenzten Anzahl von Mustern auf der äußeren Oberfläche der Trommel plaziert sein können, sind die Zer­ teilungswerkzeuge im allgemeinen entweder in einem Schrau­ benmuster oder einem "V"-Muster positioniert. Existierende Zerteilungswerkzeuge oder Hämmer haben im allgemeinen eine rechteckige Form und sind aus einem einzigen Stück gehärte­ ten Stahls gebildet. Die vordere obere Kante der existieren­ den Zerteilungswerkzeuge oder eines solchen Hammers werden durch einen Kontakt mit dem Abfall abgenutzt. Wenn die vor­ dere obere Kante übermäßig abgenutzt ist, werden die Zertei­ lungswerkzeuge oder ein derartiger Hammer ersetzt oder neu positioniert, derart, daß eine andere Schneidekante an die vordere Position bewegt wird. Die Abfallverarbeitungsindu­ strie ist außerordentlich kostenbewußt. Daher sind Schneide­ zerteilungswerkzeuge mit geringerer Abnutzung außerordent­ lich wichtig für die Betreiber von Zerteilungs- und Schnit­ zelungsmaschinen. Die erfindungsgemäße Schneidewerkzeugvor­ richtung, sowie ein Betriebsverfahren, liefern ein Schneide­ werkzeug, das eine längere Lebensdauer für die Schneidekante des rotierenden Werkzeugs gezeigt hat, wodurch eine wesent­ lich längere Lebensdauer des Schneidewerkzeugs geschaffen wird, ohne daß wesentliche zusätzliche Kosten für jedes Schneidewerkzeug verursacht werden.

Die DE 295 04 292 U1 offenbart ein Zerkleinerungswerkzeug in der Form eines Wendeschneidkörpers zur Verwendung in einer Trommel einer Zerkleinerungsvorrichtung. Der Wendeschneid­ körper hat eine quaderartige Form und weist an seiner in Längsrichtung vorderen Oberfläche einen Kanal auf, durch den Schneidkanten gebildet werden. Der Schneidkörper wird durch schraubenartige Befestigungsmittel an der Trommel befestigt, die mit einem Gewinde an der hinteren Oberfläche und einem Gewinde von der oberen zur unteren Oberfläche des Schneid­ körpers in Eingriff stehen.

Aus der DE 44 05 783 A1 ist eine Zerkleinerungsvorrichtung um Schnitzeln und Schreddern von Material in Abfallschnitzel mit folgenden Merkmalen bekannt: einem Gehäuse, an dem ein Einfülltrichter befestigbar ist; einer drehbaren allgemein zylindrischen Trommel, die in dem Gehäuse angeordnet ist; einem Sieb, das um die drehbare Trommel positioniert ist, wobei das Sieb die äußere Oberfläche teilweise umgibt, wobei das Sieb Öffnungen zur Bewegung von Schnitzeln durch das Sieb aufweist; einer Mehrzahl von Taschen, die in der äuße­ ren Oberfläche der Trommel gebildet sind; einer Mehrzahl von Zerkleinerungswerkzeugen, die in der Mehrzahl von Taschen entfernbar positioniert sind, wobei jedes der Mehrzahl von Zerkleinerungswerkzeugen eine vordere Kante aufweist; wobei die Mehrzahl von Taschen gewinkelt sind, derart, daß die Mehrzahl von Zerkleinerungswerkzeugen bezüglich des Radius der Trommel versetzt ist, wobei sich die vordere Kante jedes der versetzten Zerkleinerungswerkzeuge von der äußeren Oberfläche nach außen erstreckt.

Die DE 195 21 190 A1 beschreibt eine Zerkleinerungsmaschine, welche eine Zerkleinerungswalze umfaßt, in deren Umfangsrip­ pen transversale Messeraufnahmen eingearbeitet sind, wobei die in die Messeraufnahme einzusetzenden Messerkörper einen quadratischen Querschnitt aufweisen und längs der Diagonalen ihrer Mittelfläche eine Montagebohrungen aufweisen. Durch die Montagebohrung erstreckt sich ein Gewindebolzen, wodurch sich die Messerkörper leicht bei in die Maschine einge­ setzter Zerkleinerungswalze austauschen lassen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, effi­ ziente Vorrichtungen und ein Verfahren zum Zerkleinern von Abfall zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch eine Zerkleinerungsvorrichtung nach Patentanspruch 1 und durch ein Verfahren zum Schnitzeln und Schreddern von Material nach Patentanspruch 5 gelöst.

Weiter vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteran­ sprüchen beschrieben.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel umfaßt die erfin­ dungsgemäße Zerkleinerungsvorrichtung eine Mehrzahl von Ta­ schen, die in der äußeren Oberfläche der Trommel gebildet sind. Die Taschen haben eine allgemein rechteckige Form und nehmen Werkzeuge auf, von denen vorzugsweise jedes aus Werk­ zeugmaschinenstahl hergestellt ist. Es wurde herausgefunden, daß ein Werkzeugmaschinenstahl, der als "S-7" bekannt ist, ein adäquates Material für die Zerteilungswerkzeuge ist, wo­ bei jedoch andere gehärtete Materialien zusätzlich zu dem Stahl S-7 verwendet werden können. Wenn der Stahl korrekt wärmebehandelt und doppelt getempert ist, hat er eine Härte von etwa 59 (in der Skala Rockwell "C") und entwickelt einen speziellen Typ einer "Zähigkeit" zusätzlich zur Härte. Im Gegensatz zu anderen Werkzeugstählen ist jeder Typ eines Wärme-getemperten Stahls sehr stoßwiderstandsfähig und bleibt etwas flexibel, während er seine Abnutzungswider­ standsfähigkeit bei starken Aufschlägen beibehält. Folglich ist das erfindungsgemäße Zerteilungswerkzeug relativ wi­ derstandsfähig gegenüber einem Brechen und Schnitzeln und besitzt eine selbst-schärfende Schneidekante.

Die Zerteilungswerkzeuge bzw. Zerkleinerungswerkzeuge (Bits) haben einen oberen Abschnitt, der sich von der Basis er­ streckt. Ein konkaver Kanal ist durch maschinelle Bearbei­ tung in der äußeren Oberfläche des oberen Abschnitts des Zerteilungswerkzeugs gebildet. Das bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendete Zerteilungswerkzeug mit konkavem Kanal zeigt viele Vorteile gegenüber existierenden Zertei­ lungswerkzeugen.

Zuerst kombiniert das Zerteilungswerkzeug die Vorteile von sowohl Messern als auch Hämmern. Das Zerteilungswerkzeug liefert eine scharfe Oberfläche, die notwendig ist, um wie ein Messer in ein Material zu schneiden, und besitzt die Masse eines Hammers, um die Pulverisierungs- und Schred­ der-Funktion eines Hammers durchzuführen. Folglich wird der Schneidevorteil von Messern mit der Kraft von Hämmern kom­ biniert.

Zweitens ist das Zerteilungswerkzeug selbst-schärfend. Als Ergebnis der verbesserten Form des Zerteilungswerkzeugs verringert eine Abnutzung der vorderen oberen Kante des Zerteilungswerkzeugs nicht seine Schärfe.

Drittens hilft der Kanal in der äußeren Wand des oberen Ab­ schnitts der Zerteilungswerkzeugs dabei, geschnittenes Ma­ terial seitlich von der oberen Oberfläche des Zerteilungs­ werkzeugs weg zu entfernen, derart, daß Abfallstücke nicht an dem Amboß vorbeigerissen werden, der in enger Nachbar­ schaft zu der rotierenden Trommel angeordnet ist. Folglich wird etwa ein Drittel weniger Kraft benötigt, um die erfin­ dungsgemäße Zerkleinerungsvorrichtung mit verbesserten Zer­ teilungswerkzeugen zu betreiben. Das hierin beschriebene Zerteilungswerkzeug arbeitet ferner mit einem wesentlich niedrigeren Geräuschpegel, was dem Betreiber der Vorrichtung zugute kommt, und was es der Gesellschaft ermöglicht, die die Maschine betreibt oder der die Maschine gehört, Arbeits­ sicherheits- und Gesundheitsstandards des Lands oder Staats zu erfüllen, in dem die Maschine arbeitet.

Ein Zerteilungswerkzeug ist in jeder der Taschen positio­ niert. Jedes Zerteilungswerkzeug hat eine allgemein quadra­ tische oder rechteckige Basis, die einen Eingriff mit zumin­ dest zwei der Wände einer Tasche bildet. Jedes Zerteilungs­ werkzeug hat ferner eine Bohrung, die in der Mitte des Zer­ teilungswerkzeugkörpers gebildet ist, wodurch eine Einrich­ tung zum Einbringen einer Schraube geschaffen ist, um das Zerteilungswerkzeug an der Trommel zu befestigen.

Vorzugsweise ist die untere Oberfläche jeder Tasche derart gewinkelt, daß, wenn die Basis des Zerteilungswerkzeugs in einer Tasche positioniert ist, der obere Abschnitt des Zer­ teilungswerkzeugs bezüglich des Radius der Trommel versetzt positioniert ist. Vorzugsweise ist die Mittellinie des Zer­ teilungswerkzeugs auf einer Linie parallel zu dem Radius der Trommel und zu der Richtung der Trommeldrehung hin positio­ niert. Folglich bewegt sich die vordere obere Schneidekante des Zerteilungswerkzeugs relativ nah an dem Amboß, während sie an dem Amboß vorbei rotiert, während sich die hintere obere Kante relativ weit weg von dem Amboß bewegt, während sie an dem Amboß vorbei rotiert, nachdem die vordere obere Kante an dem Amboß vorbei rotiert ist. Dieser zusätzliche Raum zwischen dem hinteren Abschnitt des Zerteilungswerk­ zeugs und dem Amboß ermöglicht es, daß Abfallstücke in den Siebabschnitt der Schnitzelungskammer bewegt werden, ohne daß das Zerteilungswerkzeug die Abfallstücke an dem Amboß vorbei schleift. Folglich benötigen die Schneidezerteilungs­ werkzeuge und die Rotortrommel der erfindungsgemäßen Zer­ kleinerungsvorrichtung weniger Leistung als existierende Zerkleinerungsvorrichtungen, um dasselbe Abfallmaterial zu reduzieren.

Im Betrieb ist die Trommel in einer Schnitzelungskammer po­ sitioniert. Abfall wird in einen Trichter mit einem Einfüll­ bereich in die Schnitzelungskammer eingebracht. Eine Zuführ­ vorrichtung liefert den Abfall zu einer Ineingriffnahme mit der äußeren Oberfläche der rotierenden Trommel. Wenn der Ab­ fall einen Amboß erreicht, der typischerweise an dem Ende der Zuführvorrichtung positioniert ist, beginnt die Mehrzahl von Zerteilungswerkzeugen auf der äußeren Oberfläche der Trommel und der Amboß damit, den Abfall zu reduzieren. Eine Drehung der Trommel zwingt Abfallstücke in einen Siebab­ schnitt der Schnitzelungskammer, der an dem Amboß beginnt. Ein Sieb, das die Siebabschnitte umgibt, hat Öffnungen mit variabler Größe abhängig von der gewünschten Größe der Aus­ gabeschnitzel oder Brocken. Während sich die Abfallstücke in dem Siebabschnitt der Schnitzelungskammer befinden, reduzie­ ren die Schneidezerteilungswerkzeuge auf der äußeren Ober­ fläche der Trommel und das Sieb die Größe des Abfalls wei­ ter. Ein ausreichend reduzierter Abfall wird dann durch die Öffnungen in dem Sieb gedrückt und aus der Schnitzelungskam­ mer entfernt. Abfall, der nicht durch das Sieb gedrückt wird, tritt aus der Schnitzelungskammer aus und wird zurück in den Einfülltrichter bewegt, aus dem er für eine zusätz­ liche Größenreduktion wiederum in die Schnitzelungskammer zurückgebracht wird.

Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß sie eine verbesserte Zerkleinerungsvorrichtung vom Trommel­ typ schafft, die eine Mehrzahl von Zerteilungswerkzeugen aufweist, die auf effiziente Art und Weise Abfallmaterial in kleine Stücke reduzieren.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht dar­ in, daß sie ein Zerteilungswerkzeug (bzw. Schneidewerkzeug bzw. Schneidezerteilungswerkzeug) schafft, das die Lei­ stungsanforderungen einer Zerkleinerungsvorrichtung vom Trommeltyp reduziert.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß sie ein Zerteilungswerkzeug schafft, das während eines durchge­ henden Betriebs scharf bleibt, wodurch die Lebensdauer des Zerteilungswerkzeugs verlängert wird, und wodurch die Zer­ teilungsvorrichtungsbetriebskosten reduziert werden.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht dar­ in, daß sie eine verbesserte Zerkleinerungsvorrichtung vom Trommeltyp schafft, die eine Mehrzahl von Zerteilungswerk­ zeugen aufweist, die eine breite Vielzahl von Abfallmateria­ lien einschließlich anderen Materialien als Holz handhaben können.

Ein weiterer und besonderer Vorteil der vorliegenden Erfin­ dung besteht darin, daß sie eine verbesserte Zerkleinerungs­ vorrichtung vom Trommeltyp schafft, die eine Mehrzahl von Zerteilungswerkzeugen aufweist, welche bei einem niedrigeren Geräuschpegel als existierende Ausrüstungen arbeiten, die zum Schneiden und Zerkleinern von Abfall verwendet werden.

Die Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch eine Vorrichtung erreicht, die eine Zerkleinerungsvorrichtung zum Schnitzeln und Schreddern von Material in Abfall reduzierter Größe umfaßt, wobei die Zerkleinerungsvorrichtung eine all­ gemein zylindrische drehbare Trommel mit einer äußeren Ober­ fläche umfaßt, wobei die äußere Oberfläche eine Mehrzahl von Taschen, die in der Oberfläche gebildet sind, aufweist, wo­ bei jede Tasche eine Basis hat, die durch eine Ausnehmung in der äußeren Oberfläche gebildet ist. Innerhalb jeder Ausneh­ mung ist eines einer Mehrzahl von Zerteilungswerkzeugen ent­ fernbar in jeder der Mehrzahl von Taschen positioniert, wo­ bei jedes Zerteilungswerkzeug an der Ausnehmungsbasis ent­ fernbar befestigt ist, wobei die Mehrzahl von Zerteilungs­ werkzeugen eine Basis haben, die an der Ausnehmungsbasis be­ festigbar ist, wobei ein oberer Abschnitt jedes Zerteilungs­ werkzeugs vorgesehen ist, der sich von der äußeren Oberflä­ che der Trommel erstreckt. Jedes Zerteilungswerkzeug hat ei­ nen oberen Abschnitt, der sich von jeder Seite des Zertei­ lungswerkzeugs nach außen erstreckt, wobei jede Seite jedes Zerteilungswerkzeugs einen konkaven Kanal hat, der in der äußeren Seitenoberfläche des oberen Abschnitts jeder Zertei­ lungswerkzeugseite gebildet ist, wobei der obere Abschnitt eine scharfe Kante für jede Seite bildet, wobei die scharfen Kanten der Basis jedes Zerteilungswerkzeugs gegenüberliegen. Jede Taschenausnehmung ist bezüglich des Radius der drehba­ ren Trommel winklig versetzt, was dazu führt, daß die vorde­ ren scharfen Kanten jedes konkaven Kanals jedes Zerteilungs­ werkzeugs über die äußere Oberfläche der Trommel vorstehen, derart, daß die vorderen scharfen Kanten mit dem zu schnit­ zelnden und zu schreddernden Material in Kontakt sind.

Die Vorteile der Erfindung werden ebenfalls durch ein Ver­ fahren zum Schnitzeln und Schreddern von Material in Abfall erreicht, das die Schritte des Bereitstellens einer allge­ mein zylindrischen Trommel mit einer äußeren Oberfläche mit einer Mehrzahl von Taschen, die in der Oberfläche gebildet sind, aufweist, wobei jede Ausnehmung eine Mehrzahl von Zerteilungswerkzeugen aufweist, die in der Mehrzahl von Ta­ schen entfernbar positioniert sind. Die drehbare Trommel wird gedreht, wodurch es möglich wird, daß ein oberer schar­ fer Kantenabschnitt jedes Zerteilungswerkzeugs das zu schnitzelnde und zu schreddernde Material kontaktiert.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend bezugnehmend auf die beiliegenden Zeich­ nungen detailliert erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Querschnittsansicht einer Zerkleinerungsvor­ richtung vom Trommeltyp gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 eine Draufsicht auf ein Schneidezerteilungswerkzeug vom konkaven Typ gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 3 eine Querschnitts-Seitenansicht des Schneidezertei­ lungswerkzeugs von Fig. 2 entlang der Linie 3-3;

Fig. 4 eine Draufsicht eines alternativen Schneidezertei­ lungswerkzeugs vom konkaven Typ gemäß der vorlie­ genden Erfindung;

Fig. 5 eine Querschnitts-Seitenansicht des Schneidezertei­ lungswerkzeugs von Fig. 4 entlang der Linie 5-5;

Fig. 6 eine Querschnitts-Seitenansicht eines Schneidezer­ teilungswerkzeugs mit gekrümmter Seitenwand gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 7 eine Draufsicht einer alternativen Basis mit nach innen gerichtet konkaven oberen Kanten des Schnei­ dezerteilungswerkzeugs gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 8 eine Querschnitt-Seitenansicht des Schneidezertei­ lungswerkzeugs von Fig. 7 entlang der Linie 8-8; und

Fig. 9 eine Querschnitt-Seitenansicht des Schneidezertei­ lungswerkzeugs von Fig. 5, das in einer Tasche in der äußeren Oberfläche einer Trommel positioniert ist.

In den Zeichnungen und insbesondere in Fig. 1 ist die er­ findungsgemäße Zerkleinerungsvorrichtung vom Trommeltyp und das Zerteilungswerkzeug bzw. Zerkleinerungswerkzeug, welche allgemein als 10 bezeichnet sind, gezeigt, wobei die Zertei­ lungsvorrichtung Wandhäusungen hat, die eine drehbare Trom­ mel 13 und eine innere Schnitzelungskammer 15 häusen, in der zu schnitzelndes und zu schredderndes Material plaziert wird. Die Schnitzelungskammer 15 umfaßt die drehbare Trommel 13, die an einem Ende oder einem niedrigeren Bereich der Schnitzelungskammer 15 positioniert ist. Die Trommel 13 wird durch einen Motor (nicht gezeigt) angetrieben, der die Trom­ mel 13 in einer gewünschten Richtung dreht. Abfall wird in einen Einfülltrichter 17 eingebracht, der einen Eingang 18 in die Schnitzelungskammer 15 aufweist. Eine Zuführvorrich­ tung 19 liefert den Abfall zu einer Ineingriffnahme mit der äußeren Oberfläche 21 der Trommel 13. Wenn der Abfall einem Amboß 23 erreicht, der typischerweise an dem Schnitzelungs- und Schredder-Ende 20 der Zuführvorrichtung 19 positioniert ist, schneiden die Zerteilungswerkzeuge 101, 201, 251, 272, 301 (in Fig. 1 nicht gezeigt, siehe Fig. 2 bis 9) auf der äußeren Oberfläche 21 der Trommel 13 das Abfallmaterial und treiben es gegen den Amboß 23, um den Abfall in Stücke zu reduzieren. Eine Drehung der Trommel 13 drückt Stücke des Abfalls in einen Siebabschnitt 25 der Schnitzelungskammer 15, der an dem Amboß 23 beginnt. Der Siebabschnitt 25 er­ streckt sich um die äußere Oberfläche 21 und umgibt sie teilweise, während sich die äußere Oberfläche 21 in einer Richtung von dem Amboß 23 durch die Schnitzelungskammer 15 zu dem Einfülltrichter 17 dreht. Ein Sieb 27, das den Sieb­ abschnitt 25 umgibt, hat Öffnungen mit variabler Größe ab­ hängig von der gewünschten Größe der Ausgabeschnitzel oder Brocken, die durch das Sieb 27 austreten dürfen. Das Sieb 27 umfaßt nicht den Bereich über dem Einfülltrichter, der als der Eingang 18 (siehe Fig. 1) bezeichnet wird. Während die Abfallstücke in dem Siebabschnitt 25 der Schnitzelungskammer 15 sind, liefern die Zerteilungswerkzeuge 101, 201, 251, 271, 301 auf der äußeren Oberfläche 21 der Rotortrommel 13 ein wiederholtes Schnitzeln und Schreddern des Abfalls, der aufgrund der Öffnungen mit variabler Größe des Siebs 27 in­ nerhalb des Siebabschnitts 25 gehalten wird, wodurch die Größe des Abfallmaterials weiter reduziert wird. Ausreichend reduzierter Abfall wird dann durch die Öffnungen in dem Sieb 27 gedrückt und durch eine Öffnung 29 aus der Schnitzelungs­ kammer 15 entfernt. Abfall, der nicht durch das Sieb 27 ge­ drückt worden ist, tritt aus der Schnitzelungskammer aus und wird zurück in den Einfülltrichter 17 bewegt, von wo er für einen wiederholten Kontakt mit den Zerteilungswerkzeugen 101, 201, 251, 271, 301 wieder in die Schnitzelungskammer 15 zurückgebracht wird.

Wie es in den Fig. 2 und 3 gezeigt ist, hat ein Ausführungs­ beispiel des Zerteilungswerkzeugs 101 eine allgemein quadra­ tische oder rechteckige Basis 103 und eine im allgemeinen kreisförmige Bohrung 105 durch eine Mittelachse 107 der Ba­ sis 103. Die Basis 103 kann eine Breite von 5,08 cm (2 Zoll) oder mehr haben. Der obere Wandabschnitt 109 des Zertei­ lungswerkzeugs 101 erstreckt sich in einer gekrümmten Form von der Basis 103. Ein konkaver Kanal 111 bildet die ge­ krümmte Form in der äußeren Oberfläche 113 des oberen Wand­ abschnitts 109 des Zerteilungswerkzeugs 101. Eine vordere Schneidekante 121 und eine hintere Schneidekante 123 sind durch den oberen Bereich des oberen Wandabschnitts 109 ge­ bildet. Entweder die vordere Schneidekante 121 oder die hin­ tere Schneidekante 123 können als Führungspunkt (bzw. vor­ laufender Punkt) des Schnitzelns und Schredderns dienen, ab­ hängig von der Drehrichtung der äußeren Oberfläche 21 der Trommel 13.

Wie es in Fig. 2 gezeigt ist, ist ein innerer Hohlraum 115 in einer Mittelregion 117 des oberen Wandabschnitts 109 des Zerteilungswerkzeugs 101 gebildet. Die Basis 103 des Zer­ teilungswerkzeugs 101 kann eine andere Form als ein Rechteck haben, wie z. B. eine polygonale Form mit fünf, sechs oder mehr Seiten, oder eine Quadratform mit gekrümmten Seiten, oder eine Trapezform, solange die Basis sicher auf die äuße­ re Oberfläche 21 paßt oder in die Taschen oder Vertiefungen in der äußeren Oberfläche 21 paßt, um während eines Betriebs der Rotortrommel 13 bei hohen Drehgeschwindigkeiten ein Ent­ fernen der Zerteilungswerkzeuge 101, 201, 251, 271, 301 von der äußeren Oberfläche 21 zu verhindern.

Wie es in den Fig. 4 und 5 gezeigt ist, umfaßt ein anderes Ausführungsbeispiel des Zerteilungswerkzeugs 201 eine im allgemeinen quadratische, rechteckige oder vielseitige Basis 203 und eine allgemein kreisförmige Bohrung 205 durch eine Mitte 207 der Basis 203. Der obere Abschnitt 209 des Zertei­ lungswerkzeugs 201 erstreckt sich von der Basis 203. Ein konkaver Kanal 211 ist in der gekrümmten äußeren Oberfläche 213 des oberen Wandabschnitts 209 des Zerteilungswerkzeugs 201 gebildet. Der untere Wandabschnitt 210 des Zerteilungs­ werkzeugs 201 kann sich allgemein vertikal in Ausrichtung zu der Basis 203 erstrecken.

Ein Hohlraum 215 ist in einer mittleren Region 217 des obe­ ren Abschnitts 209 des Zerteilungswerkzeugs 201 gebildet. Das Zerteilungswerkzeug 201 ist insgesamt kleiner als das Zerteilungswerkzeug 101 dimensioniert, und dasselbe eignet sich für Anwendungen, bei denen relativ kleinere Zertei­ lungswerkzeuge benötigt werden. Das Zerteilungswerkzeug 201 kann eine Basis 203 haben, deren Breite 4,454 cm (1,75 Zoll) bis 4,7625 (1,875 Zoll) oder weniger betragen kann.

Eine vordere Schneidekante 221 und eine hintere Schneidekan­ te 223 sind durch den oberen Bereich des oberen Wandab­ schnitts 209 gebildet. Entweder die vordere Schneidekante 221 oder die hintere Schneidekante 223 kann als Führungs­ punkt zum Schnitzeln und Schreddern dienen, abhängig von der Drehrichtung der äußeren Oberfläche 21 der Trommel 13.

Ein zusätzliches Ausführungsbeispiel in der Form eines Zer­ teilungswerkzeugs vom Typ mit gekrümmter Wand ist in Fig. 6 gezeigt. Das Zerteilungswerkzeug 251 hat allgemein fünf, sechs oder mehr Seiten an seiner Basis 253 und eine im allgemeinen kreisförmige Bohrung 255 durch eine Mitte 257 der Basis 253. Der obere Wandabschnitt 259 des Zerteilungs­ werkzeugs 251 erstreckt sich von der Basis 253. Die Basis­ breite kann einen Bereich von etwa 4,454 cm (1,75 Zoll) bis 4,7625 cm (1,875 Zoll) oder weniger haben, dieselbe kann jedoch auch 5,04 cm (2 Zoll) oder größer sein. Die äußere Oberfläche 261 des oberen Wandabschnitts 259 des Zertei­ lungswerkzeugs 251 ist nach oben und außen von der Basis 253 zu einem oberen Bereich 262 des oberen Wandabschnitts 259 gekrümmt. Ein Hohlraum 263 ist in einer mittleren Region 265 des oberen Abschnitts 259 des Zerteilungswerkzeugs 251 ge­ bildet. Der obere Wandabschnitt 259 kann fünf, sechs oder mehr Seiten wie die Basis 253 haben, wobei die Anzahl mit der Anzahl der Seiten des oberen Wandabschnitts 259 überein­ stimmt.

Ein unterer Wandabschnitt 260 kann sich allgemein vertikal in der Ausrichtung zu der Basis 253 erstrecken. Eine vordere Schneidekante 267 und eine hintere Schneidekante 269 werden durch den oberen Bereich des oberen Wandabschnitts 259 ge­ bildet. Entweder die vordere Schneidekante 267 oder die hin­ tere Schneidekante 269 können als Führungspunkt des Schnit­ zelns und Schredderns dienen, abhängig von der Drehrichtung der äußeren Oberfläche 21 der Trommel 13.

Ein zusätzliches Ausführungsbeispiel in der Form einer Basis mit nach innen gerichtet konkaven Seiten des Zerteilungs­ werkzeugs 271 ist in Fig. 7 und in Fig. 8 gezeigt. Das Zer­ teilungswerkzeug 271 hat eine allgemein polygonförmige Basis 273 und eine allgemein kreisförmige Bohrung 275 durch eine Mitte 277 der Basis 273. Der obere Wandabschnitt 279 des Zerteilungswerkzeugs 271 erstreckt sich von der Basis 273. Die äußere Oberfläche 281 des oberen Wandabschnitts 279 des Zerteilungswerkzeugs 271 ist eine gekrümmte Kurvenoberfläche (siehe 3, 5, 6 und 8) von der Basis 273 zu einem oberen Be­ reich 282 des oberen Wandabschnitts 279. Die äußere nach oben gekrümmte Oberfläche 281 kann eine nach innen gerichtet konkave Krümmung 275 über die Breite der Oberfläche 281 ha­ ben. Wenn auf das Zerteilungswerkzeug 271, wie es in Fig. 7 gezeigt ist, herabgeblickt wird, wird ein Betreiber eine Sternform der Krümmung 291 der Basis sehen, und ferner die stärkere nach innen gerichtet konkave Krümmung 275 der obe­ ren äußeren Oberfläche 281. Eine zylindrische Ausnehmung 283 ist in einer mittleren Region 285 des oberen Abschnitts 279 des Zerteilungswerkzeugs 271 gebildet.

Ein unterer Wandabschnitt 280 kann sich allgemein senkrecht in der Ausrichtung zu der Basis 273 erstrecken. Der untere Wandabschnitt 280 kann Seiten haben, die nach innen 291 ge­ krümmt sind, um eine vielseitige Basis zu bilden, bei der jede nach oben gerichtete Wand eine etwas konkave Krümmung 291 nach innen zu der Mitte der Basis hat. Eine vordere Schneidekante 287 und eine hintere Schneidekante 289 werden durch den oberen Bereich des oberen Wandabschnitts 279 ge­ bildet. Entweder die vordere Schneidekante 287 oder die hin­ tere Schneidekante 289 können als Führungspunkt zum Schnit­ zeln und Schreddern dienen, abhängig von der Richtung der Drehung der äußeren Oberfläche 21 der Trommel 13.

Wie es in Fig. 9 gezeigt ist, kann das Zerteilungswerkzeug 301 vom Typ mit gekrümmter Wand in einer gewinkelten Tasche 303 oder einer allgemein quadratischen oder rechteckigen Vertiefung in der äußeren Oberfläche 321 einer Rotortrommel 325 positioniert sein. Die Basis 305 kann eine allgemein rechteckige oder polygonale Form aufweisen, wobei die gewin­ kelte Tasche 303 eine Form hat, um ein Positionieren der Ba­ sis 305 des Zerteilungswerkzeugs 301 in der Tasche 303 zu erlauben, derart, daß sich das Zerteilungswerkzeug nicht in­ nerhalb der Tasche drehen wird, wenn ein Druck von dem zu zerteilenden Material auf das Zerteilungswerkzeug 301 ausge­ übt wird. Eine Schraube 309 oder ein anderer Verbinder wird verwendet, um das Zerteilungswerkzeug 301 in der Tasche 303 zu befestigen. Die Mittellinie 311 des Zerteilungswerkzeugs 301 ist parallel zu dem Radius 313 der Rotortrommel 325 und ist außermittig um etwa 5 bis 8 Grad (5°-8°) von dem mit­ tigen Durchmesser der Trommel in der allgemeinen Richtung der Drehung 307 der Trommel 325 positioniert. Eine übliche nicht-gewinkelte Tasche 315 ist zum Vergleich gezeigt. Ro­ tortrommeln 325 haben einen Durchmesser von etwa 25,4 cm (10 Zoll) bis zu etwa 71,12 cm (28 Zoll), und dieselben werden hergestellt, um die Zerteilungswerkzeuge 301 aufzunehmen.

Die vordere obere oder Führungskante 317 des Verteilungs­ werkzeugs 301 erstreckt sich radial weiter nach außen als die hintere obere Kante 319 des Zerteilungswerkzeugs 301. Die gekrümmte vordere Kante 317 und die gekrümmte Wand der vorderen Kante können über der Rotortrommel 325 zu 100% freiliegend sein. Die hintere obere Kante 319 und die hinte­ re oder nachlaufenden Kantenoberfläche können nur etwa 25% über der Rotortrommel 325 freiliegend sein. Die Erstreckung oder das Vorstehen der oberen oder vorderen Kante 317 schafft einen erhöhten Wirkungsgrad des Schnitzelns und Schredderns des Materials, das in Kontakt mit der Rotortrom­ mel 325 plaziert ist, im Vergleich zu einem Schneidewerkzeug 301, das in einer üblichen nicht-gewinkelten Tasche 315 pla­ ziert sein könnte.

Aus dem vorhergehenden ist ohne weiteres offensichtlich, daß eine verbesserte Zerkleinerungsvorrichtung vom Trommeltyp mit Zerteilungswerkzeugen 101, 201, 251, 271, 301 erfunden worden ist, die auf eine wirksame Art und Weise Abfallmate­ rial in kleine Stücke reduziert, die die Leistungsanforde­ rungen einer Trommeltyp-Zerkleinerungsvorrichtung reduziert, und die eine breite Vielzahl von Abfallmaterial, das andere Materialien als Holz einschließt, handhaben kann. Die Zer­ teilungswerkzeuge haben vorzugsweise einen konkav geformten Kanal in der äußeren Oberfläche der Seite des oberen Ab­ schnitts des Zerteilungswerkzeugs, wodurch eine selbst­ schärfende scharfe Kante an dem oberen Abschnitt des Zertei­ lungswerkzeugs gegenüber der Basis des Zerteilungswerkzeugs gebildet ist. Wenn die Mehrzahl von vorstehenden Zertei­ lungswerkzeugen in Kontakt mit zu schnitzelndem und zu schredderndem Material plaziert werden, kommen die scharfen Kanten jedes Zerteilungswerkzeugs in Kontakt mit dem Mate­ rial, und die Drehbewegung des Rotors zusammen mit der kon­ kaven Form der Zerteilungswerkzeugwände liefert eine selbst-schärfende Wirkung auf die scharfen Kanten jedes Zer­ teilungswerkzeugs, wodurch die Betriebsdauer jedes Zertei­ lungswerkzeugs erhöht wird, und wodurch die Zerkleinerungs­ vorrichtungs-Betriebskosten aufgrund einer Ausfallzeit und aufgrund von Zerteilungswerkzeugersatzkosten während Aus­ tauschzeiten, um stumpfe Zerteilungswerkzeuge zu ersetzen, reduziert werden. Die verbesserten Schneidezerteilungswerk­ zeuge mit konkav geformten Wänden liefern ferner einen ge­ ringeren Bedarf nach Leistung zum Betreiben der Rotortrommel und liefern einen niedrigeren Geräuschpegel während eines Betriebs der Schneidezerteilungswerkzeuge und der rotieren­ den Trommel. Eine Reduktion der Leistungsaufnahme von etwa 30% und eine Reduktion von Geräuschpegeln von etwa 120 Dezi­ bel auf einen reduzierten Pegel von etwa 80 Dezibel für die Schneidezerteilungswerkzeuge mit gekrümmten Seitenwänden und selbstschärfenden Schneidekanten wurden bei laufenden Ein­ heiten beobachtet.

Claims (8)

1. Zerkleinerungsvorrichtung (10) zum Schnitzeln und Schred­ dern von Material in Abfallschnitzel, mit folgenden Merkma­ len:
einem Gehäuse, wobei das Gehäuse eine innere Schnitzelungs­ kammer (15) aufweist;
einem Einfülltrichter (17), wobei der Einfülltrichter (17) an dem Gehäuse befestigbar ist, wobei der Einfülltrichter (17) einen Eingang (18) durch das Gehäuse in die Schnitzelungskam­ mer (15) aufweist;
einer allgemein zylindrischen Trommel (13, 325), wobei die Trommel eine Achse aufweist, die transversal in dem Gehäuse positioniert ist, wobei die Trommel (13) eine äußere Oberflä­ che (321) aufweist, wobei die äußere Oberfläche (321) zu der Schnitzelungskammer (15) teilweise freiliegend ist, wobei die Trommel (13, 325) um die transversal positionierte Achse drehbar ist;
einem Sieb (27), das um die drehbare Trommel (13, 325) posi­ tioniert ist, wobei das Sieb (27) die äußere Oberfläche teil­ weise umgibt, die zu der Schnitzelungskammer (15) freiliegend ist, wobei das Sieb (27) Öffnungen mit variabler Größe zur Bewegung von Schnitzeln durch das Sieb (27) aufweist, wobei das Sieb in der Lage ist, die Schnitzel in der Nähe der äuße­ ren Oberfläche der drehbaren Trommel (13, 325) zu halten;
einer Mehrzahl von Taschen (303), die in der äußeren Oberflä­ che (321) der Trommel (13, 325) gebildet sind;
einer Mehrzahl von Zerkleinerungswerkzeugen (101; 201; 251; 271; 301), die in der Mehrzahl von Taschen (303)entfernbar positioniert sind, wobei jedes der Mehrzahl von Zerkleine­ rungswerkzeugen eine vordere Kante (121; 221; 267; 287; 317) und eine Basis (103; 203; 253; 285; 305) aufweist, wobei je­ des der Mehrzahl von Zerkleinerungswerkzeuge eine vordere Wand aufweist, die sich bogenförmig von der vorderen Kante zu der Basis erstreckt, wobei die Mehrzahl der Zerkleinerungs­ werkzeuge ein wiederholtes Schnitzeln und Schreddern von jeg­ lichem Material vorsieht, das durch das Sieb (27) aufgrund der Öffnungen mit variabler Größe des Siebs (27) gehalten wird;
wobei die Mehrzahl von Taschen (303) gewinkelt sind, derart, dass die Mehrzahl von Zerkleinerungswerkzeugen (101; 201; 251; 271; 301) bezüglich des Radius der Trommel (13, 325) versetzt ist, wobei sich die vordere Kante jedes der versetz­ ten Zerkleinerungswerkzeuge von der äußeren Oberfläche (321) nach außen erstreckt.

2. Zerkleinerungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der jedes Zerkleinerungswerkzeug (101; 201; 251; 271; 301) der Mehrzahl von Zerkleinerungswerkzeugen ferner folgende Merkmale auf­ weist:
eine allgemein quadratische Basis (103; 203; 253; 285; 305), wobei die Basis in einer der Mehrzahl von Taschen (303) be­ festigbar ist;
eine Wand (109; 209; 259; 279), die sich von der Basis er­ streckt, wobei die Wand eine äußere vordere Oberfläche (121; 221, 267; 287, 317) und eine äußere hintere Oberfläche (123; 223, 269; 289; 319) aufweist, wobei die äußere vordere Ober­ fläche mit der vorderen Kante verbunden ist, wobei die vorde­ re Kante in der Drehrichtung (307) der zylindrischen Trommel (13, 325) ausgerichtet ist; und
einen konkaven Kanal (111; 211, 261; 271), der in der äußeren vorderen und in der äußeren hinteren Oberfläche gebildet ist;
wobei der konkave Kanal und die äußere vordere Oberfläche mit der vorderen Kante (121; 221, 267; 287, 317) verbunden sind,
wobei die vordere Kante durch die Drehbewegung der äußeren Oberfläche (321) der drehbaren Trommel in Kontakt mit dem zu schnitzelnden und zu schreddernden Material plazierbar ist.

3. Zerkleinerungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der jedes Zerkleinerungswerkzeug (271) der Mehrzahl von Zerkleinerungs­ werkzeugen ferner folgende Merkmale aufweist:
eine allgemein polygonförmige Basis (285) mit nach innen ge­ richtet konkaven Seiten, wobei die Basis (285) des Zerkleine­ rungswerkzeugs in einer der Mehrzahl von Taschen (303) be­ festigbar ist;
einen oberen Abschnitt (279) der Basis, wobei der obere Ab­ schnitt eine durchgehende Wand mit einer Oberfläche bildet, die bogenförmig von der Basis (273) nach oben und nach außen gekrümmt ist;
wobei sich der obere Abschnitt (279) der Basis des Zerkleine­ rungswerkzeugs aus einer der Mehrzahl von Taschen (303) er­ streckt, wobei jede vordere Kante (287) durch die Bewegung der äußeren Oberfläche (321) der drehbaren Trommel (13, 325) in Kontakt mit dem zu schnitzelnden und zu schreddernden Ma­ terial plazierbar ist.

4. Zerkleinerungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der jedes der Mehrzahl von Zerkleinerungswerkzeugen (251) ferner fol­ gende Merkmale aufweist:
eine Basis (253) mit zumindest fünf Seiten, wobei die Basis (253) jedes Zerkleinerungswerkzeugs in einer der Mehrzahl von Taschen (303) befestigbar ist;
eine Wand (259), die sich aus der Basis (253) erstreckt, wo­ bei die Wand zumindest fünf äußere Seitenoberflächen hat, wo­ bei jede der zumindest fünf äußeren Oberflächen von der Basis nach oben und nach außen gekrümmt ist;
zumindest eine vordere Kante (267) einer der zumindest fünf äußeren Seitenoberflächen; und
zumindest eine hintere Kante (269), die der zumindest einen vorderen Kante (267) gegenüberliegt, wobei die zumindest eine vordere Kante (267) durch die Bewegung der äußeren Oberfläche (321) der drehbaren Trommel (13, 325) in Kontakt mit dem zu schnitzelnden und schreddernden Material plazierbar ist.

5. Verfahren zum Schnitzeln und Schreddern von Material in Abfall, mit folgenden Schritten:

• a) Bereitstellen einer Zerkleinerungsvorrichtung (10), wobei die Zerkleinerungsvorrichtung (10) eine drehbare zylindrische Trommel (13, 325) innerhalb der Zerkleinerungsvorrichtung (10) aufweist, wobei der Schritt des Bereitstellens ein Be­ reitstellen eines Siebs (27) umfasst, das die äußere Oberflä­ che der drehbaren zylindrischen Trommel (13, 325) teilweise umgibt, wobei das Sieb (27) Öffnungen mit variabler Größe durch dieses hindurch aufweist;
• b) Plazieren von Material zum Schnitzeln und Schreddern in der Zerkleinerungsvorrichtung (10);
• c) Drehen der zylindrischen Trommel (13, 325), wobei die Trommel eine äußere Oberfläche hat, wobei die äußere Oberflä­ che eine Mehrzahl von Zerkleinerungswerkzeugen (101; 201; 251; 271; 301) mit selbstschärfenden Zerkleinerungskanten aufweist;
• d) in Kontaktbringen der Mehrzahl von Zerkleinerungswerkzeu­ gen mit selbstschärfenden Zerkleinerungskanten mit dem Mate­ rial in der Zerkleinerungsvorrichtung (10), wobei die selbst­ schärfenden Zerkleinerungskanten eine vordere Zerkleinerungs­ kante umfassen, die das Material in wiederholter Weise be­ rührt, während das Sieb (27) das Material in der Nähe der äu­ ßeren Oberfläche der drehbaren zylindrischen Trommel (13, 325) hält;
• e) Zerkleinern des Materials durch einen wiederholten Kon­ takt des Materials mit der vorderen Zerkleinerungskante (121; 221; 267; 287; 317), wobei die Zerkleinerungswerkzeuge eine konkave Seitenwand haben, die eine Zerkleinerungskante jedes Zerkleinerungswerkzeugs bilden, wobei sich die Zerkleine­ rungswerkzeuge von der äußeren Oberfläche erstrecken; und
• f) Entfernen des geschnitzelten und geschredderten Materials aus dem Zerkleinerungsschritt aus dem Kontakt mit der sich drehenden Trommel (13; 325), wobei der Schritt des Entfernens ein Bewegen des geschnitzelten und geschredderten Materials durch das Sieb (27), das Öffnungen mit variabler Größe auf­ weist, umfasst.

6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem der Schritt des Zer­ kleinerns ferner folgende Schritte aufweist:
Bereitstellen der Mehrzahl von Zerkleinerungswerkzeugen (271), die eine allgemein polygonförmige Basis (285) aufwei­ sen, wobei die Basis äußere obere Oberflächen aufweist, die von der Basis nach oben und nach außen zu der vorderen Zer­ kleinerungskante gekrümmt sind; und
Halten der vorderen Zerkleinerungskante in einer vorstehenden Position für einen Kontakt mit dem Material zum Schnitzeln und Schreddern.

7. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem der Schritt des Zer­ kleinerns ferner folgende Schritte aufweist:
Bereitstellen der Mehrzahl von Zerkleinerungswerkzeugen (251), von denen jedes eine Basis (253) mit zumindest fünf Seiten aufweist, wobei die Basis äußere obere Oberflächen aufweist, die von der Basis nach oben und nach außen zu der vorderen Zerkleinerungskante gekrümmt sind; und
Halten der vorderen Zerkleinerungskante in einer vorstehenden Position für einen Kontakt mit dem Material zum Schnitzeln und Schreddern.

8. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem der Schritt des Zer­ kleinerns ferner folgende Schritte aufweist:
Bereitstellen der Mehrzahl von Zerkleinerungswerkzeugen (271) mit einer allgemein polygonförmigen Basis (285) mit nach in­ nen gerichtet konkaven Seiten (281), wobei die Basis Wände hat, die von der Basis nach oben und nach außen zu der vorde­ ren Zerkleinerungskante gekrümmt sind;
Halten der vorderen Zerkleinerungskante in einer vorstehenden Position für einen Kontakt mit dem Material zum Schnitzeln und Schreddern.