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Die
Erfindung betrifft ein Schneidmesser, insbesondere für einen
Messerrotor zur Kunststoffzerkleinerung, mit einem Grundkörper, insbesondere aus
Metall, und wenigstens einer am Grundkörper befestigten Schneidplatte,
insbesondere aus Hartmetall, die wenigstens eine als Schneidkante
ausgebildete Körperkante
aufweist.
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Ein
vom Markt her bekanntes Schneidmesser ist für einen Einsatz an einem Messerrotor
vorgesehen, der eine Rotorwelle und davon in radialer Richtung abragende
Messerhalter aufweist, an denen entsprechende Schneidmesser angebracht
werden können.
Die Rotorwelle ist an einem Gehäuse gelagert,
an dem auch ein auf das Profil der Messerhalter und der daran angebrachten
Schneidmesser angepasstes Gegenmesser angebracht ist. Die Schneidmesser
werden bei der Rotation des Messerrotors in geringem Abstand zu
Ausnehmungen des Gegenmessers an letzterem vorbeigeführt, wobei durch
die Relativbewegung zwischen Schneidmesser und Gegenmesser Materialien,
insbesondere Kunststoffmaterialien und Hölzer, zerkleinert werden können.
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Die
Schneidmesser werden beim Betrieb mit erheblichen Schneidkräften beaufschlagt,
wodurch es zu einem Verschleiß der
Schneidkanten an den Schneidmessern kommen kann. Aus diesem Grund sind
die Schneidmesser auswechselbar an den Messerhaltern angebracht.
Bei Auftreten von Verschleißerscheinungen
können
die Schneidkanten der Schneidmesser nachgeschliffen werden. Bei
entsprechender Ausgestaltung des Schneidmessers kann eine Schneidplatte,
die an einem Grundkörper des
Schneidmessers befestigt ist und die wenigstens eine Schneidkante
aufweist, im Verschleißfall
ausgewechselt werden, so dass eine rasche Wartung der Schneidmesser
möglich
ist.
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Die
Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Anbringung der Schneidplatte
am Grundkörper
des Schneidmessers zu verbessern.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Schneidmesser mit den Merkmalen des Anspruchs
1 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.
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Das
erfindungsgemäß vorgesehene
Nietelement dient zu einer hochbelastbaren und dauerhaften Festlegung
der Schneidplatte an dem Grundkörper.
Aufgrund der Verwendung des Nietelements sind die Schneidplatte
und der Grundkörper
verglichen mit einer Schraubverbindung konstruktiv einfacher zu
gestalten. Zudem entfällt
die Gefahr eines Lösens
der Schneidplatte von der Grundplatte während des Einsatzes des Schneidmessers,
da sich die Nietverbindung bei entsprechender konstruktiver Auslegung
nicht löst.
Demgegenüber
besteht bei einer Schraubverbindung die Gefahr, dass entweder durch
ein zu geringes Schraubenanzugsmoment eine unerwünschte Lockerung stattfindet
oder dass durch zu festes Anziehen der Schraube Beschädigungen
der üblicherweise
aus Hartmetall hergestellten und daher spröden Schneidplatte und/oder
des Schraubengewindes im Grundkörper
auftreten, wodurch eine rasche Instandsetzung eines stumpfen Schneidmessers
in Frage gestellt ist.
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Bei
der Ausgestaltung der Erfindung gemäß dem Anspruch 2 ist vorteilhaft,
dass damit die Gestaltung der Schneidplatte und des Grundkörpers einfach
gehalten werden kann. Das Nietelement wird als kostengünstiges
Zukaufteil mit eng tolerierten Eigenschaften beschafft. Bei der
Auswechslung der Schneidplatte wird das Nietelement beispielsweise durch
Ausbohren entfernt, so dass der Grundkörper und gegebenenfalls auch
die Schneidplatte nach Aufbereitung ohne Weiteres erneut verwendet
werden können.
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Bei
der Ausgestaltung der Erfindung gemäß dem Anspruch 3 ist vorteilhaft,
dass ein Kraftfluss zwischen der Schneidplatte, dem Nietelement
und dem Grundkörper
nicht nur über
Reibungskräfte
erfolgt wie dies bei einer kraftschlüssigen Verbindung der Fall
wäre. Vielmehr
findet der Kraftfluss in erster Linie über Flächenbelastungen zwischen der Schneidplatte,
dem Nietelement und dem Grundkörper
statt, wodurch eine deutlich erhöhte
Belastbarkeit der Verbindung gewährleistet
ist.
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Bei
der Ausgestaltung der Erfindung gemäß dem Anspruch 4 ist vorteilhaft,
dass eine einfache Anbringung des Nietelements gewährleistet
ist, die mit großer
Zuverlässigkeit
zu der gewünschten
sicheren Festlegung der Schneidplatte am Grundkörper führt. Ein Blindniet weist als
wesentliche Bestandteile eine Niethülse und einen darin aufgenommenen,
endseitig verdickten und mit einer Sollbruchstelle versehenen Nietbolzen
auf. Die Niethülse
umfasst einen üblicherweise
zylinderhülsenförmigen Abschnitt,
an den sich ein endseitig angeformter Nietkopf anschließt, der
wie der Abschnitt vom Nietbolzen durchsetzt wird. Dieser Abschnitt
wird nach Einstecken des Blindniets in eine Bohrung durch Ausüben einer
Zugkraft auf den Nietbolzen, die am Nietkopf abgestützt wird,
bereichsweise plastisch deformiert. Durch die plastische Deformation
findet die gewünschte,
vorzugsweise formschlüssige,
Festlegung des Blindniets in der Bohrung und somit der Schneidplatte
am Grundkörper
statt. Sobald eine maximale Zugkraft für den Nietbolzen überschritten
wird, reißt dieser
an der Sollbruchstelle ab, damit ist die Nietverbindung fertiggestellt.
Durch die plastische Deformation des Abschnitts kann dieser einen
Hinterschnitt an oder in der Bohrung hintergreifen und stellt somit die
gewünschte
formschlüssige
Verbindung sicher.
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Bei
der Ausgestaltung der Erfindung gemäß dem Anspruch 5 ist vorteilhaft,
dass durch den in der Bohrung vorgesehenen Hinterschnitt eine verdeckte Anordnung
der Deformationszone des Nietelements an dem Grundkörper oder
der Schneidplatte erreicht wird. Damit wird vermieden, dass die
Deformationszone bei der Verwendung der Schneidplatte den Schneidkräften unmittelbar
ausgesetzt wird.
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Bei
der Ausgestaltung der Erfindung gemäß dem Anspruch 6 ist vorteilhaft,
dass damit eine Festlegung einer Schneidplatte am Grundkörper mit
nur jeweils einem Nietelement erfolgen kann, da durch die Anlage
der Schneidplatte an einer Anlagefläche eine Rotation um eine Längsachse
des Nietelements ausgeschlossen ist.
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Bei
der Ausgestaltung der Erfindung gemäß den Ansprüchen 7 und 8 ist vorteilhaft,
dass mittels mehrerer Schneidplatten eine Schneide gebildet wird,
die gegebenenfalls so lang wie die Außenkante des Grundköpers oder
auch länger
als diese ist, ohne dass dazu große und aufwendig zu fertigende Schneidplatten
notwendig wären.
Vielmehr wird die Schneide durch die unmittelbar aneinander angrenzend
oder beabstandet voneinander angeordneten Schneidplatten in einer
Art Modulbauweise gebildet. Somit ist es möglich, im Verschleißfall nur
eine oder wenige Schneidplatten auszuwechseln. Darüber hinaus
können
für unterschiedliche
Bereich der Schneide auch unterschiedlich geformte bzw. aus unterschiedlichen
Materialien hergestellte Schneidplatten eingesetzt werden, die jeweils
auf den Ihnen zugedachten Einsatzzweck optimiert sind.
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Bei
der Ausgestaltung der Erfindung gemäß dem Anspruch 9 ist vorteilhaft,
dass hierdurch der vorzugsweise an der dem Grundkörper abgewandten Oberfläche der
Schneidplatte anliegende Nietkopf, sofern er nicht ohnehin in einem
geeigneten Hinterschnitt in der Schneidplatte aufgenommen ist, beabstandet
zu dem unmittelbaren Schneidbereich angeordnet ist und somit nicht
durch den Aufprall auf die zu zerkleinernden Materialien beschädigt wird.
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Nachstehend
werden Ausführungsbeispiele der
Erfindung anhand der Zeichnung näher
beschrieben. In dieser zeigen:
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1 eine
Seitenansicht einer Zerkleinerungsvorrichtung, die einen mit Schneidmessern
bestückten
Messerrotor aufweist;
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2 eine
Draufsicht auf eine erste Ausführungsform
eines Schneidmessers;
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3 eine
Schnittdarstellung des Schneidmessers gemäß der 2;
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4 eine
Detaildarstellung des Schneidmessers gemäß der 2 und 3 mit
einem eingesetzten Nietelement;
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5 eine
zweite Ausführungsform
eines Schneidmessers;
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6 eine
dritte Ausführungsform
eines Schneidmessers.
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Eine
in der 1 dargestellte, nicht näher bezeichnete Zerkleinerungsvorrichtung
für Kunststoffgegenstände weist
ein Gehäuse 10 auf,
an dem ein von einem nicht dargestellten Antriebsmotor antreibbarer,
drehbar gelagerter Messerrotor 12 und ein gehäusefest
angebrachtes Gegenmesser 14 angebracht sind. Der Messerrotor 12 besteht
im Wesentlichen aus einer Messerwelle 16, an der eine Vielzahl von
mit gleicher Teilung radial abragenden Messerhaltern 18 angebracht
sind. Die Messerhalter 18 erstrecken sich in nicht dargestellter
Weise ebenfalls mit gleicher Teilung längs der Rotationsachse der Messerwelle 16.
An jedem Messehalter 18 ist ein Schneidmesser 20 angebracht,
das eine in den 2 bis 6 näher dargestellte
Geometrie aufweisen kann, und das derart mit dem korrespondierend
profilierten Gegenmesser 14 kämmt, daß sich lediglich ein schmaler
Schneidspalt 22 zwischen Schneidmesser 10 und
Gegenmesser 14 ausbildet.
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Bei
der in den 2 bis 4 dargestellten ersten
Ausführungsform
des Schneidmessers 20 sind an dem Grundkörper 30 insgesamt
vier gleich gestaltete Schneidplatten 32 angebracht. Die Schneidplatten 32 grenzen
jeweils mit Seitenflächen 34 aneinander
und liegen jeweils mit einer Rückfläche 36 an
einem am Grundkörper
angeformten Vierkant 38 an.
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Der
Vierkant 38 ist um 45 Grad gegenüber den Außenkanten des Grundkörpers 30 verdreht
angeordnet. Die Schneidplatten 32 sind jeweils mit zwei Bohrungen 40 versehen,
die jeweils der Aufnahme eines Blindniets 42, wie er in
der 4 näher
dargestellt ist, dienen.
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Der
Grundköper 30 ist
als quadratische Platte mit einer zentrisch angebrachten Gewindebohrung 41 ausgeführt. Die
Gewindebohrung 41 durchsetzt den Vierkant 38 und
dient der Befestigung des Grundkörpers 30 an
den Messerhaltern 18. Die Schneidplatten 32 liegen
flächig
auf der Oberseite 44 des Grundköpers 30 sowie an der
Außenfläche 46 des
Vierkants 38 an und sind damit nach Anbringung der Blindnieten 42 in
allen Raumrichtungen festgelegt.
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In
der 4 ist die Nietverbindung zwischen dem Grundkörper 30 und
der Schneidplatte 32 näher dargestellt.
Der Grundkörper 30 ist
mit zylindrischen Bohrung 48 versehen, die stufenartig
in eine Zylindersenkung 50 mit vergrößertem Bohrungsdurchmesser übergeht.
Die sich durch den stufenartigen Übergang zwischen der Bohrung 48 und
der Zylindersenkung 50 ergebende Ringfläche 52 dient als Anlagefläche für den Blindniet 42.
Die Schneidplatte 32 ist mit einer Bohrung 66 versehen,
die in einem der Grundplatte 30 abgewandten Endbereich
in eine Kegelsenkung 68 übergeht und die der Aufnahme und
flächigen
Abstützung
des Nietkopfs 56 des Blindniets 42 dient.
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Der
Blindniet 42 weist eine Niethülse 54 aus einem metallischen
Material auf, die aus einem zylinderhülsenförmigen Nietabschnitt 58 und
einem endseitig am Nietabschnitt 58 angeformten Nietkopf 56 gebildet
wird. Der Nietkopf 56 und der Nietabschnitt 58 werden
von einer Bohrung 60 durchsetzt, in der ein Nietbolzen 62 aufgenommen
ist. Der Nietbolzen 62 ist in einem von dem Nietkopf 56 abgewandten Endbereich 63 endseitig
verdickt. Zudem ist der Nietbolzen 62 mit einer nicht dargestellten
Sollbruchstelle versehen, die ein definiertes Abreißen zumindest
des aus der Niethülse 54 herausragenden
Teils des Nietbolzens 62 bei Aufbringung einer entsprechenden Zugkraft
gewährleistet.
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Zur
Anbringung der Schneidplatte 32 am Grundkörper 30 wird
der Blindniet 42 zunächst
durch die Bohrung 66 in der Schneidplatte 32 gesteckt
und in die Bohrung 48 des Grundkörpers eingesetzt. In dem nicht
dargestellten Ausgangszustand, in dem der Nietabschnitt 58 des
Blindniets 42 noch nicht deformiert ist, ragen der Nietabschnitt 58 und
der darin aufgenommene Nietbolzen 62 nahezu bis zur Unterkante
der Zylindersenkung 50.
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Sobald
mittels einer nicht dargestellten Blindnietzange eine Zugkraft auf
den Nietbolzen 62 ausgeübt
wird, die vorzugsweise an der Oberseite des Nietkopfs 56 abgestützt wird,
beginnt eine Deformation des Abschnitts 58, die zu einer
endseitigen Aufwölbung
des Blindniets 42 führt.
Durch weitere Steigerung der Zugkraft verkürzt sich der Nietabschnitt 58 und
der nunmehr verdickte Endbereich des Blindniets 42 gelangt
in Anlage an der Ringfläche 52. Bei
weiter zunehmender Zugkraft auf den Nietbolzen 62 passt
sich der Nietkopf 56 durch plastische Deformation an die
Kontur der Kegelsenkung 68 in der Schneidplatte 32 an.
Durch die Deformation des Endbereichs des Blindniets 42 liegt
auch in der Zylindersenkung 50 eine formschlüssige Verbindung
zwischen Blindniet 42 und Grundkörper 30 vor. Bei Überschrei ten
einer konstruktiv vorgebbaren maximalen Zugkraft auf den Nietbolzen 62,
die mit einer ebenfalls genau vorhersagbaren Deformation des Blindniets 42 einhergeht,
reißt
der Nietbolzen 62 an der Sollbruchstelle ab. Zurück bleibt
eine Sollbruchfläche 64 am
Stumpf des Nietbolzens 62. Durch den verbleibenden Stumpf
des Nietbolzens 62 wird bis hin zu großen Zugkräften eine Rückdeformation des Abschnitts 58 vermieden.
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Bei
der zweiten Ausführungsform
eines Schneidmessers 20a gemäß der 5 sind die Schneidplatten 32a jeweils
in Einfräsungen 66 aufgenommen,
die eine flächige
Abstützung
der Schneidplatten 32a gewährleisten. Die Blindnieten 42 dienen in
erster Linie dazu, die Lage der Schneidplatten 32a zu sichern,
die auftretenden Schneidkräfte
werden über
die Anlageflächen
der Schneidplatten 32a des Grundkörpers 30a geleitet.
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Bei
der dritten Ausführungsform
eines Schneidmessers 20b gemäß der 6 sind an
zwei gegenüberliegenden
Eckbereichen des Grundkörpers 30b jeweils
fünfeckige
Schneidplatten 32b vorgesehen, die jeweils seitlich an
rechteckig ausgeformten Schneidplatten 32c anliegen. Die
fünfeckigen
Schneidplatten 32b sind durch die Anlage an den rechteckigen
Schneidplatten 32c trotz nur jeweils eines Blindniets 42 verdrehsicher
abgestützt
und sind aus einem ersten Material hergestellt. Die aus einem zweiten
Material hergestellten, rechteckigen Schneidplatten 32c sind
mit jeweils zwei Blindnieten 42 am Grundköper 30b befestigt
und greifen jeweils mit einer Ecke in eine als Bohrung 68 ausgeführte Aufnahme
ein, die eine positionsgenaue Festlegung der rechteckigen Schneidplatten 32c unterstützt.