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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zerkleinern von Stückgut mit mindestens einem Antriebsmotor, einem mindestens zwei ineinandergreifende, mit einer Mehrzahl umfangseitig angeordneter Hackmesser versehene Brecherwalzen aufweisenden Brecher, wobei die Drehrichtung der Brecherwalzen voneinander unabhängig einstellbar ist, wodurch der Umlauf der Brecherwalzen gleichgerichtet oder entgegengerichtet ist.
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Eine Vorrichtung zum Zerkleinern von Stückgut an sich ist beispielsweise aus der
EP 0 529 221 B1 bekannt. Solche Vorrichtungen werden verwendet, um Materialien unterschiedlichster Art zu zerkleinern. Hauptsächlich werden Abfälle, beispielsweise aus Holz, Metall oder Kunststoff zerkleinert. Die zu zerkleinernden Materialien werden in einen Einfülltrichter eingefüllt und gelangen über dessen Auslassbereich zwischen die Brecherwalzen, durch die sie dann zerkleinert werden. Die zerkleinerten Partikel fallen durch den Zwischenraum zwischen den Brecherwalzen nach unten, wo sie dann entweder von einem Förderband abtransportiert werden oder in einen Sammelbehälter gelangen, der dann entsprechend geleert werden muss. An sich können die Brecherwalzen auf unterschiedlichste Weise aufgebaut sein. Ihnen liegt aber dasselbe Prinzip zugrunde, dass am Außenumfang der Brecherwalzen hervorstehende Elemente als Hackmesser angeordnet sind, die, da sich die Brecherwalzen gegenüberliegen, ineinander greifen. Die Walzen sind gegenläufig angetrieben und die Hackmesser greifen ineinander. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass das in den Einfülltrichter gegebene Stückgut von den Brecherwalzen ergriffen und in den zwischen diesem befindlichen Spalt hineingezogen und dann zerkleinert wird.
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Nicht nur feste Materialien werden der Zerkleinerung zugeführt. Auch biegeschlaffes Material, wie beispielsweise Teppiche, gehören zu den zu entsorgenden Abfällen. Solches Material ist schwierig zu zerkleinern. Es verklemmt sich zwischen anderem großen zu zerkleinerndem Stückgut und zieht dieses mit in den Walzenspalt, so dass die Gefahr besteht, dass die Brecherwalzen blockieren. Diese Gefahr besteht natürlich auch, wenn hartes zu zerkleinerndes Stückgut in den Walzenspalt gezogen wird. In diesem Fall wird der Antrieb der beiden Brecherwalzen umgesteuert, so dass sie nicht mehr gegenläufig aufeinander zu, sondern voneinander weg angetrieben werden, wodurch das in den Walzenspalt eingeklemmte Gut wieder herausgefördert wird und erneut durch Umkehr des Antriebes eingezogen werden kann.
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Eine gattungsgemäße Vorrichtung ist aus der
DE 100 28 191 A1 bekannt. Bei dieser Vorrichtung sind zwei Brecherwellen vorgesehen, deren Umlaufgeschwindigkeiten sich ebenso wie die Umlaufrichtungen separat regeln lassen. Somit lassen sich die beiden Brecherwellen wahlweise mit gegenläufigem oder mit identischem Umlaufsinn betreiben.
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Aus der
CH682 464 A5 ist ein Verzweigungsgetriebe bekannt, dessen mindestens zwei Ausgangswellen über einen Verbindungs-Getriebezug trieblich miteinander verbunden sind. Dadurch werden die beiden Ausgangswellen unabhängig von ihrer Belastung stets mit gleicher Drehzahl und mit gleichem Drehmoment angetrieben.
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Aus der
DE 20 2007 010 355 U1 ist ein Wendegetriebe bekannt, das zwischen dem permanent im gleichen Drehsinn rotierenden Antriebsmotor und dem Brecher angeordnet ist. Dieses Wendegetriebe besteht aus zwei koaxialen Planetengetrieben, deren Sonnenräder miteinander drehfest auf einer gemeinsamen, an den Antriebsmotor anschließbaren Antriebswelle verbunden sind. Die Sonnenräder treiben jeweils eine Gruppe von Planetenrädern an, die frei drehbar in einem für beide Planetengetriebe gemeinsamen Planetenradträger angeordnet sind. An dem im Getriebegehäuse drehbaren Planetenradträger ist eine mit dem Brecher verbindbare Antriebsachse ausgebildet. Die Planetenräder des einen Planetengetriebes kämmen unmittelbar mit dem zugehörigen Sonnenrad und mit einem ersten innen verzahnten Hohlrad und die Planetenräder des anderen Planentengetriebes kämmen mittelbar über jeweils ein weiteres Planetenrad mit einem zweiten Hohlrad. Jedes Hohlrad ist in dem Getriebegehäuse frei drehbar und wirkt mit einer Scheibenbremse zusammen. In Abhängigkeit davon, welches Hohlrad gebremst wird, laufen die Brecherwalzen entweder gegeneinander (Einzug) oder voneinander weg (Auswurf). Durch entsprechendes Abbremsen der Hohlräder wird das Stückgut also zwischen die Brecherwalzen eingezogen und wenn es sich dort verklemmt, wieder heraus gedrückt.
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Insbesondere die vorerwähnten biegeschlaffen Materialien erfordern häufig, dass der Drehsinn der Brecherwalzen geändert werden muss, da sie sich im Zerkleinerungsprozess nicht knacken lassen, sondern zerrissen werden müssen. Dadurch wird der Zerkleinerungsprozess an sich verlangsamt und oftmals auch nicht das gewünschte Ergebnis erzielt.
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Von dieser Problemstellung ausgehend soll die eingangs beschriebene Vorrichtung zum Zerkleinern von Stückgut verbessert werden.
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Zur Problemlösung zeichnet sich eine gattungsgemäße Vorrichtung dadurch aus, dass der mindestens eine Antriebsmotor nur in einer Drehrichtung umläuft, und dass die Einstellung der Drehrichtung der Brecherwalzen in Abhängigkeit von der Getriebestellung eines zwischen dem Antriebsmotor und dem Brecher angeordneten Getriebes, das zwei parallel angeordnete Planetentürme aufweist, erfolgt.
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Durch diese Ausgestaltung wird die Betriebssicherheit und die Funktionsfähigkeit des Brechers drastisch erhöht. Stückgut kann nicht nur geknackt, sondern besonders gut zerrissen werden, wenn die zum Einzug des Stückgutes entgegengerichtete Drehrichtung der Brecherwalzen in eine gleichgerichtete Drehrichtung geändert wird, in dem also nur die Drehrichtung in einer der Brecherwalzen geändert wird. In diesem Fall zieht die eine Brecherwalze das Stückgut weiter in den Brecherschlitz ein, während es die andere aus dem Brecherschlitz herauszieht. Insbesondere biegeschlaffes Material, in das sich die Hackmesser richtig einkrallen können, wird dann wirkungsvoll zerrissen. Gleichgerichtet im Sinne der Erfindung bedeutet, dass beide Brecherwalzen entweder im Uhrzeigersinn oder entgegen dem Uhrzeigersinn umlaufen. Entgegengerichtet bedeutet, dass eine der Brecherwalzen im Uhrzeigersinn und die andere Brecherwalze entgegen dem Uhrzeigersinn umläuft.
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Vorzugsweise ist die Drehzahl der ineinandergreifenden Brecherwalzen unterschiedlich groß einstellbar. Insbesondere vorteilhaft ist, wenn die Drehzahl der Brecherwalzen voneinander unabhängig einstellbar ist. Dadurch wird der Zerkleinerungsvorgang weiter verbessert und der Zerreißeffekt auch dann verbessert, wenn die Brecherwalzen entgegengerichtet angetrieben werden.
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Zur Umschaltung der Drehzahl besteht das Getriebe vorzugsweise aus zwei parallel angeordneten Planetentürmen. Zum Einstellen der Drehzahl sind vorzugsweise drei Planetenstufen in jedem Planetenturm vorgesehen.
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Der Antriebsmotor kann ein Dieselmotor oder ein Elektromotor sein.
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Mit Hilfe einer Zeichnung soll ein Ausführungsbeispiel der Erfindung nachfolgend näher beschrieben werden.
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Es zeigt:
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1 – Die schematische Darstellung der Vorrichtung in Seitenansicht;
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2 – die Ansicht gemäß Sichtpfeil II nach 1;
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3a, b, c – den Schnitt entlang der Linie III-III nach 2 bei unterschiedlichen Drehrichtungen der Brecherwalzen;
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4 – die beiden Brecherwalzen in perspektivischer Darstellung;
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4a, b, c, d Ansichten und Schnittdarstellungen der ineinandergreifenden Brecherwalzen;
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5 – einen Schnitt durch einen Planetenturm mit betätigter Hohlradbremse;
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6 – den Schnitt gemäß 5 mit betätigter Planetenstegbremse;
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7 – den Längsschnitt durch einen der Planetentürme;
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8 – den Schnitt entlang der Linie VIII-VIII nach 7;
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10 – verschiedene Schnittdarstellungen durch das Getriebe gemäß 5;
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11 – die Darstellung gemäß 10 im Reversierbetrieb.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Zerkleinern von Stückgut besteht im Wesentlichen aus dem Antriebsmotor 10, dem Getriebe 20, das als Wendegetriebe mit Bremsen und einer Umschaltung ausgestattet ist und dem Brecher 30. Der Brecher 30 umfasst zwei ineinandergreifende Brecherwalzen 31, 32, die über ihren Umfang mit einer Mehrzahl von Hackmessern 33 versehen sind. In axialer Richtung sind die Hackmesser 33 von einander beabstandet und die Walzen 31, 32 so zueinander parallel angeordnet, dass die Hackmesser 33 miteinander kämmen. Oberhalb der Brecherwalzen 31, 32 ist ein Einfülltrichter 34 vorgesehen, in den das zu zerkleinernde Stückgut unterschiedlicher Größe, beispielsweise als Balken, Möbelstück oder gewebte Teppiche eingefüllt wird. Unterhalb der Brecherwalzen 31, 32 ist der Auswurf 35 vorgesehen, in den das zerkleinerte Stückgut gelangt, von wo aus es auf ein hier nicht näher dargestelltes Förderband zum Abtransport fallt.
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Der Antriebsmotor 10 ist ein permanent in nur einer Drehrichtung umlaufender Dieselmotor oder Elektromotor. Das Getriebe 20 ist ein Planetenstirnradgetriebe und besteht aus zwei dreistufigen Planetentürmen 21 und einem Verteilergetriebe 23. Die beiden Planetentürme 21, 22 sind an den Eingangsstufen A über ein gemeinsames Gehäuse 24 achsparallel in einem Abstand von beispielsweise ca. 475 mm verbunden. Das mit fünf Wellen versehene Verteilergetriebe 23 liegt vor den Eingangsstufen A der Planetentürme 21, 22. Die Achsen der Planetentürme 21, 22 liegen in einer horizontalen Ebene. Die Achse der Antriebswelle 25 am Verteilergetriebe 23 liegt um beispielsweise ca. 457 mm nach unten versetzt. Die Eingangsstufen A der Planetentürme 21, 22 bestehen aus zwei Planetensätzen, die parallel angeordnet sind. Zu jeder zweifach Eingangstufe A gehören eine Scheibenbremse 26 für das Hohlrad 27 und eine Scheibenbremse 28 für den Planetensteg 29. Je nachdem welche der Scheibenbremsen 26, 28 betätigt ist, dreht sich die Antriebswelle 200 im Uhrzeigersinn oder entgegengesetzt zum Uhrzeigersinn.
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In 3a ist mit Pfeilen die Drehrichtung der Brecherwalzen 31, 32 gekennzeichnet, die gegenläufig angetrieben sind. Brecherwalze 31 dreht sich im Uhrzeigersinn. Hierzu ist im Planetengetriebe 21 die Scheibenbremse 26 des Hohlrades 27 betätigt, so dass dieses steht. Im Planetengetriebe 22 ist die Scheibenbremse 28 für den Planetensteg 29 betätigt, so dass dieser steht. Mit den so gegensinnig angetriebenen Brecherwalzen 21, 22 wird das Stückgut gebrochen. In 3b ist dargestellt, dass sich beide Brecherwellen 31, 32 im Uhrzeigersinn drehen. Hierzu ist das Planetengetriebe 21 wie vorstehend geschaltet und im Planetengetriebe 22 die Scheibenbremse 28 gelöst und stattdessen auch über die Scheibenbremse 26 das Hohlrad 27 stillgesetzt. In diesem Betriebsmodus erfolgt ebenfalls noch ein teilweises Brechen oder Zerreißen des Stückgutes. Der Antrieb der Brecherwalzen 31, 32 kann auch entgegengesetzt erfolgen, in dem die Planetengetriebe 21, 22 umgekehrt wie beschrieben geschaltet werden. In 3c sind die beiden Brecherwalzen 31, 32 wieder gegenläufig angetrieben. Hierzu ist in beiden Planetengetrieben 21, 22 über die Scheibenbremse 28 der Planetensteg 29 stillgesetzt. Die Hohlräder 27 laufen frei.
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Dadurch dass die Planetengetriebe 21, 22 mehrstufig ausgebildet sind, können verschiedene Übersetzungsverhältnisse eingestellt werden. Die Brecherwalzen 31, 32 können dadurch unabhängig voneinander nicht nur mit gleicher oder entgegengesetzter Drehrichtung umlaufen, sondern dabei auch noch mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten angetrieben werden, wodurch das Brechen und Zerreißen des Stückgutes noch weiter verbessert werden kann. Die Verbindung zwischen den Planetengetrieben 21, 22 und den Brecherwalzen 31, 32 erfolgt über die eine profilierte Kupplung 205, 215, die als „Kleeblatt-Kupplung” bekannt ist.
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10 und 11 verdeutlichen die kinematischen Vorgänge in den einzelnen Planetengruppen (Getriebestufen) A, B, C. Die einzelnen Schnittdarstellungen in 10 korrespondieren zu der Darstellung in 5. Das Hohlrad 27 ist durch die Scheibenbremse 26 stillgesetzt. Die Antriebswelle 210 dreht sich gegen den Uhrzeigersinn. Ebenso gegen den Uhrzeigersinn dreht sich der Planetensteg 29. Die Planetenräder 291, 292 der ersten und zweiten Gruppe drehen sich folglich im Uhrzeigersinn. Dasselbe gilt für die zweite und dritte Getriebestufe B, C. 11 entspricht der Darstellung nach
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6. Über die Scheibenbremse 28 ist der Planetensteg 29 stillgesetzt. Das Hohlrad 27 dreht sich im Uhrzeigersinn. Ebenso im Uhrzeigersinn drehen sich die Planetenräder 291, 292 der ersten und zweiten Planetengruppe. In der zweiten Getriebestufe B dreht sich jedoch die Drehrichtung der Antriebswelle (hier nicht näher bezeichnet) um, so dass in der dritten Getriebestufe C auch die Antriebswelle 200 im Uhrzeigersinn umläuft. Soll der Brecher 30 stillgesetzt werden, werden beide Scheibenbremsen 26, 28 in den Planetengetrieben 21, 22 gelöst.
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In der Praxis wurden Scheibenbremsen 26, 28 eingesetzt, die mit ihren zwei Bremssätteln an einer Bremsscheibe ein Bremsmoment von ca. 3000 Nm bei einem maximalen Öldruck von 90 bar aufbrachten. Dies entspricht in aller Regel dem doppelten Bremsmoment des Antriebsmotors 10. Mit einem solchen Bremsmoment kann eine hinreichend große Reserve für den Antrieb der Brecherwalzen 31, 32 gegeben sein. Unter Umständen ist es zweckmäßig, eine Druckmodulation für den Schaltvorgang und dann in der Haltefunktion eine Druckreduzierung in den Scheibenbremsen 26, 28 vorzunehmen. Auch kann die Druckeinstellung in der Haltefunktion höher sein, wenn nur eine Brecherwalze 31, 32 mit Drehmoment beaufschlagt wird, sich also nur eine Brecherwalze 31, 32 dreht.
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Neben den Schaltfunktionen bieten die Scheibenbremsen 26, 28 auch die Funktion einer Überlastkupplung. In der Haltefunktion lässt sich durch eine entsprechende Druckeinstellung jeder gewünschte Schwellenwert einstellen, bei dem die Scheibenbremse 26, 28 rutscht, und damit eine Drehmomentspitze, zum Beispiel beim Blockieren einer Brecherwalze 31, 32 abbaut. Eine praxisgerechte Druckeinstellung für die Überlastfunktion wird sinnvoller Weise durch Versuche zu ermitteln sein.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Antriebsmotor
- 20
- Getriebe
- 200
- Antriebswelle
- 205
- profilierte Kupplung
- 210
- Antriebswelle
- 215
- profilierte Kupplung
- 21
- Planetenturm
- 22
- Planetenturm
- 23
- Verteilergetriebe
- 24
- Gehäuse
- 25
- Antriebswelle
- 26
- Scheibenbremse
- 27
- Hohlrad
- 28
- Scheibenbremse
- 29
- Planetensteg
- 291
- Planetenrad
- 292
- Planetenrad
- 30
- Brecher
- 31
- Brecherwalze
- 32
- Brecherwalze
- 33
- Hackmesser
- 34
- Einfülltrichter
- 35
- Auswurf
- A
- Getriebestufe/Planetengruppe
- B
- Getriebestufe/Planetengruppe
- C
- Getriebestufe/Planetengruppe
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 0529221 B1 [0002]
- DE 10028191 A1 [0004]
- CH 682464 A5 [0005]
- DE 202007010355 U1 [0006]
