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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Die
Erfindung bezieht sich auf einen Brecher mit einem Brechrotor, dessen
Gegenblattkomposition und einem Stempel, wobei der Brechrotor eine
am seinen Umfang angeordnete Brechblattstruktur aufweist, die aus
in Axialrichtung des Brechrotors nebeneinander liegenden Blattkreisen
besteht, jeder von denen in Umfangsrichtung des Brechrotors in Abständen voneinander
angeordnete Blatteinheiten aufweist, und wobei die Gegenblattkomposition
eine Gegenblattstruktur zum Brechen des dem Brecher zuzuführenden
und durch den Stempel gegen den Brechrotor zu schiebenden Materials
und zum Schneiden dieses Materials zusammen mit der Brechblattstruktur
des Brechrotors, einen Rahmen der Gegenblattstruktur und eine Federstruktur
des Rahmens aufweist.
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Typischerweise
haben die bekannten Brechrotoren eine Brechblattstruktur, bei der
jeder Blattkreis 2 bis 4 Blatteinheiten aufweist. Durch die geringe
Anzahl der aufeinander folgenden Blatteinheiten, d.h. der große Abstand
zwischen den Blatteinheiten in Umfangsrichtung wird sichergestellt,
dass es zwischen jeder Blatteinheit zu brechendes Material gibt. Nachteilig
ist jedoch, dass das Material nach dem Brechen immer noch eine große Größe hat und
die Siebung nach dem Brechen nicht durchkommt.
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Ein
Brecher von oben beschriebener Art ist typisch, wenn zum Beispiel
Recyclingabfall in nutzbare Form bearbeitet wird. Trotz eventueller
Sortierung enthält
das Material harte, für
das Brechen untaugliche Fraktionen, die oft Störungen beim Brechprozess verursachen.
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Eine
konventionelle Gegenblattkomposition ihrerseits ist unbeweglich
und die durch die zwischen die Brechblattstruktur des Brechrotors
und die Gegenblattstruktur gelangende fremde Fraktion, zum Beispiel
Stein- oder Metallstücke
verursachte Stöße haben
große
Belastungen zur Folge, die im schlimmsten Fall die Strukturen, zumindest
die Blätter,
beschädigen
können.
Nachdem der Brecher gestoppt wird, wird die fremde Fraktion manuell über seine
Aufgabeöffnung
entfernt.
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Eine
mehr entwickelte bekannte Lösung
ist, der Rahmen der Gegenblattstruktur mit einer lasterkennenden
Federstruktur zu versehen. Bei Überbelastung
gibt die Federstruktur nach und die fremde Fraktion tritt auf die
Austrittseite des Brechers unter das gebrochene Material aus. Typischerweise
besteht die Federstruktur aus Federn, die mechanisch oder pneumatisch
sein können.
Die hochentwickeltsten Lösungen
basieren auf einer Hydraulik mit einem passend ausgewählten Gegendruck.
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Ein
Nachteil von nachgebenden Gegenblattkompositionen ist, dass eine
große
Menge an noch ungebrochenem Material beim Federn unter das gebrochene
Material gelangt, obwohl die Federung beispielsweise durch ein fremdes
Stück zustande
gebracht würde,
das nur an einer einzigen Stelle und auf einer in Hinsicht auf die
Rotorbreite kleinen Strecke einwirkt. Das beeinträchtigt natürlich gleichzeitig die
Qualität
des gebrochenen Materials. Um eine zu große Menge an ungebrochenem Material
zu verhindern, muss in Hinsicht auf die Nachgebungskraft Kompromisse
zwischen Beschädigung
und Brechergebnis gemacht werden.
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Bei
schneidenden Brechern nach dem Stand der Technik ist auch bekannt,
den Mittelpunkt des Brechrotors und die obere Fläche der Gegenblattstruktur
horizontal auf die gleiche Ebene zu stellen. Das ist praktikabel,
wenn der Brecher keinen Stempel aufweist, sondern die Zuführung mittels
Gravitationskraft erfolgt. Falls ein von den Seiten oder schräg von oben
drückender
pendel- oder kastenartiger Stempel verwendet wird, beschränkt die
horizontal gestellte Gegenblattstruktur die Fläche des den Stempel widerstehenden
Brechrotors auf die Hälfte der
Brechrotorfläche,
die Durchmesser mal Länge ist.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die oben beschriebenen Nachteile
zu beseitigen. Diese Aufgabe wird durch eine erfindungsgemäße Gegenblattkomposition
erreicht, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Brechblattstruktur
des Brechrotors immer zumindest fünf Blatteinheiten in demselben
Blattkreis aufweist und dass die Gegenblattstruktur mit ihrem Rahmen
in mehrere Teile eingeteilt ist, jeder von denen seine eigene einstellbare
Federstruktur aufweist.
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Wenn
bei der erfindungsgemäßen Lösung eine
harte Partikel gegen die Gegenblattstruktur schlägt, gibt der an dieser Stelle
befindliche Gegenblattteil nach und lässt die Partikel auf den Austrittsförderer weitergehen.
Gleichzeitig wird die Drehgeschwindigkeit des Brechrotors verringert
oder er wird völlig
gestoppt. Die sonstige Gegenblattstruktur bleibt in Brechposition
und hält
das zu brechende Material gleichzeitig möglichst gut im Brechzustand. Das
Brechen wird fortgesetzt erst, nachdem der Gegenblattteil auf die
obere Position zurückgegangen ist.
Eine solche Anordnung verbessert die Homogenität des Brechguts und ermöglicht eine
automatische Trennung von störenden
Fraktionen. Gleichzeitig schützt
die Anordnung die Strukturen des Rotors und der Gegenblattkomposition
besser, da sich der Einfluss der fremden Partikel auf einen kleineren
Bereich in den Strukturen richtet und die störende Fraktion gleich nach
der Identifizierung entfernt werden kann. Anhand dieser Lösung kann
auch die Federung eingestellt werden, mit einer kleineren Kraft
nachzugeben, da nur ein Teil des während der Nachgebung zu brechenden
Materials ungebrochen mit der fremden Partikel auf die Austrittsseite
kommt. Somit können die
durch die schädlichen
Stöße und den
normalen Betrieb verursachten Belastungen besser differenziert werden.
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Nach
dem bekannten Stand der Technik ist die Gegenblattkomposition immer
als eine kompakte Einheit ausgebildet, die sich über die ganze Breite des Brechers
erstreckt. In diesem Fall ist die Mechanik am Einfachsten aber die
potentiellen Störungen verursachen
harte Stöße gegen
die Gegenblattstruktur.
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Für die Funktion
ist es am bevorzugtesten, dass die Federstruktur als Pendelstruktur
implementiert wird, aber sie kann auch auf einer linearen Bewegung
beruhen, wobei die durch die Struktur verursachten Kosten am kleinsten
sind.
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Bevorzugt
werden hydraulische Zylinder und Steuerautomatik verwendet, die
das System nach dem Nachgeben zurück in den Betriebszustand bringt.
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FIGURENLISTE
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Die
Erfindung wird jetzt anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
unter Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen ausführlicher
beschrieben, wobei
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1 einen
Brechrotor und seine Gegenblattkomposition in Zusammenwirkung aus
Axialrichtung des Rotors zeigt;
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2 die
Anordnung gemäß 1 aus
der Richtung 2 – 2
der 1 zeigt;
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3 die
Gegenblattkomposition der 1 und 2 als vollständigere
Darstellung und perspektivisches Bild in einer Stellung zeigt, in
der sich die Gegenblattstruktur in Zusammenwirkung mit dem Brechrotor
auf den Zuschauer richtet; und
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4 eine
Anordnung darüber
zeigt, wie die Gegenblattstruktur in Bezug auf den Brechrotor gestellt
wird.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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1 und 2 zeigen
einen Teil eines Brechrotors 1 und einer auf seinem Umfang
angeordneten Brechblattstruktur, bestehend aus in Axialrichtung
des Brechrotors 1 nebeneinander liegenden Blattkreisen,
jeder von denen in Umfangsrichtung des Brechrotors 1 in
Abständen
voneinander angeordnete Blatteinheiten 2 aufweist, die
es immer zumindest fünf
Stück in
demselben Blattkreis gibt, und aus einer Gegenblattkomposition 3,
die eine eigentliche Gegenblattstruktur 4, die zusammen
mit der Brechblattstruktur 2 des Brechrotors 1 Material
bricht und schneidet, und einen Rahmen 5 der Gegenblattstruktur
und eine Federstruktur 6 des Rahmens aufweist.
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Die
das Material des Brechrotors 1 brechenden Blatteinheiten 2 sind
somit am Umfang des Brechrotors 1 in Form von Kreisumfängen befestigt. Jeder
Kreis umfasst bevorzugt 5 bis 12 Blatteinheiten und die Blatteinheiten 2 der
nebeneinander liegenden Kreise sind in Bezug aufeinander in Umfangsrichtung
versetzt. Jede Blatteinheit 2 umfasst einen am Umfang des
Brechrotors 1 geschweissten Befestigungsrahmen 2b und
ein daran montiertes austauschbares Blattstück 2a. Da sich Blatteinheiten 2 auf
diese Weise ausreichend dicht beieinander befinden, wird das Material
geschnitten, bevor es auf die Fläche
des Brechrotors 1 gedrückt
wird, und die Stückgröße ist kleiner
als beim Schneiden von gedrücktem
Material. Bevorzugt ist in den durch die Blatteinheiten 2 gebildeten
Umfangskreisen der Abstand zwischen den Spitzen der nebeneinander
liegenden Blatteinheiten 2 in Axialrichtung des Brechrotors 1 kleiner
als der Durchmesser der Blattstücke 2a. Eine
typische Größe eines
austauschbaren Blattstücks 2a ist
ein Quadrat, dessen Seite 60 bis 140 mm ist. Zweckmäßig ist
die Stirnfläche
des Befestigungsrahmens 2a aus einem verschiedenen Material als
dessen restlicher Teil hergestellt und/oder es gibt ein austauschbares
Zwischenstück
zwischen dem Befestigungsrahmen 2b und dem austauschbaren Blattstück 2a.
Auf diese Weise wird der eigentliche Befestigungsrahmen 2b geschützt. Wenn
abrasiver Abfall gebrochen wird, richtet sich die schleifende Belastung
auch auf die Oberflächen
der Befestigungsrahmen 2b, die in Kontakt mit dem zu brechenden Material
sind. Um eine solche Abnutzung zu minimieren, sind die Aussenflächen des
Befestigungsrahmens 2b mit einer 0,5 bis 3 mm dicken metallischen Verschleissfläche beschichtet.
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Ein
anderes wesentliches Merkmal der erfindungsgemäßen Struktur ist, dass die
Gegenblattstruktur 4 mit ihrem Rahmen 5 in mehrere
Teile, d.h. Gegenblattteile 7 und Rahmenteile 8,
eingeteilt ist, jede von denen ein eigenes Federmittel 9 aufweist. Im
dargestellten Beispiel gibt es vier Federmittel. In wieviele Teile
Komponenten bevorzugt eingeteilt werden, hängt von der Breite des Brechrotors 1 ab.
Minimal gibt es zwei Teile, typischerweise 2 bis 6.
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Es
ist zu bemerken, dass, obwohl sowohl die Brecherstruktur als auch
die Gegenblattstruktur 2, 4 typischerweise einzelne
austauschbare Blattstücke 2a, 4a aufweisen,
sie immer am entsprechenden Rahmenteil (dem Rotor 1 und
den Rahmenteilen 8) im betreffenden Rahmenteil in Bezug
aufeinander unbeweglich befestigt sind. Falls erwünscht, können die
Gegenblatteinheiten 7 der Gegenblattstruktur 4 auch
aus einer kompakten Blattstückeinheit
hergestellt werden.
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Im
folgenden Beispiel weist jeder Rahmenteil 8 einen Befestigungsrahmen 10 der
Blattstruktur und einen dazugehörigen
Pendelrahmen 11 auf, der auf der Pendelachse 12 in
Richtung des Brechrotors 1 drehbar angeordnet ist, wobei
jeder Pendelrahmen 11 mit einem separaten Federmittel,
bevorzugt mit einem hydraulischen Zylinder 9, gestützt wird,
der Beginn von dessen Federung mit seinem hydraulischen Gegendruck
gesteuert wird und dessen Zurückkommen
in die Brechstellung mit einer Steuerautomatik gesteuert wird.
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Wenn
eine harte Partikel gegen einen Gegenblattteil 7 stößt, widersteht
der Zylinder 9 der Bewegung, die durch das von dem Gegenblattteil 7, dem
Befestigungsrahmen 10 und dem Pendelrahmen 11 gebildete
Paket zustande kommt. Das Paket 7, 10, 11 dreht
sich und lässt
die Partikel auf den Austrittsförderer
weitergehen, während
die anderen Pakete 7, 10, 11 in Brechstellung
bleiben. Das Öffnen dieses
Pakets kann gegebenenfalls mit demselben Zylinder 9 effektiver
gemacht werden. Durch verschiedene Stellungen der Zylinder 9 kann
auch die Funktion des Brechrotors 1 und der mit dem Brecher zusammengehörenden Geräte, z.B.
Förderer,
gesteuert werden.
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Wenn
in 4 die Gegenblattkomposition 3 deutlich
unter die über
die Mittellinie des Brechrotors 1 verlaufende Horizontalebene
A – A
gestellt wird, kann anhand des Stempels 13 eine größere Menge an
Material auf einmal gegen den Brechrotor 1 gepresst werden,
was das Brechen effektiver macht und die Bewegung des Materials
vermehrt, während sich
die Wölbung
des Materials von der (nicht gezeigten) Rückseite seines Zuführungstrichters
verringert. Die Gegenblattkomposition 3 befindet sich deutlich unter
der Horizontalebene A – A
in einem Winkel α zur
Horizontalebene A – A.
Der Winkel α beträgt typischerweise
5 bis 45 Grad. Dementsprechend ist der Winkel β zwischen der Bewegungsbahn
des Stempels 13 und der oberen Fläche der Gegenblattkomposition 3 gleich
groß oder
größer als
der Winkel α genblattkomposition
3 gleich groß oder
größer als
der Winkel a zwischen der Horizontalebene A – A und der oberen Fläche der
Gegenblattkomposition 3.
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Um
Herstellungsungenauigkeiten und Abnutzung zu kompensieren, ist jeder
Gegenblattteil 7 mit einem für die Einstellung des Schnittspalts
vorgesehenen Einstellelement (nicht gezeigt) versehen, mit dem der
Abstand jedes Gegenblattteils 7 in Bezug auf die Blatteinheiten 2 des
Brechrotors 1 geändert
wird. Die Gegenblattteile 7 sind am bevorzugtesten identisch
aber auch Einheiten, die unterschiedliche Breiten aufweisen, können aus
denselben Komponenten bestehen. Die Einheiten, die schmaler als die äussersten
Einheiten sind, werden dann in die Mitte des Brechers positioniert.
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Bei
Spalzeinstellung der Gegenblattteile 7 und des Brechrotors 1 wird
bevorzugt hydraulische Entlastung, z.B. ein hydraulischer Zylinder
oder eine Schraubenwinde, verwendet. Somit wird durch Druck oder
mechanische Bewegung die für
die Einstellung notwendige Kraft vermindert.
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Die
obige Beschreibung der Erfindung dient lediglich zur Veranschaulichung
der erfindungsgemäßen Grundidee.
Ein Fachmann kann jedoch die Einzelheiten der Erfindung auf viele
verschiedene Weisen im Rahmen der beigefügten Schutzansprüche implementieren.
Somit kann beispielsweise jeder Rahmenteil der Gegenblattstruktur
derart angeordnet sein, dass er sich entlang die lineare Federbewegungsbahn
bewegt, obwohl dies in den Zeichnungen nicht gesondert dargestellt
wird.