-
Die
Erfindung betrifft eine Schneidvorrichtung zur Zerkleinerung fließfähiger
Flüssig-Feststoffgemische mit einem Messerrotor, der relativ
zu einem Schneidsieb rotierbar gelagert ist und axial in Richtung
seiner Rotationsachse an dem Schneidsieb anliegt und in einer ersten
Vorspannungsrichtung axial gegen das Schneidsieb vorgespannt ist.
-
Fließfähige
Flüssig-Feststoffgemische sind beispielsweise Medien, Flüssigkeiten
oder Suspensionen, die Grob-, Fest-, Schwimm- oder Schwebstoffe,
wie etwa Fasern, Textilien, Knochen, Holzstücke, Haar,
Verzopfungen, Gras, mit sich führen.
-
Schneidvorrichtung
der eingangs genannten Art, auch Mazeratoren oder Nasszerkleinerer
genannt, werden zum Zerkleinern, Homogenisieren und Dispergieren
fließfähiger Flüssig-Feststoffgemische eingesetzt.
Sie werden beispielsweise in Kläranlagen eingesetzt, um
Klärschlamm mit hohem Feststoffanteil fließfähig
zu gestalten. Sie werden weiterhin beispielsweise eingesetzt in
Biogasanlagen zum Zerkleinern und Mischen von beispielsweise Abwasser, Gülle,
Abfällen und Mist, sowie beispielsweise zum Zerkleinern
von Lebensmittelabfällen und/oder Tierkadaverteilen in
Anlagen zur Tierkörperverwertung oder zur Herstellung von
Tierfutter, zum Zerkleinern von Lackpartikeln und Lackrückständen
in der Farbenindustrie, zum Zerkleinern und Mischen von Feststoffen
in Medien bei der Produktion beispielsweise von Reinigungsmitteln
und Klebstoffen in der chemischen Industrie oder zum Zerkleinern
von Fischen und Fischabfällen bei der Fischmehlherstellung.
Eine definierte Zerkleinerung der Feststoffe ist z. B. auch in der
Entsorgungsindustrie von besonderer Bedeutung.
-
Als
Schneidsieb kommt beispielsweise eine Loch- oder Siebplatte, vorzugsweise
aus Stahl, zum Einsatz. Der Messerrotor liegt axial in der Richtung an
dem Schneidsieb an, so dass beim Rotieren des Messerrotors die Feststoffe
zwischen Messerrotor und Schneidsieb zerkleinert werden. Dazu ist
der Messerrotor axial gegen das Schneidsieb vorgespannt.
-
Die
DE 299 10 596 U1 zeigt
eine Vorspannvorrichtung zur Vorspannung eines Schneidglieds bzw.
Messerrotors auf ein Durchlassgitter bzw. Schneidsieb, mit einem
als Kolben ausgebildeten Anpressglied, dessen Druckraum mittels
eines geeigneten Druckmediums mit Druck beaufschlagt werden kann,
wobei die Anpresskraft des Schneidglieds auf das Durchlassgitter
der Kolbenkraft entspricht. Die
DE 20 2005 010 617 U1 zeigt eine Vorspannvorrichtung,
bei der der Messerrotor durch einen axialdruck-erzeugenden Teil
in seiner Arbeitslage festgelegt ist. Weiterhin ist bei dieser Lösung
die den Messerrotor antreibende Welle in einem den Antriebsmotor
aufnehmenden Kolben abgedichtet und der Kolben ein einem Druckmittelzylinder
angeordnet, dessen Druckmittel den Messerrotor auf das Schneidsieb
vorspannt. Die
DE
20 2006 014 804 U1 zeigt eine Vorspannvorrichtung für
einen Messerrotor einer Schneidvorrichtung bei dem der Messerrotor
an einem sich mitdrehenden Vorspannteil gehaltert ist und dass der
Vorspannteil axial geregelt einstellbar ist. Die axiale Lage des
Vorspannteils in Bezug auf die Loch- oder Siebplatte kann mit Hilfe
geeigneter Mittel geregelt werden. Die Antriebswelle ist mit dem Vorspannteil über
eine untere Spannmutter verbunden und auf diese Art und Weise kann
die Grundposition des Messerrotors in Bezug auf die Loch- und Siebplatte
eingestellt werden. Diese Ausführungsform ermöglicht
eine Regelung der axialen Lage des Vorspannteils und auch die Festlegung
einer Grundposition des Messerrotors. Die gezeigten Lösungen können
jedoch weiter vereinfacht bzw. verbessert werden, und es kann weiterhin
die Regelung der Vorspannkraft sowie eine Sicherung gegen Abheben des
Messerrotors von der Loch- oder Siebplatte vereinfacht bzw. verbessert
werden.
-
Die
DE 202 17 550 U1 zeigt
einen Messerrotor, der durch ein Axialdruck erzeugendes Teil in
einer Selbsthemmungswirkung in die Arbeitslage festgelegt ist und
bei der eine Feder nur in einer Richtung federnd wirkt und die in
der entgegengesetzten Richtung aufgrund der Selbsthemmung des Axialdruck-erzeugenden
Teils nicht nachgiebig ist. Das Axialdruck-erzeugende Teil ist in
DE 202 17 550 U1 einen
Spiralkeil mit einer Selbsthemmungswirkung oder als Exzenter realisiert.
Damit soll verhindert werden, dass ein allein über eine
Feder vorgespannter Messerrotor sich vom Schneidsieb abheben kann
bei nachgebender Feder und somit keine saubere Zerkleinerung stattfindet
und sich am Schneidsieb Feststoffe ansammeln können. Diese
Lösung ist jedoch hinsichtlich der Konstruktion, insbesondere
bezüglich der Einstellung und Beibehaltung der Vorspannkraft sowie
der Sicherung gegen Abheben des Messerrotors vom Schneidsieb weiter
zu vereinfachen bzw. zu verbessern.
-
Es
ist demnach die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen oder mehrere
der genannten Nachteile zu verringern oder zu beseitigen. Es ist weiterhin
eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den genannten Verbesserungsbedarf
zumindest teilweise zu decken. Es ist weiterhin eine Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, eine alternative Lösung zu den im Stand der
Technik gezeigten bereitzustellen.
-
Diese
Aufgabe wird gelöst durch eine Schneidvorrichtung der eingangs
genannten Art, die gekennzeichnet ist durch zumindest einen von
zumindest einer ersten und einer zweiten Fläche begrenzten
Freiraum, wobei
- – die erste Fläche
in axialer Richtung unverschieblich zum Messerrotor angeordnet ist,
- – die zweite Fläche in axialer Richtung unverschieblich
zum Schneidsieb angeordnet ist,
- – die erste und die zweite Fläche zueinander
um die Rotationsachse des Messerrotors unverdrehbar angeordnet sind,
- – in dem zumindest einen Freiraum zumindest ein Freilaufkörper
angeordnet und zur Anlage an die erste und zweite Fläche
in einer zweiten Vorspannungsrichtung axial vorgespannt ist,
- – die erste und die zweite Fläche zumindest
abschnittsweise derart ausgebildet sind, dass sich der radiale Abstand
zwischen der ersten und der zweiten Fläche in Richtung
der zweiten Vorspannungsrichtung verjüngt,
- – wodurch eine axiale Relativbewegung zwischen dem
Messerrotor und dem Schneidsieb entgegen der ersten Vorspannungsrichtung
verhindert wird.
-
Der
Messerrotor weist vorzugsweise einen Messerhalter mit zumindest
einem, vorzugsweise zwei oder mehreren Messern auf, die an dem Schneidsieb
anliegen und gegen das Schneidsieb vorgespannt sind. Die Messer
verschleißen über die Betriebsdauer der Schneidvorrichtung,
so dass sie gegen das Schneidsieb nachzuführen sind, was über die
Vorspannung des Messerrotors gegen das Schneidsieb erfolgt. Eine
zu hohe Vorspannung führt jedoch zu einem vorzeitigen Messerverschleiß.
Eine zu geringe Vorspannung kann hingegen dazu führen, dass,
beispielsweise aufgrund einer erhöhten Menge oder einer
besonderen Art von Feststoffen, der Messerrotor vom Schneidsieb
abhebt, d. h. nicht mehr am Schneidsieb anliegt. In diesem Fall
ist eine zuverlässige Zerkleinerung nicht möglich
ist und es können sich Feststoffe auf dem Schneidsieb ablagern.
-
Die
erfindungsgemäße Schneidvorrichtung sieht daher
vor, dass neben dem Mechanismus zur Vorspannung des Messerrotors
gegen das Schneidsieb in einer ersten Vorspannungsrichtung ein zweiter
Vorspannmechanismus in einer zweiten Vorspannungsrichtung vorgesehen
ist. Dieser zweite Vorspannmechanismus umfasst zumindest einen Freiraum,
ggf. auch zwei oder mehrere Freiräume, in dem zumindest
ein, ggf. auch zwei oder mehrere, Freilaufkörper ange ordnet
ist bzw. sind. Die folgenden Ausführungen gelten jeweils
analog für einen, zwei oder mehrere Freiräume
und einen, zwei oder mehrere Freilaufkörper.
-
Der
Freiraum ist einerseits durch eine erste Fläche begrenzt,
die in axialer Richtung fest mit dem Messerrotor gekoppelt ist,
beispielsweise am Messerrotor ausgebildet ist. Andererseits ist
der Freiraum durch eine zweite Fläche begrenzt, die in
axialer Richtung fest mit dem Schneidsieb gekoppelt ist, beispielsweise
indem das Schneidsieb über ein Gehäuse und eine
Hohlachse mit einer Antriebswelle gekoppelt ist und die zweite Fläche
an dieser Antriebswelle ausgebildet ist. Die beiden Flächen
sind derart angeordnet, dass sie gegeneinander nicht verdrehbar
um die Rotationsachse des Messerrotors sind.
-
Der
Freilaufkörper ist in einer zweiten Vorspannungsrichtung,
die axial in Richtung der Rotationsachse des Messerrotors verläuft,
derart vorgespannt, dass er zwischen die erste und zweite Fläche des
Freiraums gepresst wird. Die Vorspannkraft ist dabei vorzugsweise
derart gewählt, dass eine Klemmwirkung zwischen der ersten
Fläche und dem Freilaufkörper und der zweiten
Fläche und dem Freilaufkörper erzielt wird und
ein Gleiten des Freilaufkörpers auf einer oder beiden Flächen
verhindert wird.
-
Entlang
dieser zweiten Vorspannungsrichtung nimmt der in Bezug auf die Rotationsachse
des Messerrotors radiale Abstand zwischen den beiden Flächen
ab. Der Freilaufkörper wird durch die Vorspannung an der
Stelle des Freiraums in Anlage mit der ersten und zweiten Fläche
gebracht, an der der radiale Abstand zwischen der ersten und zweiten
Fläche der radialen Ausdehnung des Freilaufkörpers entspricht.
Eine Anordnung des Freilaufkörpers in einem Abschnitt des
Freiraums, in dem der radiale Abstand zwischen der ersten und zweiten
Fläche kleiner ist als die radiale Ausdehnung des Freilaufkörpers,
ist nicht möglich. Dadurch wird eine Relativbewegung zwischen
den beiden Flächen – und damit zwischen dem Messerrotor
und dem Schneidsieb – verhindert, bei der sich der radiale
Abstand zwischen der ersten und zweiten Fläche an der Stelle
des Freiraums, an der sich der Freilaufkörper befindet,
verkleinern würde. Auf diese Weise kann eine effiziente
Selbsthemmungswirkung in der Art erzielt werden, dass eine axiale
Relativbewegung zwischen der ersten und zweiten Fläche,
die eine Entfernung des Messerrotors vom Schneidsieb bewirken würde,
d. h. eine Relativbewegung zwischen Messerrotor und Schneidsieb
entgegen der ersten Vorspannungsrichtung, verhindert wird.
-
Eine
Relativbewegung zwischen den beiden Flächen der Art, dass
sich der radiale Abstand zwischen den beiden Flächen an
der Stelle, an der sich der Freilaufkörper befindet, vergrößert,
bleibt jedoch möglich. Dies bedeutet, dass eine Relativbewegung des
Messerrotors auf das Schneidsieb zu, dass heißt in Richtung
der ersten Vorspannungsrichtung, möglich ist. Dies ist
insbesondere erforderlich, um den Messerrotor bei Messerverschleiß gegen
das Schneidsieb nachzuführen.
-
Die
erfindungsgemäße Schneidvorrichtung hat den Vorteil,
dass neben der Vorspannung des Messerrotors gegen das Schneidsieb
eine weitere Vorspanneinrichtung, die als Selbsthemmungseinrichtung
wirkt, bereitgestellt wird, die konstruktiv einfach zu verwirklichen
ist und gleichzeitig ein Abheben des Messerrotors vom Schneidsieb
zuverlässig verhindert. Die erfindungsgemäße
Schneidvorrichtung stellt auch eine alternative Lösung
zur Verhinderung des Abhebens des Messerrotors vom Schneidsieb dar,
die gegenüber den im Stand der Technik gezeigten Lösungen
einfacher, effizienter und zuverlässiger ist.
-
Die
Erfindung kann dadurch fortgebildet werden, dass die erste Fläche
an einem Halteabschnitt des Messerrotors ausgebildet ist, wobei
der Halteabschnitt ausgebildet ist, den Messerrotor drehsteif, vorzugsweise über
eine Passfeder, mit einer Antriebswelle zu verbinden, wobei die
Antriebswelle ausgebildet ist, den Messerrotor rotierend anzutreiben.
Die Erfindung kann weiterhin dadurch fortgebildet werden, dass die
zweite Fläche an einer Antriebswelle ausgebildet ist.
-
Der
Messerrotor ist vorzugsweise drehsteif mit einer Antriebswelle verbunden,
die dazu dient, den Messerrotor um seine Rotationsachse zu rotieren.
Die Verbindung von Messerhalter mit Antriebswelle erfolgt erfindungsgemäß über
einen Halteabschnitt des Messerrotors, der drehsteif, vorzugsweise über
eine Passfe der, mit der Antriebswelle verbunden ist. Der Halteabschnitt
des Messerrotors kann beispielsweise die Form eines Hohlzylinders
annehmen.
-
Die
in axialer Richtung unverschieblich zum Messerrotor angeordnete
erste Fläche ist gemäß dieser bevorzugten
Fortbildung am Halteabschnitt des Messerrotors ausgebildet. Die
erste Fläche kann vorzugsweise an der Innenseite des Hohlzylinders
ausgebildet sein. Weithin ist bevorzugt, dass die zweite Fläche
an einer Antriebswelle ausgebildet ist. Dabei ist es insbesondere
bevorzugt, dass die Antriebswelle, an der die zweite Fläche
ausgebildet ist, identisch ist mit der Antriebwelle, mit der der
Messerrotors drehsteif verbunden ist Durch diese genannten Fortbildung
ergibt sich in vorteilhafter Weise eine besonders effiziente Konstruktion
der erfindungsgemäßen Schneidvorrichtung.
-
Die
Erfindung kann dadurch fortgebildet werden, dass die erste Fläche
als Konusinnenfläche bzw. Abschnitt einer Konusinnenfläche
und/oder die zweite Fläche als Mantelfläche eines
Zylinders bzw. Abschnitt einer Mantelfläche eines Zylinders
ausgebildet ist.
-
Die
Ausbildung der ersten Fläche als Konusinnenfläche
und die Ausbildung der zweiten Fläche als Mantelfläche
eines Zylinders ist besonders bevorzugt, wenn der Freiraum ringförmig
ausgebildet ist. Die Ausbildung der ersten Fläche als Abschnitt
einer Konusinnenfläche und/oder der zweiten Fläche
als Abschnitt einer Mantelfläche eines Zylinders ist insbesondere
dann bevorzugt, wenn der Freiraum als Ringabschnitt ausgebildet
ist. Diese Fortbildung ist ferner insbesondere in Kombination mit
den zuvor genannten Fortbildungen bevorzugt, bei denen die erste
Fläche an einem Halteabschnitt des Messerrotors und die
zweite Fläche an einer Antriebswelle ausgebildet ist.
-
In
dieser Fortbildungsform kann der Freiraum beispielsweise als ringförmige
Ausnehmung an der Innenseite des meist vorzugsweise als Hohlzylinder
ausgebildeten Halteabschnitts des Messerrotors ausgebildet sein
und weist als erste Fläche vorzugsweise eine radial nach
innen weisenden Konusfläche auf. Diese Fortbildungsform
nutzt weiterhin in vorteilhafter Weise die meist zumindest abschnittsweise
zylinderförmige Mantelfläche der Antriebswelle
als zweite Fläche. Dies stellt eine einfache und effiziente Konstruktion
dar, mit der gleichzeitig eine axiale Relativbewegung zwischen dem
Messerrotor und dem Schneidsieb entgegen der ersten Vorspannungsrichtung
zuverlässig verhindert wird.
-
Diese
Fortbildungsform hat darüber hinaus den Vorteil, dass die
Festigkeit der Antriebswelle nicht durch eine Ausnehmung beeinträchtigt
wird. Weiterhin können Montage, Wartung und Instandsetzung
bei dieser Fortbildungsform besonders effizient durchgeführt
werden.
-
Die
Erfindung kann dadurch fortgebildet werden, dass die zweite Vorspannungsrichtung
in Richtung der ersten Vorspannungsrichtung liegt.
-
Diese
Fortbildungsform legt fest, dass der Freilaufkörper im
Freiraum axial in die gleiche Richtung vorgespannt ist, in die der
Messerrotor gegen das Schneidsieb vorgespannt ist. Diese Fortbildungsform
ist insbesondere im Zusammenhang mit den zuvor genannten Fortbildungsformen
bevorzugt, bei denen die erste Fläche als Konusinnenfläche
am Halteabschnitt des Messerrotors und die zweite Fläche
als Mantelfläche eines Zylinders an der Antriebswelle ausgebildet
ist. Auch diese Fortbildungsform zeichnet sich durch eine besonders
effiziente Montage, Wartung und Instandsetzung aus.
-
Alternativ
kann die Erfindung dadurch fortgebildet werden, dass die zweite
Vorspannungsrichtung entgegen der ersten Vorspannungsrichtung liegt.
-
Diese
Fortbildungsform ist insbesondere dann bevorzugt, wenn eine kinematische
Umkehr der zuvor genannten bevorzugten Fortbildungsformen gewählt
wird. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn die erste Fläche
als Innenfläche eines Hohlzylinders am Halteabschnitt des
Messerrotors und die zweite Fläche als Konusinnenfläche
in einer Ausnehmung in der Antriebswelle oder an der Antriebswelle
(beispielsweise in einer an der Antriebswelle befestigten Hülse)
ausgebildet ist.
-
Auch
diese Alternative zeichnet sich durch eine einfache und effiziente
Konstruktion bei gleichzeitigem Sicherstellen einer zuverlässigen
Verhinderung einer axialen Relativbewegung zwischen dem Messerrotor
und dem Schneidsieb entgegen der ersten Vorspannungsrichtung aus.
-
Der
Unterschied zwischen den beiden genannten alternativen Ausführungsformen
liegt darin, dass die Vorspannungsrichtung des Freilaufkörpers in
der genannten zweiten alternativen Fortbildungsform aufgrund der
kinematischen Umkehr entgegen der ersten Vorspannungsrichtung – und
somit auch entgegen der zweiten Vorspannungsrichtung in der zuvor
genannten ersten alternativen Fortbildungsform – liegt.
Dementsprechend konvergieren in der zweiten alternativen Fortbildungsform
die erste und zweite Fläche in einer der genannten ersten
alternativen Ausführungsform entgegensetzten Richtung.
-
Die
im folgenden genannten bevorzugten Fortbildungsformen können
mit allen zuvor genannten Fortbildungsformen, insbesondere auch
mit der zuvor genannte ersten und zweiten alternativen Fortbildungsform,
kombiniert werden.
-
Die
Erfindung kann dadurch fortgebildet werden, dass der Freiraum als
ringförmige Ausnehmung ausgebildet ist.
-
Die
ringförmige, rotationssymmetrische Ausbildung des Freiraums
ist von Vorteil, da die Komponenten der Schneidvorrichtung, an denen
vorzugsweise die erste und/oder zweite Fläche ausgebildet ist
bzw. sind, meist zumindest abschnittsweise rotationssymmetrisch
ausgebildet sind. Die erfindungsgemäße ringförmige,
rotationssymmetrische Ausnehmung kann einen beliebigen Querschnitt
aufweisen, der zumindest durch die erste und zweite Fläche
begrenzt ist. Die ringförmige Ausnehmung kann insbesondere
koaxial zur Antriebswelle am Halteabschnitt des Messerrotors ausgebildet
sein. Insbesondere wenn eine oder beide Flächen am Messerrotor,
z. B. an dem vorzugsweise als Hohlzylinder ausgebildeten Halteabschnitt
des Messerrotors, bzw. der Antriebswelle ausgebildet sind, ist eine
Ausbildung des Freiraums als ringförmige Ausnehmung herstellungstechnisch
von Vorteil.
-
Die
Erfindung kann dadurch fortgebildet werden, dass der Freilaufkörper
als Kugel ausgebildet ist.
-
Erfindungsgemäß kann
der Freilaufkörper jegliche auf den Freiraum abgestimmte
Form annehmen und beispielsweise ei-, kegel- oder linsenförmig ausgebildet
sein. Weiterhin kann der Freilaufkörper als Ring oder Ringabschnitt
mit beispielsweise kreisförmigem, ovalem oder linsenförmigen
Querschnitt ausgebildet sein. Ferner ist auch die Ausbildung des Freilaufkörpers
beispielsweise als Walze möglich. Besonderes bevorzugt
jedoch ist die Ausbildung des Freilaufkörpers als Kugel.
Diese bevorzugte Ausbildung des Freilaufkörpers als Kugel
hat den Vorteil einer einfachen Herstellung bei gleichzeitig hoher
Präzision. Vorteilhaft an der Ausbildung als Kugel ist
weiterhin, dass bei der Montage eine beliebige Ausrichtung des Freilaufkörpers
im Freiraum möglich ist, dass heißt keine bestimmte
Einbauorientierung des Freilaufkörpers im Freiraum erforderlich
ist.
-
Die
Erfindung kann durch fortgebildet werden, dass der Freilaufkörper
mittels einer Druckfeder zwischen die erste und zweite Fläche
vorgespannt ist.
-
Die
Druckfeder ist vorzugsweise mit einem ersten Ende am Freilaufkörper
und mit einem zweiten Ende an einem Ende des Freiraums verbunden.
Diese erfindungsgemäße Fortbildung stellt eine
einfache, kostengünstige und zuverlässige Ausführung der
Vorspannung des Freilaufkörpers dar.
-
Die
Erfindung kann dadurch fortgebildet werden, dass der Messerrotor
derart gegen das Schneidsieb vorgespannt ist, dass der Messerrotor
mit einer im Wesentlichen konstanten Vorspannkraft am Schneidsieb
anliegt, wobei vorzugsweise die Vorspannkraft einstellbar ist.
-
Beim
Erzeugen der Vorspannung zwischen Messerrotor und Schneidsieb beispielsweise
durch eine Zugfeder verkürzt sich durch den Messerverschleiß der
Federweg, so dass die zur Vorspannung erzeugte Kraft abnimmt. Eine
reduzierte Vorspannung kann jedoch zu einer reduzierten Funktionsfähigkeit
der Schneidvorrichtung führen. Die erfindungsgemäße
Fortbildung sieht daher vor, dass die Vorspannkraft, mit der der
Messerrotor gegen das Schneidsieb vorgespannt wird, im wesentlichen
konstant bleibt über die Lebensdauer der Schneidvorrichtung,
dass heißt insbesondere auch bei Verschleiß der
Messer des Messerrotors.
-
Weiterhin
ist bevorzugt, dass die Vorspannkraft einstellbar, dass heißt
veränderbar ist. Dies ist insbesondere dann bevorzugt,
wenn die Schneidvorrichtung für unterschiedliche Einsatzzwecke
vorgesehen ist, bei denen unterschiedliche Flüssig-Feststoffgemische
mit Feststoffen in unterschiedlicher Menge und von unterschiedlicher
Art zu zerkleinern sind. Je nach Flüssig-Feststoffgemisch
ist demnach eine spezifische Vorspannkraft erforderlich, die erfindungsgemäß vorzugsweise
entsprechend einstellbar ist und nach dem Einstellen im wesentlichen
konstant bleibt.
-
Die
Erfindung kann dadurch fortgebildet werden, dass die Vorspannung
des Messerrotors gegen das Schneidsieb durch eine, zwei oder mehrere
Zugfeder/n erzeugt wird, wobei vorzugsweise die Federkraft der Zugfeder/n
einstellbar ist.
-
Die
Erzeugung der Vorspannkraft zwischen Messerrotor und Schneidsieb
mittels einer, zwei oder mehreren Zugfeder/n ist eine einfache,
kostengünstige und zuverlässige Konstruktion.
Die Federkraft ist dabei vorzugsweise einstell- bzw. veränderbar,
was insbesondere durch eine Verschiebung zumindest eines Befestigungspunktes
der Zugfeder/n realisiert sein kann.
-
Bei
Antrieb insbesondere durch ein Aufsteckgetriebe und Verwendung einer
Hohlwelle ist es auch möglich, die zur Vorspannung des
Messerrotors gegen das Schneidsieb erforderliche Vorspannkraft mittels
einer Gewindestange von außen liegenden Federn auf den
Messerrotor zu übertragen und einzustellen. Statt der Federn
kann auch ein Hydraulikzylinder verwendet werden.
-
Die
Erfindung kann dadurch fortgebildet werden, dass Zugfeder/n eine
gegenüber einem Verschleißweg des Messerrotors
relativ große Länge aufweist bzw. aufweisen.
-
Der
Messerverschleiß kann die Länge des Federwegs
der Zugfeder/n beeinflussen. Wenn erfindungsgemäß der
mögliche Messerverschleiß im Vergleich zur Länge
der Zugfeder/n sehr klein ist, wirkt sich der Messerverschleiß nur
unwesentlich auf die Vorspannkraft aus, d. h. die Vorspannkraft
verändert sich nur geringfügig. Somit kann in
konstruktiv besonders einfache Weise sichergestellt werden, dass
die Vorspannkraft zur Vorspannung des Messerrotors gegen das Schneidsieb
auch bei Messerverschleiß im wesentlichen konstant bleibt.
-
Die
Erfindung kann durch fortgebildet werden, dass die Zugfeder/n mit
einem ersten Ende mit dem Messerrotor und mit einem zweiten Ende
mit der Antriebswelle verbunden ist bzw. sind.
-
Diese
Fortbildungsform ist insbesondere dann bevorzugt, wenn das Schneidsieb
axial unverschieblich mit der Antriebswelle verbunden ist, so dass
auf diese Art und Weise eine einfache Vorspannung von Messerrotor
gegen das Schneidsieb erfolgen kann, in dem Messerrotor und Antriebswelle über eine,
zwei oder mehrere Zugfeder/n miteinander verbunden sind. Das erste
Ende der Zugfeder/n ist dabei vorzugsweise mit dem Halteabschnitt
des Messerrotors verbunden.
-
Die
Erfindung kann dadurch fortgebildet werden, dass der zumindest eine
Freiraum und ggf. eine, zwei oder mehrere Zugfeder/n zur Vorspannung
des Messerrotors gegen das Schneidsieb im Hohlraum einer Hohlachse
angeordnet ist bzw. sind.
-
Die
Zerkleinerung fließfähiger Flüssig-Feststoffgemische
bringt einen hohen Verschmutzungsgrad mit sich. Der erfindungsgemäße
Freiraum mit dem darin angeordneten vorgespannten Freilaufkörper
könnte durch Verschmutzungen bzw. Ablagerungen in seiner
Funktionsfähigkeit beeinträchtigt werden. Die
erfindungsgemäß Anordnung des Freiraums im Hohlraum
einer Hohlachse verhindert in einfacher und konstruktiv vorteilhafter
Weise die Verschmutzung des Freiraums. Dabei ist der Hohlraum der
Hohlachse vorzugsweise gegen das zu verkleinernde Flüssig-Feststoffgemisch
abgedichtet. Weiterhin ist bevorzugt, dass auch eine, zwei oder
mehrere Zugfeder/n zur Vorspannung des Messerrotors gegen das Schneidsieb – die
vorzugsweise identisch sind mit den zuvor genannten einen, zwei
oder mehreren Zugfeder/n zur Vorspannung des Messerrotors gegen
das Schneidsieb – im Hohlraum der Hohlachse angeordnet
ist bzw. sind, da auch diese Zugfeder/n durch Verschmutzung oder
Ablagerungen ihre Funktionsfähigkeit zumindest teilweise
verlieren könnten.
-
Vorzugsweise
ist weiterhin die Antriebswelle in der Hohlachse drehbar gelagert.
Auf diese Weise erfordert die erfindungsgemäße
Anordnung des zumindest einen Freiraums und vorteilhafter Weise auch
der einen, zwei oder mehreren Zugfeder/n zur Vorspannung des Messerrotors
gegen das Schneidsieb im Hohlraum dieser Hohlachse keinen bzw. nur geringen
konstruktiven Mehraufwand.
-
Die
Erfindung kann weiterhin dadurch fortgebildet werden, dass die Vorspannung
des Freilaufkörpers zur Anlage an die erste und zweite
Fläche gelöst werden kann. Dies ist insbesondere
dann bevorzugt, wenn ein Abheben des Messerrotors vom Schneidsieb
gewünscht ist, beispielsweise beim Auswechseln von Messern
des Messerrotors.
-
Die
Erfindung kann dadurch fortgebildet werden, dass
- – ein
Halteabschnitt des Messerrotors über eine Passfeder drehsteif
mit einer Antriebswelle verbunden ist, wobei die Antriebswelle in
einer feststehenden und axial unverschieblich mit dem Schneidsieb
gekoppelten Hohlachse drehbar und axial unverschieblich gelagert
und ausgebildet ist, den Messerrotor rotierend anzutreiben,
- – der Freiraum als ringförmige, zur Antriebswelle koaxiale
Ausnehmung im Halteabschnitt des Messerrotors ausgebildet ist, wobei
die erste Fläche als Konusinnenfläche am Halteabschnitt
des Messerrotors und die zweite Fläche als Mantelfläche der
Antriebswelle ausgebildet ist,
- – sich der axiale Abstand zwischen der ersten und der
zweiten Fläche in Richtung zum Schneidsieb hin vergrößert,
- – der zumindest eine Freilaufkörper mittels
zumindest einer Druckfeder vorgespannt ist,
- – der Messerrotor mittels einer, zwei oder mehrerer
Zugfeder/n gegen das Schneidsieb vorgespannt ist,
- – der Freiraum, die Zugfeder/n und zumindest ein Abschnitt
der Antriebswelle im Hohlraum der Hohlachse angeordnet sind, und
- – die Zugfeder/n eine gegenüber einem Verschleißweg
des Messerrotors relativ große Länge aufweist
bzw. aufweisen.
-
Diese
Fortbildungsform kombiniert in vorteilhafter Weise besonders bevorzugte
Merkmale der vorliegenden Erfindung und zeichnet sich durch eine besonders
effiziente Konstruktion aus, die einerseits zuverlässig
eine – auch bei zunehmendem Messerverschleiß – im
wesentlichen konstante Vorspannung des Messerrotors gegen das Schneidsieb
gewährleistet und andererseits das Abheben des Messerrotors
vom Schneidsieb in ebenso zuverlässiger Weise verhindert.
Gleichzeitig ist die erfindungsgemäße Fortbildung
einfach herzustellen und weist eine hohe Lebenserwartung auf, da
beispielsweise die Verschmutzung des Freiraums und der Zugfedern
durch die Anordnung in der Hohlachse verhindert wird.
-
Weitere
vorteilhafte Ausführungsvarianten der erfindungsgemäßen
Vorrichtung ergeben sich in Kombination der Merkmale von zuvor beschriebenen Fortbildungsformen.
-
Eine
bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird beispielhaft
anhand der beiliegenden Figuren beschrieben. Es zeigen:
-
1 einen
Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Schneidvorrichtung;
-
2 eine
vergrößerte Darstellung des Details 1 aus 1.
-
1 zeigt
eine erfindungsgemäße Schneidvorrichtung 1 im
Querschnitt. Die Vorspannung des Messerrotors gegen das Schneidsieb
und die Vorspannein richtung zur Verhinderung des Abhebens des Messerrotors
vom Schneidsieb sind im Detail I in 2 vergrößert
dargestellt.
-
Ein
fließfähiges Flüssig-Feststoffgemisch
tritt über eine Einlassöffnung 531 in
die Schneidvorrichtung 1 ein, durchläuft die Schneidvorrichtung
in einem Kanal 800 und verlässt die Schneidvorrichtung 1 nach
der Zerkleinerung durch die Auslassöffnung 522.
-
Die
Schneidvorrichtung 1 weist einen Messerrotor 100 auf,
der einen Halteabschnitt 110, einen Messerhalter 120 sowie
mehrere Messer aufweist, von denen in der in 1 gezeigten
Darstellung zwei Messer 121, 122 zu erkennen sind.
-
Die
Messer 121, 122 liegen an einem Schneidsieb 200 an.
Das Schneidsieb 200 weist mehrere Öffnungen 210 auf,
durch die das zerkleinerte Flüssig-Feststoffgemisch durchtritt.
-
Der
Messerrotor 100 ist über den Halteabschnitt 110 mittels
einer Passfeder 130 mit einer Antriebswelle 300 drehsteif
verbunden. Die Antriebswelle 300 wird von einem Motor 700 angetrieben.
-
Die
Antriebswelle 300 ist drehbar in einer Hohlachse 510 gelagert.
Die Hohlachse 510 ist mit einem Gehäuse 500 fest
verbunden. Das Gehäuse 500 weist eine Gehäusewandung 520 mit
einem Verbindungsflansch 521 sowie einer Auslassöffnung 522 auf.
Das Schneidsieb 200 ist fest mit dem Gehäuse 500 über
den Verbindungsflansch 521 verbunden. Weiterhin ist der
Gehäuseabschnitt 530 über einen Verbindungsflansch 531 mit
dem Verbindungsflansch 521 fest verbunden.
-
Messerrotor 100,
Schneidsieb 200, und Hohlachse 500 sind im Wesentlichen
rotationssymmetrisch zur Rotationsachse 140 des Messerrotors
ausgebildet, abgesehen etwa von der Ausnehmung für die
Passfeder 130.
-
Die
Hohlachse 510 weist einen Hohlraum 511 auf, der
gegenüber den Kanal 800 für das Flüssig-Feststoffgemisch
durch Wellendichtringe 541 und 542 abgedichtet
ist.
-
Die
Hohlachse 510, das Gehäuse 500 und das
Schneidsieb 200 sind fest miteinander verbunden. Die Antriebswelle 300 ist
axial unverschieblich mit der Hohlachse 510 und damit auch über
das Gehäuse 500 axial unverschieblich mit dem
Schneidsieb 200 verbunden.
-
Der
Messerrotor 100 ist axial in einer ersten Vorspannrichtung 630 gegen
das Schneidsieb 200 mittels mehrerer Zugfedern vorgespannt,
von denen in der Schnittdarstellung der 1 und 2 nur zwei
Zugfedern 601, 602 zu erkennen sind. Die Zugfedern 601, 602 sind
mit ihren ersten Enden 611, 612 am Ende 111 des
Halteabschnitts 110 des Messerrotors 100 befestigt.
Mit ihren zweiten Enden 621, 622 sind die Zugfedern 601, 602 an
Zugfederhaltern 631, 632 der Antriebswelle befestigt.
Die Zugfedern 601, 602 weisen zwischen ihren ersten
Enden 611, 612 und ihren zweiten Enden 621, 622 eine
Länge auf, die gegenüber einem möglichen
Verschleißweg der Messer 121, 122 des
Messerrotors 100 relativ groß ist. Auf diese Weise
wird eine im wesentlichen konstante Vorspannung des Messerrotors 100 gegen das
Schneidsieb 200 auch bei fortschreitendem Verschleiß der
Messer 121, 122 erreicht.
-
Der
Halteabschnitt 110 des Messerrotors 100 weist
einen als ringförmige Ausnehmung 400 ausgebildeten
Freiraum auf. Der Freiraum 400 weist eine am Halteabschnitt 110 ausgebildete
erste Fläche 410 und eine an der Antriebswelle 300 ausgebildete
zweite Fläche 420 auf. Die erste Fläche 410 ist als
Konusinnenfläche ausgebildet, die zweite Fläche als
Mantelfläche der zylinderförmigen Antriebswelle. Die
Ausnehmung 400 ist zum Schneidsieb 200 hin aufgeweitet.
Im Freiraum 400 sind mehrere als Kugeln 430 ausgebildete
Freilaufkörper angeordnet, von denen im Querschnitt der 1 und 2 die zwei
Freilaufkörper 431, 432 zu erkennen sind.
-
Die
Freilaufkörper 431, 432 sind über
Druckfedern 441, 442 zur Anlage an die erste Fläche 410 und
die zweite Fläche 420 in einer zweiten Vorspannrichtung 450 vorgespannt.
Eine Bewegung des Messerrotors 100 entgegen der ersten
Vorspannrichtung 630 bzw. zweiten Vorspannrichtung 450,
d. h. weg vom Schneidsieb 200, ist durch die Vorspannung
der Freilaufkörper 431, 432 zur Anlage
an die erste Fläche 410 und die zweite Fläche 420 somit
nicht möglich. Eine Nachführung des Messerrotors 100 in
Richtung des Schneidsiebs 200, d. h. in Richtung der ersten
Vorspannrichtung 630 bzw. zweiten Vorspannrichtung 450 wird
durch die Vorspannung der Freilaufkörper 431, 432 zur
Anlage gegen die erste Fläche 410 und die zweite
Fläche 420 nicht verhindert.
-
Der
Freiraum 400 mit den Freilaufkörpern 431, 432 und
den Druckfedern 441, 442, die Zugfedern 601, 602 mit
den Zugfederhaltern 631, 632 sowie ein Teil des
Halteabschnitts 110 des Messerrotors 100 und ein
Teil der Antriebswelle 300 sind innerhalb des Hohlraums 511 der
Hohlachse 510 angeordnet und somit durch die Wellendichtringe 541, 542 vom
Flüssig-Feststoffgemisch-Kanal 800 abgedichtet.
Auf diese Weise sind sowohl der Vorspannmechanismus zur Vorspannung
des Messerrotors 100 gegen das Schneidsieb 200 (realisiert
durch die am Ende 111 des Halteabschnitts 110 und
den Zugfederhaltern 631, 632 befestigten Zugfedern 601, 602)
und der zweite Vorspannmechanismus zur Verhinderung des Abhebens
des Messerrotors 100 vom Schneidsieb 200 entgegen
der ersten Vorspannungsrichtung 630 (realisiert durch die
Vorspannung der Freilaufkörper 431, 432 zur
Anlage an die erste Fläche 410 und die zweite
Fläche 420 des Freiraums 400) in einem
gegen Verschmutzung geschützten Raum angeordnet.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 29910596
U1 [0005]
- - DE 202005010617 U1 [0005]
- - DE 202006014804 U1 [0005]
- - DE 20217550 U1 [0006, 0006]