DE19928034B4 - Zerkleinerungs- und/oder Siebvorrichtung - Google Patents
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Abstract
Zerkleinerungs-
und/oder Siebvorrichtung für
Schüttgüter mit
mindestens einem in einem Gehäuse
gelagerten Rotor (1, 19, 31, 32), welcher jeweils mehrere auf einer
Rotorwelle (2, 26) gehaltene Rotorscheiben (5, 5'; 20, 20'; 35,
37) umfasst, in denen Schneid-Brechzähne (9,
9a; 27, 33, 38) in Aufnahmen (6, 6a, 29) gehalten sind, dadurch
gekennzeichnet, dass jeder Schneid-Brechzahn (9, 9a, 27, 33, 38)
mittels eines Spannelements (12, 30) festgelegt ist und einen Klemmabschnitt (10,
28) aufweist, welcher zumindest abschnittsweise in Richtung zum
Spannelement (12, 30) konisch verjüngt ist, wobei jeder Schneid-Brechzahn
(9, 9a, 27, 33, 38) in eine gegengleich konfigurierte Aufnahme (6,
6a, 29) eingreift.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Zerkleinerungs- und/oder Siebvorrichtung für Schüttgüter gemäß den Merkmalen im Oberbegriff des Anspruchs 1.
- Aus der
DE 24 50 936 A1 ist eine Vorrichtung zum Zerstückeln von zu vernichtendem Sperrgut bekannt. Hierbei werden wenigstens zwei annähernd parallele Wellen in entgegengesetzter Drehrichtung angetrieben, wobei auf den Wellen gegenseitig kämmende Werkzeugkränze angeordnet sind, die Mittel zum Greifen und Zerschneiden der zu zerstückelnden Materialien enthalten. Derartige Werkzeugkränze mit Schneid- oder Brechzähnen sind starkem Verschleiß unterworfen. Um eine leichte Austauschbarkeit der Schneid-Brechzähne zu ermöglichen, sind diese der Welle lösbar zugeordnet. Die Wellen können nach Art von Vielkeilprofilen ausgebildet sein, auf denen aus mehreren Segmenten bestehende Werkzeugkränze verdrehsicher angeordnet sind. Jedes Segment bildet hierbei einen Schneid-Brechzahn des Werkzeugs und ist mit den in Umfangsrichtung benachbarten Schneid-Brechzähnen verschraubt. Durch Lockern und Lösen zweier aufeinander folgender Schrauben ist es möglich, einzelne Schneid-Brechzähne durch achsparalleles Verschieben in vielkeilprofilfreie Bereiche aus dem Werkzeugkranz herauszunehmen und auszutauschen. - Diese Art der Befestigung ist sehr aufwendig, da zum einen die Welle mit entsprechenden Verzahnungen versehen werden muss und andererseits ausreichende Zwischenräume zwischen den einzelnen Werkzeugkränzen vorhanden sein müssen, um einzelne Schneid-Brechzähne durch seitliches Verschieben entnehmen zu können. Der konstruktive und fertigungstechnische Aufwand für derartige Wellen ist erheblich. Darüberhinaus sind Verzahnungen in Form von Vielkeilprofilen relativ feingliedrig, wodurch beim Austausch eines Schneid-Brechzahns leicht Klemmungen auftreten können. Insbesondere das axiale Einfügen der Schneid-Brechzähne kann Schwierigkeiten bereiten, da der benachbarte Werkzeugkranz den zur Verfügung stehenden Montageraum stark einschränkt.
- Es zählen eine Vielzahl weiterer Befestigungsarten von austauschbaren Werkzeugen auf rotierenden Wellen zum Stand der Technik. Allerdings ist insbesondere im Bereich der Zerkleinerungs- und Siebvorrichtungen – mit den dort vorherrschenden hohen Belastungen – keine befriedigende Lösung bekannt, die einen besonders schnellen und einfachen Austausch der Schneid-Brechzähne ermöglicht.
- Die
FR 2 705 908 A1 - Die
DE 84 16 301 U1 offenbart eine Zerkleinerungsvorrichtung, insbesondere zum Zerkleinern von Knollenfrüchten für Tierfutter mit mindestens einer mit einer Anzahl von Hakenmessern besetzten Messerwelle, wobei die Hakenmesser mit Finger- und Schneidrosten kämmen. Die aus Messerhaken und Messerschaft gebildeten Hakenmesser weisen. im Bereich des Übergangs vom Messerhaken zum Messerschaft eine Anformung auf, die zumindest in einem von der den Messerschaft aufnehmenden Bohrung der Messerwelle ausgehenden, sich in Umfangsrichtung quer zur Achse der Messerwelle erstreckenden Oberflächenbereich formschlüssig an die Wellenoberfläche anlegbar ist. - Ausgehend vom Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Zerkleinerungs- und/oder Siebvorrichtung für Schüttgüter zu schaffen, bei welcher ein zelne Schneid-Brechzähne einfach und schnell ausgetauscht werden können.
- Die Erfindung löst die Aufgabe durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale.
- Vorteilhafte Augestaltungen nach Anspruch 1 sind in den Unteransprüchen enthalten.
- Der Kerngedanke der Erfindung ist die Festlegung der Schneid-Brechzähne in konisch verjüngten Aufnahmen mittels Spannelementen.
- Hierzu besitzt jeder Schneid-Brechzahn einen Klemmabschnitt, der zumindest abschnittsweise in Richtung zum Spannelement konisch verjüngt ist. Gegengleich konfigurierte Aufnahmen in den Rotorscheiben korrespondieren mit den konischen Bereichen der Klemmabschnitte, wobei die Spannelemente die Schneid-Brechzähne sicher in den Aufnahmen halten.
- Nach Anspruch 2 ist die Rotorwelle radial von dem Spannelement durchsetzt. Diese Art der Festlegung ist für die Praxis besonders vorteilhaft, da die radial wirkenden Spannkräfte die Schneid-Brechzähne sehr sicher in den Aufnahmen fixieren. Die Spannkräfte wirken senkrecht zu den an den Schneid-Brechzähnen angreifenden Umfangskräften. Durch diese Anordnung können die Spannkräfte relativ gering sein, wobei dennoch große Umfangskräfte von den Radialflanken der Aufnahmen auf die Rotorscheiben und damit auf die Rotorwelle übertragen werden können.
- Als Spannelement eignet sich nach Anspruch 3 bevorzugt ein Schraubbolzen. Dieser durchsetzt dann eine Radialbohrung in der Rotorwelle und ist in ein Innengewinde auf der der Rotorwelle zugewandten Seite des Schneid-Brechzahns eingeschraubt. Durch Drehen des Schraubbolzens wird der Schneid-Brechzahn dann gegen die Rotorwelle verspannt.
- Zur Führung der Schraubbolzen kann in der Radialbohrung ergänzend eine Führungshülse befestigt sein, die vor allem bei hohlzylindrischen Rotorwellen als Widerlager für den Kopf des Schraubbolzens fungiert. Als besonders gut hat sich die Verwendung eines langen Schraubbolzens erwiesen, da dieser in der Lage ist, durch seine Spannkraft Setzungen der Anordnung zu kompensieren.
- Die Rotorwellen können auch als Vollwellen hergestellt sein, wobei insbesondere ein scheibenartiger Aufbau mit entsprechenden Aufnahmen für die Schneid-Brechzähne vorteilhaft ist.
- Als Schüttgüter werden alle Arten von sieb- und zerkleinerungsfähigem Material verstanden, wie z.B. auch Hausmüll, Restmüll oder Sperrmüll. Da bei diesen Materialien die Rotoren stark verschmutzen und auch stark verschleißen können, ist eine robuste Konstruktion und einfache Auswechselbarkeit der Schneid-Brechzähne von großer Bedeutung. Bei der vorliegenden Erfindung ist dies dadurch realisiert, dass zum Austausch eines Schneid-Brechzahns ein Schraubbolzen zunächst um einige Drehungen gelockert wird und anschließend der Schneid-Brechzahn durch einen Schlag auf den Kopf des Schraubbolzens aus der Aufnahme getrieben wird. Die Aufnahme bildet beim Lockern des Schraubbolzens ein Widerlager, wodurch auch ein sehr fest sitzender und korrodierter Schraubbolzen sicher gelöst werden kann. Ist der Schraubbolzen ganz aus dem Schneid-Brechzahn herausgeschraubt, kann dieser einfach und schnell gewechselt werden.
- Um die Standzeit eines Schneid-Brechzahns zu erhöhen, kann dieser aus einem verschleißfesten Material gefertigt sein, wobei gegebenenfalls zusätzliche Aufpanzerungen an seinen Arbeitsflächen angeordnet sein können.
- Nach den Merkmalen des Anspruchs 4 sind auf der Rotorwelle im Abstand Rotorscheiben angeordnet, zwischen denen die Schneid-Brechzähne eingegliedert sind. Die Rotorscheiben besitzen zur Fixierung der Schneid-Brechzähne Aufnahmen, wobei jeder Schneid-Brechzahn in zwei Aufnahmen gehalten ist. Die Schneid-Brechzähne sind durch die radial wirkenden Klemmkräfte in den Aufnahmen auch gegen axiale Verschiebungen gesichert. Ergänzend kann jedoch der zwischen den Rotorscheiben liegende Bereich der Schneid-Brechzähne breiter als die Aufnahmen gestaltet sein, wodurch die Schneid-Brechzähne eine zusätzliche axiale Fixierung erfahren.
- Weiterhin besitzen Schneid-Brechzähne im Bereich der Aufnahmen die Rotorscheiben umgreifende Laschen (Anspruch 5). Diese erfüllen den gleichen Zweck wie eine Verbreiterung zwischen den Rotorscheiben, nämlich die axiale Fixierung der Schneid-Brechzähne. In vorteilhafter Ausgestaltung kann ein Schneid-Brechzahn sowohl Laschen besitzen als auch im Bereich zwischen den Rotorscheiben breiter sein als die Aufnahmen. Hierdurch wird eine Nut geschaffen, wodurch die Schneid-Brechzähne beim Zusammenbau oder beim Austausch besonders einfach in ihre montagegerechte Position gebracht werden können und ein sicherer axialer Halt gegeben ist.
- Auch in fertigungstechnischer Hinsicht ist es günstig, bei den Schneid-Brechzähnen im Klemmabschnitt lediglich in die Aufnahmen eingreifende Nuten vorzusehen, um möglichst wenig Material zerspanen zu müssen. Die Schneid-Brechzähne können vorteilhaft aus Stangen- oder Plattenmaterial gefertigt werden, beispielsweise mit einer Stärke von 40 mm. In die parallelen Seitenflächen des Schneid-Brechzahns brauchen dann lediglich mit den Aufnahmen korrespondierende Nuten eingebracht werden.
- Mehrere Rotoren sind in der Regel gegenläufig angetrieben, wobei die Schneid-Brechzähne kämmend ineinandergreifen. Bei im Abstand auf der Rotorwelle angeordneten Rotorscheiben bilden diese einen Siebboden aus, wobei die Schneid-Brechzähne kämmend zwischen die Rotorscheiben des jeweils anderen Rotors greifen. Bei der Festlegung der Schneid-Brechzähne an jeweils zwei Rotorscheiben ist es daher notwendig, die kämmenden Bereiche der Schneid-Brechzähne schmaler zu gestalten als ihre Klemmabschnitte. Dazu ist nach Anspruch 6 vorgesehen, die über den Umfang der Rotorscheiben vorstehenden Wirkabschnitte der Schneid-Brechzähne in axialer Richtung schmaler auszuführen und gegenüber den Klemmabschnitten abzustufen. Die axiale Breite der Wirkabschnitte ist so bemessen, dass ein kämmender Eingriff in den benachbarten Rotor möglich ist.
- Sofern die Schneid-Brechzähne aus einem Plattenmaterial hergestellt sind, ist es besonders vorteilhaft, wenn der Klemmabschnitt etwa doppelt so breit ist wie der Wirkabschnitt. Bei dieser Konfiguration ist der Verschnitt des Plattenmaterials minimal.
- Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
-
1 in perspektivischer Darstellung einen Rotor für eine Zerkleinerungsvorrichtung ohne Schneid-Brechzähne; -
2 in perspektivischer Darstellung einen Abschnitt des mit Schneid-Brechzähnen besetzten Rotors gemäß1 ; -
3 in perspektivischer Darstellung einen einzelnen Schneid-Brechzahn; -
4 in der Seitenansicht einen Rotor für eine Zerkleinerungsvorrichtung in einer weiteren Ausführungsform; -
5 einen Querschnitt durch den Rotor gemäß4 entlang der Linie V-V; -
6 im Querschnitt einen Rotor mit elliptisch konfigurierten Rotorscheiben und -
7 im Querschnitt einen Rotor mit sechseckigen Rotorscheiben. - Mit
1 ist in den1 und2 ein Rotor bezeichnet, der in einem nicht näher dargestellten Gehäuse mit seiner Rotorwelle2 gelagert ist. Diese umfasst einen endseitigen Lagerzapfen3 , der mit einer zylindrischen Hohlwelle4 gekoppelt ist. Die Hohlwelle4 ist Träger von Rotorscheiben5 , die im axialen Abstand zueinander außenseitig auf die Hohlwelle4 geschweißt sind. - Die Rotorscheiben
5 sind kreisringförmig konfiguriert, wobei jeweils zwei benachbarte Rotorscheiben5 an der gleichen Stelle ihres Umfangs radial nach innen gerichtete Aufnahmen6 besitzen. Die Tiefe T der Aufnahmen6 beträgt etwa 3/4 der radialen Dicke D der kreisringförmigen Rotorscheiben5 . Die Aufnahmen6 sind in Richtung zur Rotorwelle2 konisch verjüngt. - Jeweils zwischen zwei korrespondierenden Aufnahmen
6 ist die Hohlwelle4 mit einer Radialbohrung7 versehen, in die eine Führungshülse8 eingeschweißt ist. Die Aufnahmen6 und Radialbohrungen7 dienen zur Befestigung von Schneid-Brechzähnen9 , die wendelförmig auf dem Umfang des Rotors1 verteilt sind. - Bei dem in
2 dargestellten Ausführungsbeispiel sind auf dem Rotor1 zwei wendelförmig umlaufende Gruppen von Schneid-Brechzähnen9 ,9a angeordnet. Hierzu sind zwischen den Rotorscheiben5 im Wechsel jeweils ein Schneid-Brechzahn9 der einen Gruppe und ein Schneid-Brechzahn9a der anderen Gruppe angeordnet. Bis auf die randseitigen Rotorscheiben5' besitzt also jede Rotorscheibe5 zwei Aufnahmen6 ,6a , um die Schneid-Brechzähne9 ,9a der jeweiligen Gruppe aufnehmen zu können. Die Aufnahmen6 ,6a sind in den Rotorscheiben5 diametral angeordnet. -
2 verdeutlicht, wie die Schneid-Brechzähne9 ,9a in den Aufnahmen6 ,6a gehalten sind. Jeder Schneid-Brechzahn9 ,9a besitzt hierzu einen Klemmabschnitt10 mit einer konischen Nut11 , die in gegengleich konfigurierte Aufnahmen6 ,6a der Rotorscheiben5 eingreifen. Mittels eines Spannelements12 in Form eines Schraubbolzens sind die Schneid-Brechzähne9 ,9a in den Aufnahmen6 ,6a gehalten. Die Spannelemente12 durchsetzen die in den Radialbohrungen7 der Hohlwelle eingelassene Führungshülsen8 und sind in eine Gewindebohrung13 in der Unterseite14 der Schneid-Brechzähne9 ,9a eingeschraubt (3 ). Hierdurch wird der Schneid-Brechzahn9 in die Aufnahmen6 gezogen und verspannt. -
3 zeigt, dass die Schneid-Brechzähne9 im Bereich der Nut11 mit seitlichen Laschen15 versehen sind. Diese umgreifen die Rotorscheiben5 und verhindern eine axiale Verlagerung der Schneid-Brechzähne9 . Die Nuten11 bzw. die Aufnahmen6 sind so bemessen, dass die Breite B an der Mündung16 der Aufnahmen6 der Breite B1 der Schneid-Brechzähne9 entspricht. Die Breite B1 der Schneid-Brechzähne9 ist mit Ausnahme der Nuten11 in radialer Rich tung konstant. Das zwischen den Nuten11 befindliche Material der Schneidbrechzähne9 dient hierdurch als zusätzliche Sicherung gegen axiale Verschiebungen. - Die axiale Länge L der Schneid-Brechzähne
9 ist durch den Abstand der Rotorscheiben5 bestimmt. Demgegenüber ist der radial über die Rotorscheiben5 vorstehende Wirkabschnitt17 der Schneid-Brechzähne9 gegenüber dem Klemmabschnitt10 schmaler ausgeführt. Hierzu ist der Wirkabschnitt17 in Höhe der Mündungen16 der Aufnahmen6 abgestuft. Seine axiale Länge LW ist so bemessen, dass der Wirkabschnitt17 kämmend zwischen die Rotorscheiben des benachbarten Rotors greifen kann. Der Wirkabschnitt17 ist zusätzlich an den den Rotorscheiben zugewandten Seitenflächen18 kopfseitig angeschrägt, um eine bessere Schneid-/Brechwirkung zu erzielen. -
4 zeigt in einer weiteren Ausführungsform einen Rotor19 . Im Gegensatz zu dem in den1 und2 dargestellten Rotor1 ist der Rotor19 aus massiven Rotorscheiben20 gebildet. Der Rotor19 besitzt an seinen Enden Lagerzapfen21 ,22 , die mit den endseitigen Rotorscheiben20' verbunden sind. Die Lagerzapfen21 ,22 können auch einstückig mit den Rotorscheiben20' gefertigt werden. - Zwischen den endseitigen Rotorscheiben
20' ist ein Bündel von Rotorscheiben20 fluchtend eingefasst und über sämtliche Rotorscheiben20 ,20' durchsetzende Längsriegel23 verschraubt. Die Längsriegel23 sind mit endseitigem Gewinde versehene Stangen, die gleichmäßig auf dem Umfang des Rotors19 verteilt sind (siehe5 ). In Ausnehmungen24 in den randseitigen Rotorscheiben20' sind Muttern25 der Längsriegel23 zum Verspannen der Rotorscheiben20 ,20' angeordnet. Über die Längsriegel23 können hohe Vorspannkräfte aufgebracht werden, wodurch Setzungs erscheinungen in dem Rotor19 kompensiert werden. Das Bündel von Rotorscheiben20 ,20' bildet die Rotorwelle26 , in welcher Schneid-Brechzähne27 gehalten sind. Jeweils ein Schneid-Brechzahn27 ist in einer Rotorscheibe20 fixiert. - Ein Schnitt entlang der Linie V-V (
5 ) veranschaulicht, dass die Schneid-Brechzähne27 T-förmig konfiguriert sind mit einem konischen Klemmabschnitt28 , der in eine gegengleich ausgeführte Aufnahme29 eingreift. Das Spannelement30 in Form eines Schraubbolzens durchsetzt die Rotorscheibe20 radial und zieht den Schneid-Brechzahn27 in die Aufnahme29 . Die Rotorscheibe20 wird in axialer Richtung von sechs gleichmäßig auf dem Umfang verteilten Längsriegeln23 durchsetzt. - Aus den
6 und7 gehen weitere Ausführungsformen von Rotoren31 ,32 hervor. Bei dem Rotor31 gemäß6 sind die Schneid-Brechzähne33 ebenfalls T-förmig konfiguriert, wobei ihre Schenkel34 sichelförmig spitz zulaufen. Abweichend von der in5 dargestellten Rotorscheibe20 hat die Rotorscheibe35 in dieser Ausführungsform eine elliptische Kontur mit einer Abflachung36 im Bereich der Aufnahme29 . - In
7 ist die Rotorscheibe37 sechseckig konfiguriert. Weiterhin ist der Schneid-Brechzahn38 an seiner dem Rotor32 abgewandten Seite39 abgeflacht und besitzt an seinen Schenkeln40 spitz zulaufende Schrägflächen41 . -
- 1
- Rotor
- 2
- Rotorwelle
- 3
- Lagerzapfen
- 4
- Hohlwelle
- 5
- Rotorscheiben
- 5'
- Rotorscheiben
- 6
- Aufnahme
- 6a
- Aufnahme
- 7
- Radialbohrung
- 8
- Führungshülse
- 9
- Schneid-Brechzahn
- 9a
- Schneid-Brechzahn
- 10
- Klemmabschnitt
- 11
- Nut
- 12
- Spannelement
- 13
- Gewindebohrung
- 14
- Unterseite
- 15
- Lasche
- 16
- Mündung
- 17
- Wirkabschnitt
- 18
- Seitenfläche
- 19
- Rotor
- 20
- Rotorscheiben
- 20'
- Rotorscheiben
- 21
- Lagerzapfen
- 22
- Lagerzapfen
- 23
- Längsriegel
- 24
- Ausnehmung
- 25
- Mutter
- 26
- Rotorwelle
- 27
- Schneid-Brechzahn
- 28
- Klemmabschnitt
- 29
- Aufnahme
- 30
- Spannelement
- 31
- Rotor
- 32
- Rotor
- 33
- Schneid-Brechzahn
- 34
- Schenkel
- 35
- Rotorscheibe
- 36
- Abflachung
- 37
- Rotorscheibe
- 38
- Schneid-Brechzahn
- 39
- Seite
- 40
- Schenkel
- 41
- Schrägfläche
- B
- Breite
- B1
- Breite
- D
- Dicke
- L
- Länge
- LW
- Länge
- T
- Tiefe
Claims (6)
- Zerkleinerungs- und/oder Siebvorrichtung für Schüttgüter mit mindestens einem in einem Gehäuse gelagerten Rotor (
1 ,19 ,31 ,32 ), welcher jeweils mehrere auf einer Rotorwelle (2 ,26 ) gehaltene Rotorscheiben (5 ,5' ;20 ,20' ;35 ,37 ) umfasst, in denen Schneid-Brechzähne (9 ,9a ;27 ,33 ,38 ) in Aufnahmen (6 ,6a ,29 ) gehalten sind, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Schneid-Brechzahn (9 ,9a ,27 ,33 ,38 ) mittels eines Spannelements (12 ,30 ) festgelegt ist und einen Klemmabschnitt (10 ,28 ) aufweist, welcher zumindest abschnittsweise in Richtung zum Spannelement (12 ,30 ) konisch verjüngt ist, wobei jeder Schneid-Brechzahn (9 ,9a ,27 ,33 ,38 ) in eine gegengleich konfigurierte Aufnahme (6 ,6a ,29 ) eingreift. - Zerkleinerungs- und/oder Siebvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannelement (
12 ,30 ) die Rotorwelle (2 ,26 ) radial durchsetzt. - Zerkleinerungs- und/oder Siebvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannelement (
12 ,30 ) ein Schraubbolzen ist. - Zerkleinerungs- und/oder Siebvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneid-Brechzähne (
9 ,9a ) zwischen im Abstand auf der Rotorwelle (2 ) angeordneten Rotorscheiben (5 ,5' ) eingegliedert sind und seitlich in den Aufnahmen (6 ,6a ) gehalten sind. - Zerkleinerungs- und/oder Siebvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneid-Brechzähne (
9 ,9a ) im Bereich der Aufnahmen (6 ,6a ) die Rotorscheiben (5 ) umgreifende Laschen (15 ) besitzen. - Zerkleinerungs- und/oder Siebvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneid-Brechzähne (
9 ,9a ) einen gegenüber ihrem Klemmabschnitt (10 ) abgestuften Wirkabschnitt (17 ) besitzen.
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8380 | Miscellaneous part iii |
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