DE202010012495U1

DE202010012495U1 - Zerkleinerungsvorrichtung mit Verschleißanzeige

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Publication number: DE202010012495U1
Application number: DE202010012495U
Authority: DE
Original assignee: Hugo Vogelsang Maschinenbau GmbH
Current assignee: Hugo Vogelsang Maschinenbau GmbH
Priority date: 2010-09-13
Filing date: 2010-09-13
Publication date: 2011-12-16
Anticipated expiration: 2020-09-14

Abstract

Zerkleinerungsvorrichtung umfassend:
– Ein erstes Schneidelement (120), umfassend zumindest eine erste Schneidkante,
– Ein zweites, auf einer ersten Bewegungsbahn relativ zu dem ersten Schneidelement bewegbares Schneidelement (141a–d), umfassend zumindest eine zweite Schneidkante,
wobei das zweite Schneidelement solcherart an dem ersten Schneidelement anliegt, dass durch die relative Bewegung des zweiten Schneidelements entlang der ersten Bewegungsbahn eine Scherwirkung zwischen der zumindest einen ersten Schneidkante und der zumindest einen zweiten Schneidkante bewirkt wird,
– Einen Nachstellmechanismus (160–166), welcher das zweite Schneidelement relativ zum ersten Schneidelement auf einer zweiten Bewegungsbahn solcherart nachstellt, dass bei Verschleiß des ersten und/oder zweiten Schneidelements infolge der Relativbewegung entlang der ersten Bewegungsbahn das erste Schneidelement zur permanenten Anlage an das erste Schneidelement nachgeführt wird,
dadurch gekennzeichnet, dass der Nachstellmechanismus einen leckagefreien Hydraulikzylinder (165, 167) umfasst, der mechanisch funktionell zwischen das erste und das zweite Schneidelement gekoppelt ist, um
– durch eine Betätigung des...

Description

Die Erfindung betrifft eine Zerkleinerungsvorrichtung umfassend ein erstes Schneidelement, umfassend zumindest eine erste Schneidkante, ein zweites, auf einer ersten Bewegungsbahn relativ zu dem ersten Schneidelement bewegbares Schneidelement, umfassend zumindest eine zweite Schneidkante, wobei das zweite Schneidelement solcherart an dem ersten Schneidelement anliegt, dass durch die relative Bewegung des zweiten Schneidelements entlang der ersten Bewegungsbahn eine Scherwirkung zwischen der zumindest einen ersten Schneidkante und der zumindest einen zweiten Schneidkante bewirkt wird, einen Nachstellmechanismus, welcher das zweite Schneidelement relativ zum ersten Schneidelement auf einer zweiten Bewegungsbahn solcherart nachstellt, dass bei Verschleiß des ersten und/oder zweiten Schneidelements infolge der Relativbewegung entlang der ersten Bewegungsbahn das erste Schneidelement zur permanenten Anlage an das erste Schneidelement nachgeführt wird.
Schneidvorrichtungen dieser Bauweise werden dazu eingesetzt, um Feststoffe, Feststoffmassen oder feststoffhaltige Flüssigkeiten zu zerkleinern und kommen insbesondere als sog. Nass-Zerkleinerer zum Einsatz, um beispielsweise im Bereich der Lebensmittelindustrie, der Aufbereitung von Bio-Suspensionen zur weiteren energetischen Nutzung oder in anderen landwirtschaftlichen Einsatzzwecken mit Feststoffen durchmischte, fließfähige Gemische aufzubereiten und hierbei die darin enthaltenen Feststoffe zu zerkleinern.
Eine Schneidvorrichtung der eingangs genannten Art ist aus PCT/EP2010/053800 , auch veröffentlicht als DE 20 2009 003 995 , bekannt. Bei dieser vorbekannten Zerkleinerungsvorrichtung werden das erste und zweite Schneidelement durch eine feststehende, kreisförmige Lochscheibe einerseits und ein um die Mittelachse der Lochscheibe rotierendes Messer gebildet, welches mit einer Schneidkante auf der Oberfläche der Lochscheibe anliegt. Die zu zerkleinernde Masse wird durch die Löcher in der Lochscheibe gepresst und hierbei durch die Löcher hindurchtretende Feststoffe durch eine Scherwirkung zwischen der Messerkante und einer das jeweilige Loch begrenzenden Kante durch Scherung zerkleinert. Die Offenbarung dieses Dokuments wird durch Bezugnahme vollständig in die Offenbarung dieser Beschreibung einbezogen.
Ein grundsätzliches Problem, welches bei Zerkleinerern dieser Bauart auftritt, ist ursächlich durch den Verschleiß der beiden Schneidelemente, also in dem beispielhaften Fall einerseits der Lochscheibe und insbesondere andererseits des Messers bedingt. Um trotz dieses Verschleißes eine stets gleichbleibende oder zumindest nur geringfügig verschlechterte Schneidleistung zu gewährleisten, ist es grundsätzlich bekannt, einen Nachstellmechanismus bereit zu stellen, welcher ausgebildet ist, um die beiden Schneidelemente stets in Kontakt zueinander und nach Möglichkeit mit einer definierten Kontaktkraft zueinander zu halten. Aus dem vorstehend erwähnten Stand der Technik ist zu diesem Zweck beispielsweise ein Nachstellmechanismus nach Art eines Kugelfreilaufs mit Vorspannung bekannt. Neben dieser technischen Lösung sind aber auch andere funktionsfähige Nachstellmechanismen bekannt, beispielsweise Nachstellmechanismen, welche durch eine hydraulisch übertragene Spannkraft ein Schneidmesser auf eine Lochscheibe pressen und nachführen und Nachstellmechanismen, welche mittels eines vorgespannten Schneckengetriebes eine solche nachführende Spannkraft zwischen zwei Schneidelementen bewirken.
Die maßgebliche Anforderung an solche Nachstellmechanismen ist einerseits eine zuverlässige Nachstellbewegung, andererseits aber ein ebenso zuverlässiges Verhindern des Abhebens der beiden Schneidelemente voneinander, wenn ein härterer Feststoff geschnitten wird und hierdurch eine teilweise erhebliche, die beiden Schneidelemente auseinander drängende Kraft bewirkt. Zu diesem Zweck sind im Stand der Technik entsprechende Sperrmechanismen in solche Nachstellmechanismen integriert, die es verhindern, dass die beiden Schneidelemente aus einer einmal nachgeführten Position in eine voneinander beabstandete Position kurzfristig oder dauerhaft gebracht werden. Dies wird beispielsweise durch die Sperrwirkung eines Kugelfreilaufs in dem zuvor erwähnten Stand der Technik erzielt, kann in anderen Ausgestaltungen aber auch durch Rückschlagventile in hydraulischen Leitungen oder dergleichen erreicht werden.
Aus der von derselben Anmelderin am 9. September 2010 eingereichten Gebrauchsmusteranmeldung mit dem Titel „Zerkleinerungsvorrichtung mit selbstgeschmierter Nachstellung ist eine Zerkleinerungsvorrichtung mit einem selbstschmierenden Nachstellmechanismus bekannt. Insbesondere mit dieser Bauweise, in vielen Anwendungsfällen aber auch mit anderen Bauweisen wird eine zuverlässige Nachstellung der beiden Schneidelemente zueinander erzielt und somit ein insgesamt zufriedenstellendes Zerkleinerungsergebnis erreicht. Die Offenbarung der dieser Gebrauchsmusteranmeldung wird durch Bezugnahme vollständig in die Offenbarung dieser Beschreibung einbezogen.
Allerdings besteht bei dem Stand der Technik und auch der in dieser Gebrauchsmusteranmeldung fortgebildeten Ausgestaltung ein Nachteil dahingehend, dass es einem Benutzer nicht in einfacher Weise möglich ist, den Verschleißzustand zumindest eines oder beider Schneidelemente zu ermitteln. Hierzu wäre es regelmäßig erforderlich, die Zerkleinerungsvorrichtung soweit zu demontieren und von darin befindlichen Resten der festtstoffhaltigen Flüssigkeit zu befreien, dass die Schneidelemente einer optischen und ggf. messtechnischen Prüfung unterzogen werden können, um so einen sich möglicherweise anbahnenden zu hohen Verschleißzustand und ein daraus resultierendes Versagen der Zerkleinerungsvorrichtung vor dessen Eintritt zu erkennen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zerkleinerungsvorrichtung bereitzustellen, welche eine einfache Möglichkeit eröffnet, den Verschleißzustand festzustellen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst, indem der Nachstellmechanismus einen leckagefreien Hydraulikzylinder umfasst, der mechanisch funktionell zwischen das erste und das zweite Schneidelement gekoppelt ist, um durch eine Betätigung des Hydraulikzylinders eine Nachstellbewegung zwischen dem ersten und zweiten Schneidelement zu bewirken und durch eine Druckbeaufschlagung des Hydraulikzylinders ein Anliegen des ersten und zweiten Schneidelements aneinander bewirkt, und dass der Hydraulikzylinder in hydraulischer Verbindung mit einem hydraulisch pneumatischen geschlossenen Volumen steht, das einen Druckbehälter umfasst, dessen Volumen zu einem ersten Teil mit einer Hydraulikflüssigkeit und zu einem zweiten Teil mit Luft gefüllt ist und dessen Wandung zumindest teilweise transparent ausgebildet ist zum Ablesen des Hydraulikflüssigkeitspegels entlang einer Skala, welche den im Betrieb auftretenden Grenzbereich zwischen einem Luftvolumenanteil und einem Hydraulikvolumenanteil in dem hydraulischpneumatischen geschlossenen Volumen definiert und einen Verschleißzustand des ersten und zweiten Schneidelements wiedergibt.
Erfindungsgemäß wird eine spezifische Art des Nachstellmechanismus bereitgestellt, der solcher Art ausgebildet ist, dass eine komfortable Ablesemöglichkeit für den Verschleißzustand der beiden Schneidelemente besteht. Dabei macht sich die Erfindung in einer besonderen Weise zunutze, dass eine hydraulische Nachstellung einerseits dann, wenn sie über ein Luftpolster im hydraulischen System eine Druckbeaufschlagung erfährt, bei einem ausreichend großen Verhältnis zwischen dem Volumen des Luftpolsters und dem durch die Nachstellbewegung bewegten hydraulischen Volumens eine nahezu konstante Vorspannkraft über den gesamten Nachstellweg erzielt, hierbei aber zugleich durch den Pegelstand eine Ablesbarkeit des nachgestellten Weges eröffnet. Diese Ablesemöglichkeit wird durch einen leckagefreien Hydraulikzylinder, insbesondere durch ein insgesamt leckagefreies Hydrauliksystem solcher Art ausgebildet, dass hierdurch über die gesamte Einsatzdauer der Schneidelemente eine Ablesung des Verschleißzustandes anhand des Pegels der Hydraulikflüssigkeit ermöglicht wird.
Unter einem leckagefreien Hydraulikzylinder bzw. einem leckagefreien Hydrauliksystem ist hierbei erfindungsgemäß ein Hydraulikzylinder bzw. Hydrauliksystem zu verstehen, welches ausschließlich hydraulische Bauelemente verwendet, die den Austritt von Hydraulikflüssigkeit aus der Druckseite vollständig verhindern. In diesem Verständnis und im Zusammenhang mit der Erfindung werden auch solche Hydrauliksysteme als nicht leckagefrei betrachtet, die solcher Art ausgelegt sind, dass Hydraulikflüssigkeit aus dem Drucksystem austritt, beispielsweise aufgrund einer teilweise erwünschten Leckage in einem Hydraulikaktuator, diese Hydraulikflüssigkeit dann in einem Auffangspeicher aufgefangen wird und mittels einer Hydraulikpumpe dem Hydraulikdrucksystem wieder zugeführt wird. Maßgeblich für die erfindungsgemäße Funktion ist, dass sich das Volumen der insgesamt im Hydrauliksystem auf der druckbeaufschlagten Seite bewegten Hydraulikflüssigkeit über den gesamten Zeitraum des Einsatzes der Zerkleinerungsvorrichtung nicht verändert.
Grundsätzlich ist unter einer Druckbeaufschlagung bzw. unter der Bezeichnung Druck im Sinne dieser Beschreibung und der anhängenden Ansprüche zu verstehen, dass damit ein Überdruck oder ein Unterdruck gegenüber dem Umgebungsdruck bezeichnet wird. In diesem Sinne kann der Nachstellmechanismus folglich durch eine Überdruck- oder Vakuumbeaufschlagung des Hydraulikzylinders erfolgen.
Unter einem Hydraulikzylinder ist im Sinne dieser Beschreibung und der Ansprüche ein Hydraulikaktuator jeglicher Bauweise zu verstehen, der einen hydraulischen Druck in eine mechanische Kraft und Bewegung umsetzt. Dies kann beispielsweise durch einen Linearzylinder oder einen Drehzylinder erfolgen. Erfindungsgemäß ist der Hydraulikzylinder zwischen das erste und zweite Schneidelement mechanisch funktionell gekoppelt. Unter dieser funktionellen Kopplung des Hydraulikzylinders zwischen das erste und zweite Schneidelement ist hierbei keine tatsächliche räumliche Anordnung des Hydraulikzylinders zwischen dem ersten und zweiten Schneidelement zu verstehen. Stattdessen ist hierunter zu verstehen, dass der Hydraulikzylinder entweder unmittelbar oder über kraftübertragende Elemente, wie Hebel, Druck- oder Zugstangen oder dergleichen solcher Art mit den beiden Schneidelementen mechanisch gekoppelt ist, dass die in dem Hydraulikzylinder erzeugte Bewegung bzw. Kraft eine Relativbewegung und relative Kraftbeaufschlagung des einen Schneidelements in Bezug auf das andere Schneidelement bewirkt. Hierdurch wird eine definierte Anpresskraft der beiden Schneldelemente aufeinander erzielt und zugleich eine Nachstellbewegung bei Verschleiß der beiden Schneidelemente bewirkt. Grundsätzlich kann diese funktionelle Kopplung des Hydraulikzylinders beispielsweise erfolgen, indem das eine Schneidelement fest in einem Gehäuse montiert ist, an dem auch der Zylinderteil des Hydraulikzylinders fest angekoppelt ist und das andere Schneidelement relativ beweglich zu diesem ersten Schneidelement innerhalb des Gehäuses angeordnet ist und der Kolben des Hydraulikzylinders über eine Druckstange oder dergleichen mit diesem zweiten Schneidelement gekoppelt ist. In anderen Ausgestaltungen kann ein hydraulischer Drehzylinder mit seinem Zylindergehäuse fest an einem Gehäuse und einem daran montierten ersten Schneidelement gekoppelt sein und die Drehbewegung des Hydraulikzylinders über ein Schneckengetriebe auf eine Druckstange übertragen werden, die auf ein zweites Schneidelement wirkt und dieses relativ im Gehäuse in Bezug auf das erste Schneidelement bewegt.
Unter einem hydraulisch-pneumatischen geschlossenen Volumen ist ein aus einem oder mehreren Druckbehältern und dem Hydraulikzylinder sowie diese Bauteile verbindende Hydraulikleitungen, Druckluftleitungen, Ventilen und dergleichen aufgebautes System zu verstehen, dass gegenüber der Umgebung abgeschlossen ist. Erfindungsgemäß ist ein solches hydraulisch-pneumatisches geschlossenes Volumen mit einem Druckbehälter versehen, der zumindest teilweise eine transparente Wandung umfasst. In einer beispielhaften Ausgestaltung kann dies ein Glaszylinder oder Glasbecher sein, in dem bei ordnungsgemäßer Aufstellung der erfindungsgemäßen Zerkleinerungsvorrichtung die Grenze zwischen Hydraulikflüssigkeit und Luft in dem hydraulisch-pneumatisch geschlossenen Volumen verläuft, und zwar bei jeder Position der sich verschleißbedingt bewegenden beiden Schneidelemente. In anderen Ausgestaltungen kann diese Pegelablesung durch einen transparenten Streifen, der sich quer zum Pegel in der Wandung als Wandungsteil erstreckt, erfolgen. Im Bereich dieses Hydraulikflüssigkeitspegels ist eine Skala vorgesehen, welche den Hydraulikflüssigkeitsstand unmittelbar einem Verschleißzustand zuordnet, beispielsweise indem dort eine Prozenteinteilung von 100 bis 0% als Skala gezeichnet ist oder indem die Nachstellbewegung in einer Längeneinheit, beispielsweise in mm, als Skala eingetragen ist.
Mit der erfindungsgemäßen Lösung wird eine einfache und zugleich zuverlässige Nachstellbewegung und Anpresskraft zwischen zwei verschleißenden Schneidelementen bereitgestellt, die in sich eine einfache Ablesung des Verschleißzustandes ermöglicht. Hierbei wird erfindungsgemäß vermieden, dass zum Erkennen des Verschleißzustandes eine Demontage oder Teildemontage der Zerkleinerungsvorrichtung erfolgen muss. Ebenso wird vermieden, dass zum Zwecke der Anzeige des Verschleißzustandes zusätzliche Bauteile, wie etwa den Verschleiß durch eine Wegabtastung erfassende Sensoren, den Verschleiß durch eine Gewichtsmessung an einem oder beiden Schneidelementen erfassende Sensoren oder dergleichen, mit entsprechender Signalverarbeitung und Signalanzeige, vorgesehen werden müssen.
Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das hydraulischpneumatische geschlossene Volumen über eine Druckluftleitung mit einem Rückschlagventil mit einer Luftpumpe oder einem Druckluftanschluss zur Beaufschlagung des Druckbehälters mit Druckluft in Verbindung steht und das Rückschlagventil so wirkt, dass es einen Volumenstrom aus dem Druckbehälter in die Luftpumpe bzw. den Druckluftanschluss verhindert.
Mit dieser Fortbildung wird eine Befüllung des geschlossenen Volumens mit einer Druckluftbeaufschlagung ermöglicht und hierbei ein unerwünschter Ab- oder Zufluss von Luft aus dem Volumen heraus verhindert. Vorzugsweise ist die Druckluftleitung mit einem Volumenabschnitt des geschlossenen Volumens verbunden, in dem sich keine hydraulische Flüssigkeit befindet.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Hydraulikzylinder zwischen einer ersten Stellung, in welcher die beiden Schneidelemente in einem unverschlissenen Neuzustand aneinander anliegen, und einer zweiten Stellung, in der die beiden Schneidelemente in einem verschlissenen und einen Austausch erfordernden Verbrauchszustand aneinander anliegen, verstellbar ist und zwischen diesem beiden Stellungen eine hydraulische Volumenänderung aufweist, und dass diese Volumenänderung höchstens zwanzig Prozent, vorzugsweise höchstens zehn Prozent des Luftvolumenanteils in dem hydraulisch-pneumatischen geschlossenen Volumen entspricht.
Mit dieser Ausgestaltung wird die Volumenerweiterung, die durch eine Nachstellbewegung vom vollständig unverschlissenen bis in den vollständig verschlissenen Zustand der Schneidelemente erfolgt, in ein solches Verhältnis zu dem Luftvolumenanteil im hydraulisch-pneumatischen geschlossenen Volumen gesetzt, dass durch die Ausdehnung dieses Luftvolumenanteils keine maßgebliche Herabsetzung der Vorspannkraft erfolgt, mit der die beiden Schneidelemente aufeinander gepresst werden. Dabei ist zu verstehen, dass der Luftvolumenanteil sich als das gesamte, im geschlossenen Volumen befindliche Luftvolumen berechnet und die hydraulische Volumenänderung in der Regel berechnen lässt, indem die hydraulisch wirksame Querschnittsfläche des Hydraulikzylinders mit dem Verfahrweg des Hydraulikzylinders zwischen der ersten, unverschlissenen und der zweiten, verschlissenen Stellung berechnen lässt.
Alternativ zu dieser Lösung kann auch vorgesehen sein, das hydraulisch-pneumatische geschlossene Volumen in ein mit Luft gefülltes Volumen und ein mit Luft und Hydraulikflüssigkeit gefülltes Volumen zu unterteilen und diese beiden Volumina über ein einstellbares Druckmindererventil miteinander zu verbinden. Auf diese Weise kann in der Hydraulikflüssigkeit ein konstanter Druck über den gesamten Nachstellweg aufrechterhalten werden, solange der Druck im luftgefüllten Volumen oberhalb des Drucks in dem mit Luft und Hydraulikflüssigkeit gefüllten Volumen liegt und entsprechend auf ein konstantes Niveau gemindert werden kann.
Noch weiter ist es bevorzugt, dass der Hydraulikzylinder zwischen einer ersten Stellung, in welcher die beiden Schneidelemente in einem unverschlissenen Neuzustand aneinander anliegen, und einer zweiten Stellung, in der die beiden Schneidelemente in einem verschlissenen und einen Austausch erfordernden Verbrauchszustand aneinander anliegen, verstellbar ist und zwischen diesem beiden Stellungen eine hydraulische Volumenänderung aufweist, und dass der Druckbehälter im Bereich der Skala eine Querschnittsfläche entlang des Pegels aufweist, die höchstens so groß ist, dass das Verhältnis zwischen der hydraulischen Volumenänderung des Hydraulikzylinders und der Querschnittsfläche größer als 1 cm, vorzugsweise größer als 2 cm ist. Mit dieser bevorzugten Ausführungsform wird die Pegeländerung, die sich im Zuge einer Nachstellbewegung ergibt, auf eine solche Größe ausgelegt, dass eine ausreichende Auflösung beim Ablesen des Verschleißzustands erzielt wird. Dabei ist zu verstehen, dass in die diesbezügliche Auslegung einerseits die hydraulisch wirksame Querschnittsfläche des Hydraulikzylinders als Einflussgröße einfließt und insbesondere deren Verhältnis zu der Querschnittsfläche des Pegels, also der Oberfläche der Hydraulikflüssigkeit in der Grenzfläche zum Luftvolumen. Andererseits kann eine ggf. vorgesehene Hebelübersetzung der Bewegung des Hydraulikzylinders in Bezug auf die Nachstellbewegung der beiden Schneidelemente zueinander einfließen, beispielsweise dann, wenn die Zylinderbewegung untersetzt wird, so dass ein Verfahrweg des Zylinders einen Nachstellweg der beiden Schneidelemente bewirkt, der kleiner als der Verfahrweg ist, oder dass der Zylinder übersetzt wird, d. h. durch einen kleinen Verfahrweg ein größerer Nachstellweg erzielt wird. Im Sinne einer ausreichenden Ablesegenauigkeit ist eine möglichst kleine Querschnittsfläche vorzusehen, wobei hierbei als begrenzend zu verstehen ist, dass zwecks einer ausreichenden Kompaktheit des gesamten Aufbaus der erfindungsgemäßen Vorrichtung dieser Optimierungsansatz seine Grenze unter anderem in den Gesamtdimensionen findet.
Noch weiter ist es bevorzugt, dass der Hydraulikzylinder auf einen Übertragungsstab wirkt, der eine Nachstellkraft auf ein zweites rotierendes Schneidelement überträgt und der innerhalb einer Hohlwelle geführt ist, welche eine Rotationsbewegung von einem Antriebsmotor auf das zweite Schneidelement überträgt und dass ein erstes Schneidelerent durch ein Schneidsieb gebildet wird, welches eine Vielzahl von Öffnungen aufweist, deren Begrenzungskanten Schneidkanten ausbilden, entlang derer das zweite Schneidelement rotierend so bewegt wird, dass hierdurch eine Scherwirkung zwischen dem ersten Schneidelement und den Schneidkanten des zweiten Schneidelements bewirkt wird. Mit dieser Ausführungsform wird eine besonders effiziente Zerkleinerungswirkung erreicht und zugleich eine für diese Art der Bewegung der beiden Schneidelemente zueinander günstige, insbesondere robuste und fertigungstechnisch vorteilhafte Übertragung der Schneidkräfte und der Nachstellkräfte erzielt.
Noch weiter ist es bevorzugt, dass der Druckbehälter und die Luftpumpe integral an einer Druckeinheit ausgebildet sind und die Luftpumpe einen Kolben umfasst, der über eine Kolbenstange mit einem Handgriff zur manuellen Betätigung verbunden ist, und weiterhin umfassend einen den Kolben dichtend aufnehmenden Zylinder, der, vorzugsweise schwenkbar, an der Druckeinheit befestigt ist. Mit dieser Fortbildung wird ein kompakter und integraler Aufbau des gesamten Nachstellmechanismus erzielt, der insbesondere eine leckagefreie Ausführung besonders zuverlässig ausführbar macht. Durch die integrale Ausführung einer Luftpumpe an der Druckeinheit wird eine weitgehende Unabhängigkeit der erfindungsgemäßen Zerkleinerungsvorrichtung erreicht, die insbesondere durch den Umstand ermöglicht wird, dass nach einmaliger Druckbeaufschlagung die Funktionsweise der Zerkleinerungsvorrichtung sowohl im Hinblick auf die erforderliche Vorspannkraft der beiden Schneidelemente als auch deren Nachstellbewegung zueinander ohne weitere Druckluftzufuhr von außen sichergestellt ist.
Noch weiter ist es bevorzugt, dass der Druckbehälter einen ersten Druckbehälter umfasst, der einen ersten Abschnitt für Hydraulikflüssigkeit und einen zweiten Abschnitt für Luft aufweist, dessen Wandung zumindest teilweise transparent ausgebildet ist zur Erfassung des Pegels der Hydraulikflüssigkeit und der eine Skala zum Ablesen des Verschleißzustandes aufweist, und einen Druckluftbehälter umfasst, der mit dem Abschnitt für Luft des ersten Behälters über eine Druckluftleitung verbunden ist, und dass der Druckluftbehälter mit der Luftpumpe bzw. dem Druckluftanschluss in Verbindung steht
Diese Ausführungsform teilt das geschlossene Volumen in zwei Behälter auf, wobei in einem ersten Behälter sowohl Hydraulikflüssigkeit als auch Luftvolumen sich befindet und dieser Behälter folglich den zur Ablesung erforderlichen Pegel umfasst und eine entsprechende Skala aufweist. Vorzugsweise kann dieser erste Behälter durch ein Glasrohr oder einen Glasbecher begrenzt werden, um hierdurch die Ablesbarkeit in einfacher Weise zu ermöglichen. Weiterhin ist gemäß dieser Ausführungsform ein zweiter Druckluftbehälter vorgesehen, der ausschließlich Druckluft enthält. Mit dieser Ausgestaltung wird die für eine konstante Vorspannkraft über den gesamten Verstellbereich notwendige Bereitstellung eines großen Luftvolumens aus dem den Pegel aufweisenden Behälter in einen Druckluftbehälter verlagert und hierdurch insbesondere ermöglicht, dass der den Pegel umfassende Behälter eine für eine hochauflösende Ablesbarkeit optimierte Pegelquerschnittsfläche aufweist, d. h. eine geringe Querschnittsfläche, die eine vergleichweise große Pegelstandsänderung über den gesamten Nachstellweg der beiden Schneidelemente ermöglicht. Das vorzugsweise große Luftvolumen wird dann über einen zweiten Behälter, den Druckluftbehälter bereitgestellt, der einen entsprechend großen Querschnitt aufweisen kann, um hierdurch die zuvor erläuterten vorzugsweise großen Verhältnisse zwischen dem Luftvolumen und dem durch die Nachstellbewegung veränderten Volumen im gesamten geschlossenen System bereitstellt. Insbesondere ist diese Ausführungsform bevorzugt, wenn der erste Druckbehälter und der Druckluftbehälter über ein einstellbares Druckmindererventil miteinander verbunden sind, in diesem Fall wirkt der Druckluftbehälter als Druckvorrat für dieses Druckmindererventil.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Druckluftbehälter mit einem ersten Druckbehälter, der Hydraulikflüssigkeit und ein Luftvolumen enthält, über ein einstellbares Druckmindererventil in Verbindung steht, welches zwischen zumindest eine, vorzugsweise zumindest zwei der folgenden Ventilstellungen verstellt werden kann: einer ersten Stellung, in welcher der Druckluftbehälter und der erste Druckbehälter miteinander verbunden und vom Umgebungsdruck abgesperrt sind, einer zweiten Stellung, in welcher der Druckluftbehälter mit dem Umgebungsdruck verbunden ist und der erste Druckbehälter vom Umgebungsdruck und dem Druckluftbehälter abgesperrt ist, einer dritten Stellung, in welcher der erste Druckbehälter mit dem Umgebungsdruck verbunden ist und der Druckluftbehälter vom Umgebungsdruck und dem Druckluftbehälter abgesperrt ist, einer vierten Stellung, in welcher der erste Druckbehälter und der Druckluftbehälter mit dem Umgebungsdruck verbunden sind, einer fünften Stellung, in welcher der erste Druckbehälter vom Druckluftbehälter abgesperrt ist und der erste Druckbehälter und der Druckluftbehälter vom Umgebungsdruck abgesperrt sind, wobei das Mehrwegeventil in der ersten, zweiten, dritten und/oder vierten Stellung vorzugsweise als einstellbares Druckmindererventil wirkt. Dieses einstellbare Druckmindererventil ermöglicht somit einerseits, bei aufrecht erhaltenem Druck in dem Druckluftbehälter den ersten Druckbehälter mit dem Umgebungsdruck zu verbinden und auf diese Weise zu ermöglichen, dass die Schneidelemente relativ zueinander bewegt werden können, ohne dass hierzu der Hydraulikzylinder aus seiner Kopplung mit diesem beiden Schneidelementen mechanisch herausgelöst werden müsste und folglich in komfortabler Weise einen Wechsel eines oder beider Schneidelemente durchzuführen. Nach erfolgtem Wechsel kann durch entsprechende Querstellung des Druckmindererventil die Druckbeaufschlagung des ersten Druckbehälters aus dem Druckluftbehälter erfolgen. Des weiteren kann mit dem Druckmindererventil der Druck im gesamten System durch Verbindung mit dem Umgebungsdruck abgesenkt werden und hierdurch eine Anpassung der Anpresskraft zwischen den beiden Schneidelementen erzielt werden. Durch die Druckminderungswwirkung des Druckmindererventil wird ein konstanter Druck im ersten Druckbehälter aufrechterhalten, wenn sich das Volumen ausdehnt, solange der Druck im Druckluftbehälter oberhalb des Drucks im ersten Druckbehälter liegt. Zudem können Schwingungen, die sich in dem hydraulisch-pneumatischen Volumen aufbauen, verhindert oder zumindest verringert werden.
Noch weiter ist es bevorzugt, wenn zwischen dem zweiten Schneidelement und einer Hohlwelle zur Übertragung der Schneidkraft entlang der ersten Bewegungsbahn eine Formschlussverbindung ausgebildet ist, die in einer Umfangsrichtung formschlüssig ausgebildet ist zur Übertragung der für die erste Bewegungsbahn erforderlichen Antriebskraft und in einer axialen Richtung beweglich ist zur Ausführung einer Nachstellbewegung entlang der zweiten Bewegungsbahn. Mit dieser Ausgestaltung wird eine für die hydraulische Übertragung einer Nachstellkraft konstruktiv und fertigungstechnisch besonders vorteilhafte Form realisiert, welche eine kontinuierliche und zuverlässige Nachstellbewegung eines rotierenden Messers erzielen kann.
Noch weiter ist es bevorzugt, dass zwischen einer an dem ersten Schneidelement oder einem mit dem ersten Schneidelement gekoppelten Bauteil ausgebildeten ersten Fläche und einer an dem zweiten Schneidelement oder einem mit dem zweiten Schneidelement gekoppelten Bauteil ausgebildeten zweiten Fläche ein schmiermittelgefüllter Hohlraum ausgebildet ist, dessen Volumen sich durch eine Nachstellbewegung des zweiten Schneidelements entlang der zweiten Bewegungsbahn verringert und der mit der Formschlussverbindung in Fluidverbindung steht zur Zufuhr von Schmiermittel zu der Formschlussverbindung. Dieser Fortbildung liegt zunächst die Erkenntnis zugrunde, dass die über einen längeren Betriebszeitraum bei beanspruchenden Zerkleinerungsaufgaben nachlassende Schneidwirkung ihre Ursache darin hat, dass die Formschlussverbindung zur Übertragung der Schneidbewegung zwischen erstem und zweitem Schneidelement, also der Relativbewegung entlang der ersten Bewegungsbahn, infolge solcher Beanspruchung nicht mehr zuverlässig die Nachstellbewegung entlang der zweiten Bewegungsbahn zulässt. Dies liegt darin begründet, dass in dieser Formschlussverbindung einerseits durch zyklische Beanspruchung Setzungserscheinungen auftreten, andererseits aber auch durch diese Art der Beanspruchung in Verbindung mit den oftmals aggressiven Medien, deren Zutritt zur Formschlussverbindung nicht immer zuverlässig verhindert werden kann, eine Haftwirkung, verbunden mit durch Korrosion oder Verschmutzung bedingten adhäsiven Kräften auftritt, wodurch eine der Bewegung entlang der zweiten Bewegungsbahn entgegenwirkende Klemmung eintreten kann. Dies bewirkt, dass die gewünschte Nachstellbewegung der beiden Schneidelemente zum Verschleißausgleich nicht gleichmäßig erzielt wird, sondern unregelmäßig oder teilweise gar nicht mehr erfolgt, wodurch zumindest zeitweilig, teilweise dauerhaft, ein die Schneidqualität und -leistung herabsetzender Spalt zwischen erstem und zweitem Schneidelement auftritt, d. h. das erste Schneidelement nicht mehr oder nicht mehr vollständig auf dem ersten Schneidelement aufliegt.
Diese Problematik wird fortbildungsgemäß durch eine Schmierung der Formschlussverbindung gelöst. Dabei sieht die Erfindung vor, dass diese Schmierung in einfacher und zugleich zuverlässiger Weise dadurch erzielt wird, dass ein Hohlraum im Bereich des Nachstellmechanismus bereitgestellt wird, aus dem ein Schmiermittel in den Bereich der für die Bewegung entlang der zweiten Bewegungsbahn relativ zueinander bewegten Oberflächen ein Schmiermittel fördern kann. Die Förderung aus diesem Hohlraum wird erfindungsgemäß erreicht, indem der Hohlraum solcher Art durch Wände begrenzt wird, die in Verbindung mit den durch die Nachstellbewegung zueinander bewegten Bauteilen stehen und hierdurch bei einer Nachstellbewegung das Volumen des Hohlraums verringern. Ein in dem Hohlraum befindliches Schmiermittel wird durch diese Ausgestaltung bei jeder Nachstellbewegung mit der daraus resultierenden Volumenverringerung des Hohlraums in kleinen Portionen zwischen die relativ bewegten Teile der Formschlussverbindung gefördert und bewirkt hierdurch eine laufende und gering dosierte Schmierung der Formschlussverbindung. Diese Schmierung wird ohne eine zusätzliche Schmiermittelpumpe oder dergleichen und ohne eigenen Antrieb erzielt und erfolgt in dosierter Weise durch die damit geschmierte Nachstellbewegung selbst. Der Hohlraum kann dabei solcher Art bemessen sein, dass über einen langen Zeitraum eine Zufuhr von Schmiermittel in die Formschlussverbindung gewährleistet wird, insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Hohlraum mit Schmiermittel von außen nachgefüllt werden kann. Beispielsweise kann dies erforderlich werden, wenn eines der beiden Schneidelemente oder beide infolge gravierenden Verschleißes getauscht werden müssen und der Nachstellmechanismus hierbei auf eine Anfangsposition zurückgestellt wird, wodurch der Hohlraum auf seine Anfangsgröße erweitert wird und dann mit Schmiermittel befüllt werden muss.
Dabei ist es insbesondere bevorzugt, wenn der schmiermittelgefüllte Hohlraum mit einem Schmiermittelnippel verbunden ist zur Zufuhr von Schmiermittel in den Hohlraum. Diese Ausgestaltung ermöglicht es, den Hohlraum in regelmäßigen Wartungsabständen mit neuem Schmiermittel zu füllen, wobei grundsätzlich zu verstehen ist, dass der Hohlraum stets mit einer solchen Menge von Schmiermittel befüllt werden kann, dass er die Schmierung der Formschlussverbindung über den gesamten Nachstellzeitraum des Betriebs einer Schneidelementepaarung sicherstellt, d. h. vom Einbau neuer Schneidelemente bis zum verschleißbedingten Wechsel dieser Schneidelemente, um dann nach Rückstellung des Nachstellmechanismus auf eine Anfangsposition und Austausch des einen oder beider Schneidelemente den Hohlraum mit neuem Schmiermittel zu befüllen. Als Schmiermittel kommt erfindungsgemäß grundsätzlich insbesondere ein Fett auf Kohlenwasserstoffbasis, insbesondere Mineralölbasis, infrage, wobei auch andere Schmiermittel, wie beispielsweise silikonhaltige Schmiermittel, graphithaltige Schmiermittel, Schmiermittel auf Seifenbasis oder Flüssigschmiermittel wie Mineralöle oder synthetische Öle zum Einsatz kommen können.
Noch weiter ist es bevorzugt, dass die zweite Bewegungsbahn senkrecht zur ersten Bewegungsbahn liegt. Mit dieser Ausgestaltung der beiden Bewegungsbahnen wird eine effiziente Nachstellbewegung zum Ausgleich des Verschleißes, der durch die Bewegung entlang der ersten Bewegungsbahn verursacht wird, erzielt.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das erste Schneidelement eine Lochscheibe ist und eine Mehrzahl von ersten Schneidkanten durch Öffnungen in der Lochscheibe begrenzende Wände gebildet werden, und das zweite Schneidelement ein auf der Oberfläche der Lochscheibe entlang der ersten Bewegungsbahn rotierendes Messer umfasst. Die Lochscheibe kann hierbei insbesondere kreisförmig sein und eine Vielzahl von Öffnungen, wie Bohrungen, dreieckige oder trapezförmige Ausnehmungen oder Durchgangsöffnungen anderen Querschnitts aufweisen. Diese Bauweise ermöglicht einerseits eine effiziente Medienführung, indem die Öffnungen des ersten Schneidelements von den zu schneidenden Feststoffen durchströmt werden. Andererseits wird eine wirksame, über viele Schneidkanten an dem ersten Schneidelerent verteilte Schneidwirkung erzielt, indem eine Vielzahl von ersten Schneidkanten an dem ersten Schneidelement durch die Begrenzungskanten der Öffnungen gebildet werden und mit dieser Vielzahl von ersten Schneidkanten eine oder mehrere Schneidkanten in Form der auf dem ersten Schneidelement rotierenden Messer gebildet werden.
Schließlich ist gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, dass das zweite Schneidelement ein auf der Oberfläche des ersten Schneidelementes entlang der ersten Bewegungsbahn rotierendes Messer umfasst, und die Formschlussverbindung zwischen einem das Messer aufnehmenden Messerhalter und einer das Messer antreibenden Antriebswelle ausgebildet ist, insbesondere eine formschlüssige Welle-Nabe-Verbindung zwischen einer das zweite Schneidelement antreibenden Welle und einem das zweite Schneidelement haltenden Nabenkörper ist, insbesondere eine Keilwellenverbindung oder eine Passfeder-Nut-Verbindung. Bei dieser Ausführungsform wird das Antriebselement durch eine Antriebswelle gebildet, die beispielsweise durch einen Elektromotor angetrieben werden kann und eine rotierende Bewegung des Messers auf dem ersten Schneidelement bewirkt. Dabei ist grundsätzlich zu verstehen, dass das zweite Schneidelement auch durch mehrere, beispielsweise zwei, drei oder vier Messer gebildet werden, die durch einen Umfangswinkel voneinander beabstandet sind und gemeinsam angetrieben werden. Dabei kann weiter vorgesehen sein, dass die Antriebswelle selbst für eine axiale Verstellbewegung des zweiten Schneidelements axial verschoben wird oder dass hierzu ein anderes Element, beispielsweise ein Zug- oder Druckstab, der in einer als Hohlwelle ausgebildeten Antriebswelle geführt ist, diese axiale Bewegung für die Nachstellbewegung bewirkt.
Eine bevorzugte Ausführungsform wird anhand der beiliegenden Figuren erläutert. Es zeigen:
1 eine längsgeschnittene Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Zerkleinerungsvorrichtung ohne den hydraulisch betätigten Nachstellmechanismus
2 eine perspektivische Ansicht der Zerkleinerungsvorrichtung gemäß 1
3 eine schematische Darstellung des hydraulischen Nachstellmechanismus der bevorzugten Ausführungsform,
4 eine Frontalansicht einer Hydraulikeinheit der erfindungsgemäß bevorzugten Ausführungsform in einer teilgeschnittenen Ansicht,
5 eine entlang des Schnittes B-B in 7 eine Ansicht gemäß 3 in einer vollständig längs geschnittenen Ansicht,
6 eine entlang des Schnittes C-C in 7 eine längsgeschnittene Seitenansicht der Hydraulikeinheit gemäß 3,
7 eine Detailansicht des oberen Anteils der Hydraulikeinheit gemäß 4,
8 eine quer geschnittene Draufsicht gemäß des mit A-A bezeichneten Schnitts in 3,
9 eine Detailansicht des mit Z bezeichneten Mittelbereichs in 5.
Bezugnehmend zunächst auf 1 und 2 wird nachfolgend das Prinzip der Zerkleinerungsfunktion einer erfindungsgemäßen Zerkleinerungsvorrichtung erläutert. Die Zerkleinerungsvorrichtung umfasst eine Eintrittsöffnung 110, durch welche feststoffbeladene Flüssigkeiten zugeführt werden. Die feststoffbeladene Flüssigkeit trifft auf eine ringförmige Lochscheibe 120, die mit einer Vielzahl von Öffnungen versehen ist, durch welche die Feststoffe und die Flüssigkeit hindurchtreten können. Die Lochscheibe ist fest an einem Austrittsgehäuse 130 montiert, in welches das feststoffbeladene Fluid nach erfolgter Zerkleinerung der darin enthaltenen Feststoffe eintritt und dieses Austrittsgehäuse durch eine Austrittsöffnung in radialer Richtung verlassen kann.
Auf der zur Einlassöffnung weisenden Seite der Lochscheibe 120 ist ein Messerhalter 140 mit insgesamt vier daran angeordneten Messern 141a–d angeordnet. Die Messer 141a–d liegen mit ihren Schneidkanten auf der zur Eintrittsöffnung weisenden Fläche 121 der Lochscheibe 120 auf. Jedes Messer 141a–d erstreckt sich in radialer Richtung, ausgehend von einer konzentrisch zur Mittellängsachse der Lochscheibe 120 liegenden Rotationsachse 100.
Der Messerhalter 140 mit den daran befestigten Messern 141a–d wird mittels einer Antriebshohlwelle 150 um diese Rotationsachse 100 in Drehbewegung versetzt, wodurch die Messer auf einer Kreisbahn auf der Lochscheibe 120 rotierend gleiten. Hierdurch wird zwischen den Messerkanten und den Begrenzungskanten der Löcher innerhalb der Lochscheibe eine Scherwirkung erzielt, die zur Zerkleinerung der in die Löcher eintretenden Feststoffe führt.
Die Rotationsbewegung wird von der Hohlwelle 150 auf den Messerhalter 140 über eine Welle-Nabe-Verbindung 151 übertragen. Die Welle-Nabe-Verbindung ermöglicht eine axiale Beweglichkeit des Messerhalters 140 zu der Hohlwelle 150.
Die Hohlwelle 150 wird über einen Antriebsmotor 190 angetrieben und überträgt die Drehbewegung auf die Messer 141a–d.
Die Antriebswelle 150 ist als Hohlwelle ausgeführt und überträgt das Drehmoment mittels einer Keilwellenverbindung 154 auf die Messer 141a–d. Die Messer 141a–d sind axial beweglich aber drehmomentfest in Bezug auf die Hohlwelle 150 in der Keilwellenverbindung 154 geführt und können hierdurch eine Nachstellbewegung der Schneidmesser 141a, b auf das Schneidsieb 120 ausführen.
In der Hohlwelle 150 ist eine Zugstange 160 geführt. Die Zugstange 160 überträgt die axiale Spann- und Nachstellkraft von einer hierzu am axialen Ende 161 der Zugstange 160 vorgesehenen Nachstellantriebsvorrichtung auf den Messehalter 140.
Die Nachstellantriebsvorrichtung umfasst einen mit der Hohlwelle fest verbundenen Zylinder 165, in dem axial verschieblich ein Kolben 166 gelagert ist. Der Kolben 166 ist mit der Zugstange 160 fest verbunden. Am Kolben 160 ist ein Hydraulikanschlusselement 167 befestigt, mittels dem Hydraulikflüssigkeit unter Druck in den Zwischenraum 168 zwischen Kolben 166 und Zylinder 165 gepresst werden kann. 1 zeigt die erfindungsgemäße Zerkleinerungsvorrichtung in einem Zustand in unverschlissenen, neuen Schneidelemente 141a, b, 120. Aus der dargestellten Position kann sich der Kolben 166 nach oben von dem Zylinder 165 abheben und zieht hierbei die Zugstange 160 in Richtung des Pfeils 102 aus der Hohlwelle 150 heraus, wodurch die Schneidmesser 141a, b in Richtung auf das Schneidsieb 120 bewegt werden.
Zwischen einer stirnseitigen Ringfläche 153 an dem im Bereich der Messer 141a–d angeordneten Ende der Antriebswelle 150 und einer ringförmigen Bodenfläche 163 in einer dieses Antriebswellenende aufnehmenden Sacklochbohrung in dem Messerhalter 140 ist ein Hohlraum 180 angeordnet, in den über einen Schmiernippel 182 und eine Schmierbohrung 181 Schmiermittel von außen eingefüllt werden kann. Dieser Hohlraum verringert aufgrund der Annäherung der Stirnflächen 153, 163 sein Volumen, wenn eine Nachstellbewegung des Messerhalters 140 in Richtung der Pfeile 101 erfolgt. In dem Hohlraum 180 angeordnetes Schmiermittel wird hierdurch in den Schmierspalt 183 im Bereich der Keilwellenverbindung eingepresst und sorgt dadurch zuverlässig für eine jederzeit gegebene Beweglichkeit und zuverlässige Nachstellbewegung der Schneidmesser 141a–d in Bezug auf das Schneidsieb 120.
Auf die Zugstange 160 wirkt ein einseitig wirkender, linearer Hydraulikzylinder 210. Der Hydraulikzylinder 210 ist solcherart mit der Zugstange 160 gekoppelt, dass bei Beaufschlagung des Hydraulikzylinders mit Druck und hieraus resultierendem Ausfahren des Hydraulikzylinders auf die Zugstange 160 eine Zugkraft übertragen wird, welche die Schneidmesser 141a–d auf das Schneidsieb 120 drückt.
3 zeigt schematisch den Aufbau des hydraulischen Systems. Der Hydraulikzylinder 210 ist mittels eines parallel geschalteten Rückschlagventils 211 und einer Drossel 212 mit einem Pegeldruckbehälter 220 verbunden. In dem Pegeldruckbehälter 220 ist in einem unteren Abschnitt 220a Hydrauliköl angeordnet, welches auch die Verbindungsleitung zum Hydraulikzylinder 210 und dessen druckbeaufschlagte Seite füllt.
Der Pegeldruckbehälter 220 weist weiterhin in einem volumetrisch etwa gleichem Verhältnis zu dem darin befindlichen Öl ein Luftvolumen 220b auf. Zwischen dem Luftvolumen 220b und dem Hydraulikölvolumen 220a ist ein Ölstandspegel 221 ausgebildet.
Der Pegeldruckbehälter 220 weist weiterhin eine Skala 222 auf. Der Pegeldruckbehälter 220 ist aus einem druckbeständigen Glasbecher mit metallischer Kappe ausgeführt, sodass der Pegelstand zwischen Luft und Hydrauliköl von außen abgelesen werden kann. Auf dem Glasbecher ist eine Skala 222 angeordnet, die es ermöglicht, den Pegelstand einem Ausfahrstand des Hydraulikzylinders 210 zuzuordnen. Dieser Ausfahrzustand des Hydraulikzylinders 210 wiederum entspricht einem Nachstellweg und folglich einem Verschleißzustand der Schneidmesser 141a–d und des Schneidsiebs 120. Hierbei wird der Verschleißzustand der Schneidmesser und des Schneidsiebs als kumulierter Verschleiß beider Seiten durch den Pegel anhand der Skala visualisiert.
Der mit Luft 220b gefüllte Abschnitt des Pegeldruckbehälters 220 ist mittels einer Luftdruckleitung 231 mit einem Druckluftbehälter 230 verbunden. In die Druckluftleitung 231 ist ein einstellbares Druckmindererventil 232 eingesetzt. Dieses Druckmindererventil 232 ermöglicht es, wahlweise den Druckluftbehälter oder den Pegeldruckbehälter 220 mit dem Umgebungsdruck zu verbinden. Des Weiteren können auch der Druckluftbehälter 230 und der Pegeldruckbehälter 220 zugleich über das Druckmindererventil 232 mit dem Umgebungsdruck verbunden werden. In einer normalen Betriebsstellung verbindet das Druckmindererventil 232 den Druckluftbehälter mit dem Pegeldruckbehälter und sperrt beide Behälter von der Umgebung ab. In dieser normalen betriebsstellung wird ein konstanter Druck im Pegeldruckbehälter aufrechterhalten auch wenn infolge einer Volumenzunahme durch Verschiebung des Kolbens im Hydraulikzylinder 210 sich das Luftvolumen insgesamt ausdehnt, solange der Druck im Druckluftbehälter 230 höher liegt als im Pegeldruckbehälter 220.
Am Druckluftbehälter 230 ist eine manuell betätigbare Luftpumpe 240 über ein Rückschlagventil 241 angeschlossen und befestigt. Mittels der Luftpumpe 240 kann im Druckluftbehälter ein gewünschter Innendruck aufgebaut werden, um hierdurch mittels des Hydrauliköls im hydraulisch-pneumatischen geschlossenen System einen Anpressdruck zwischen den Schneidmessern 141a–d und dem Lochsieb 120 zu erzeugen.
Die 4 bis 9 zeigen die Hydraulikeinheit der erfindungsgemäßen Zerkleinerungsvorrichtung in unterschiedlichen Ansichten. Wie ersichtlich, umfasst diese Hydraulikeinheit einen Glasbecher 225, der bodenseitig einen Anschluss 226 zum Anschließen an den Hydraulikzylinder 210 aufweist. Auf der Glaswandung des Glasbechers 225 ist die Skala 222 aufgedruckt.
Der Glasbecher 225 ist dichtend mittels einer Verschraubung 227 an einem Gehäusekörper 235 befestigt. In dem Gehäusekörper 235 ist der Druckluftbehälter 230 als Hohlraum angeordnet und mittels eines oberen Deckels 236 abgedichtet.
Wie insbesondere aus den 5 und 8 ersichtlich, kann der Druckluftbehälter 230 entweder mittels einer manuell betätigten Luftpumpe 240 mit Druckluft beaufschlagt werden. Alternativ kann der Druckluftbehälter 230 auch über einen Druckluftanschluss 250 mit Druckluft beaufschlagt werden.
Der Druckluftbehälter 230 ist mittels einer Längsbohrung 233, die in eine Querbohrung 234 mündet und einer Diagonalbohrung 228 mit dem Pegeldruckbehälter verbunden. In die Querbohrung 234 ist ein Ventileinsatz eingesetzt, der von außen betätigt werden kann und es ermöglicht, dass entweder der Druckluftbehälter oder der Pegeldruckbehälter mit Umgebungsdruck verbunden wird oder der Druckluftbehälter und der Pegeldruckbehälter miteinander verbunden und von dem Umgebungsdruck abgeschlossen werden.
An der Hydraulikeinheit sind weiterhin zwei Manometer 261, 262 angeordnet. Das obere Manometer 261 zeigt hierbei den Luftdruck im Druckluftbehälter 230 an. Das untere Manometer 262 zeigt den Druck im Pegeldruckbehälter.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 2010/053800 [0003]
DE 202009003995 [0003]

Claims

Zerkleinerungsvorrichtung umfassend: – Ein erstes Schneidelement (120), umfassend zumindest eine erste Schneidkante, – Ein zweites, auf einer ersten Bewegungsbahn relativ zu dem ersten Schneidelement bewegbares Schneidelement (141a–d), umfassend zumindest eine zweite Schneidkante, wobei das zweite Schneidelement solcherart an dem ersten Schneidelement anliegt, dass durch die relative Bewegung des zweiten Schneidelements entlang der ersten Bewegungsbahn eine Scherwirkung zwischen der zumindest einen ersten Schneidkante und der zumindest einen zweiten Schneidkante bewirkt wird, – Einen Nachstellmechanismus (160–166), welcher das zweite Schneidelement relativ zum ersten Schneidelement auf einer zweiten Bewegungsbahn solcherart nachstellt, dass bei Verschleiß des ersten und/oder zweiten Schneidelements infolge der Relativbewegung entlang der ersten Bewegungsbahn das erste Schneidelement zur permanenten Anlage an das erste Schneidelement nachgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Nachstellmechanismus einen leckagefreien Hydraulikzylinder (165, 167) umfasst, der mechanisch funktionell zwischen das erste und das zweite Schneidelement gekoppelt ist, um – durch eine Betätigung des Hydraulikzylinders eine Nachstellbewegung zwischen dem ersten und zweiten Schneidelement zu bewirken und – durch eine Druckbeaufschlagung des Hydraulikzylinders ein Anliegen des ersten und zweiten Schneidelements aneinander bewirkt, – und dass der Hydraulikzylinder in hydraulischer Verbindung mit einem hydraulisch pneumatischen geschlossenen Volumen (220, 230) steht, das einen Druckbehälter umfasst, dessen Volumen zu einem ersten Teil (220a) mit einer Hydraulikflüssigkeit und zu einem zweiten Teil (220b) mit Luft gefüllt ist und dessen Wandung zumindest teilweise transparent ausgebildet ist zum Ablesen des Hydraulikflüssigkeitspegels entlang einer Skala (222), welche – den im Betrieb auftretenden Grenzbereich zwischen einem Luftvolumenanteil und einem Hydraulikvolumenanteil in dem hydraulisch-pneumatischen geschlossenen Volumen definiert und – einen Verschleißzustand des ersten und zweiten Schneidelements wiedergibt.
Zerkleinerungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das hydraulisch-pneumatische geschlossene Volumen über eine Druckluftleitung mit einem Rückschlagventil (241) mit einer Luftpumpe (240) oder einem Druckluftanschluss (250) zur Beaufschlagung des Druckbehälters mit Druckluft in Verbindung steht und das Rückschlagventil so wirkt, dass es einen Volumenstrom aus dem Druckbehälter in die Luftpumpe bzw. den Druckluftanschlussverhindert.
Zerkleinerungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Hydraulikzylinder zwischen einer ersten Stellung, in welcher die beiden Schneidelemente in einem unverschlissenen Neuzustand aneinander anliegen, und einer zweiten Stellung, in der die beiden Schneidelemente in einem verschlissenen und einen Austausch erfordernden Verbrauchszustand aneinander anliegen, verstellbar ist und zwischen diesem beiden Stellungen eine hydraulische Volumenänderung aufweist, und dass diese Volumenänderung höchstens zwanzig Prozent, vorzugsweise höchstens zehn Prozent des Luftvolumenanteils in dem hydraulischpneumatischen geschlossenen Volumen entspricht.
Zerkleinerungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hydraulikzylinder zwischen einer ersten Stellung, in welcher die beiden Schneidelemente in einem unverschlissenen Neuzustand aneinander anliegen, und einer zweiten Stellung, in der die beiden Schneidelemente in einem verschlissenen und einen Austausch erfordernden Verbrauchszustand aneinander anliegen, verstellbar ist und zwischen diesem beiden Stellungen eine hydraulische Volumenänderung aufweist, und dass der Druckbehälter im Bereich der Skala eine Querschnittsfläche entlang des Pegels aufweist, die höchstens so groß ist, dass das Verhältnis zwischen der hydraulischen Volumenänderung des Hydraulikzylinders und der Querschnittsfläche größer als 1 cm, vorzugsweise größer als 2 cm ist.
Zerkleinerungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hydraulikzylinder auf einen Übertragungsstab (160) wirkt, der eine Nachstellkraft auf ein zweites rotierendes Schneidelement (141a–d) überträgt und der innerhalb einer Hohlwelle (150) geführt ist, welche eine Rotationsbewegung von einem Antriebsmotor (190) auf das zweite Schneidelement überträgt und dass ein erstes Schneidelement durch ein Schneidsieb (120) gebildet wird, welches eine Vielzahl von Öffnungen aufweist, deren Begrenzungskanten Schneidkanten ausbilden, entlang derer das zweite Schneidelement rotierend so bewegt wird, dass hierdurch eine Scherwirkung zwischen dem ersten Schneidelerent und den Schneidkanten des zweiten Schneidelements bewirkt wird.
Zerkleinerungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckbehälter und die Luftpumpe integral an einer Druckeinheit ausgebildet sind und die Luftpumpe einen Kolben umfasst, der über eine Kolbenstange mit einem Handgriff zur manuellen Betätigung verbunden ist, und weiterhin umfassend einen den Kolben dichtend aufnehmenden Zylinder, der vorzugsweise schwenkbar an der Druckeinheit befestigt ist.
Zerkleinerungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckbehälter – einen ersten Druckbehälter (220) umfasst, – der einen ersten Abschnitt (220a) für Hydraulikflüssigkeit und einen zweiten Abschnitt (220b) für Luft aufweist, – dessen Wandung (225) zumindest teilweise transparent ausgebildet ist zur Erfassung des Pegels (221) der Hydraulikflüssigkeit und – der eine Skala (222) zum Ablesen des Verschleißzustandes aufweist, und – einen Druckluftbehälter (230) umfasst, der mit dem Abschnitt für Luft des ersten Druckbehälters über eine Druckluftleitung (231) verbunden ist, und dass der Druckluftbehälter mit der Luftpumpe (240) bzw. dem Druckluftanschluss (250) in Verbindung steht, vorzugsweise über ein einstellbares Druckmindererventil.
Zerkleinerungsvorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckluftbehälter mit dem ersten Druckbehälter über ein einstellbares Druckmindererventil (232) in Verbindung steht, welches zwischen zumindest einer, vorzugsweise zumindest zwei der folgenden Ventilstellungen verstellt werden kann: – einer ersten Stellung, in welcher der Druckluftbehälter und der erste Druckbehälter miteinander verbunden und vom Umgebungsdruck abgesperrt sind, – einer zweiten Stellung, in welcher der Druckluftbehälter mit dem Umgebungsdruck verbunden ist und der erste Druckbehälter vom Umgebungsdruck und dem Druckluftbehälter abgesperrt ist, – einer dritten Stellung, in welcher der erste Druckbehälter mit dem Umgebungsdruck verbunden ist und der Druckluftbehälter vom Umgebungsdruck und dem Druckluftbehälter abgesperrt ist, – einer vierten Stellung, in welcher der erste Druckbehälter und der Druckluftbehälter mit dem Umgebungsdruck verbunden sind, – einer fünften Stellung, in welcher der erste Druckbehälter vom Druckluftbehälter abgesperrt ist und der erste Druckbehälter und der Druckluftbehälter vom Umgebungsdruck abgesperrt sind, wobei das Druckmindererventil in der ersten, zweiten, dritten und/oder vierten Stellung vorzugsweise als einstellbares Druckmindererventil zur Einstellung eines geringeren Drucks im ersten Druckbehälter gegenüber dem Druckluftbehälter wirkt.
Zerkleinerungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem zweiten Schneidelement und einer Hohlwelle zur Übertragung der Schneidkraft entlang der ersten Bewegungsbahn eine Formschlussverbindung ausgebildet ist, die – in einer Umfangsrichtung formschlüssig ausgebildet ist zur Übertragung der für die erste Bewegungsbahn erforderlichen Antriebskraft und – in einer axialen Richtung beweglich ist zur Ausführung einer Nachstellbewegung entlang der zweiten Bewegungsbahn,
Zerkleinerungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einer an dem ersten Schneidelement oder einem mit dem ersten Schneidelement gekoppelten Bauteil ausgebildeten ersten Fläche und einer an dem zweiten Schneidelement oder einem mit dem zweiten Schneidelement gekoppelten Bauteil ausgebildeten zweiten Fläche ein schmiermittelgefüllter Hohlraum ausgebildet ist, dessen Volumen sich durch eine Nachstellbewegung des zweiten Schneidelements entlang der zweiten Bewegungsbahn verringert und der mit der Formschlussverbindung in Fluidverbindung steht zur Zufuhr von Schmiermittel zu der Formschlussverbindung.
Zerkleinerungsvorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der schmiermittelgefüllte Hohlraum mit einem Schmiermittelnippel verbunden ist zur Zufuhr von Schmiermittel in den Hohlraum.
Zerkleinerungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Bewegungsbahn senkrecht zur ersten Bewegungsbahn liegt.
Zerkleinerungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – das erste Schneidelement eine Lochscheibe ist und eine Mehrzahl von ersten Schneidkanten durch Öffnungen in der Lochscheibe begrenzende Wände gebildet werden, und – das zweite Schneidelement ein auf der Oberfläche der Lochscheibe entlang der ersten Bewegungsbahn rotierendes Messer umfasst.
Zerkleinerungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – das zweite Schneidelement ein auf der Oberfläche des ersten Schneidelementes entlang der ersten Bewegungsbahn rotierendes Messer umfasst, und – die Formschlussverbindung zwischen einem das Messer aufnehmenden Messerhalter und einer das Messer antreibenden Antriebswelle ausgebildet ist, insbesondere eine formschlüssige Welle-Nabe-Verbindung zwischen einer das zweite Schneidelement antreibenden Welle und einem das zweite Schneidelement haltenden Nabenkörper ist, insbesondere eine Keilwellenverbindung oder eine Passfeder-Nut-Verbindung.