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Die Erfindungen nach der Patentanmeldung Az. 10 2010 004 211.0 mit dem 08.01.2010 als Anmeldetag und nach der Zusatzpatentanmeldung Az. 10 2011 008 139.9 mit dem 08.01.2011 als Anmeldetag beziehen sich auf eine modular aufgebaute Verarbeitungsmaschine bzw. Verarbeitungsgerät für Trockeneis, die folgende Merkmale umfasst:
- a) Modul für die Dosierung und Vorzerkleinerung des Trockeneises,
- b) Modul für die Zerkleinerung des Trockeneises auf die erforderliche Korngröße und
- c) Modul für die Verdüsung des auf die erforderliche Korngröße zerkleinerten Trockeneises zur Behandlung von Oberflächen unterschiedlicher organischer und/oder anorganischer Gegenstände.
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Wegen des zu berücksichtigenden Standes der Technik wird auf die in der vorstehend genannten Patentanmeldung und Zusatzpatentanmeldung angegebenen Druckschriften verwiesen.
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Die Erfindung der vorliegenden Zusatzanmeldung bezweckt eine Verbesserung der Verarbeitungsmaschine bzw. des Verarbeitungsgerätes gemäß den o. g. Patentanmeldungen durch eine konstruktive Ausbildung des elektromotorischen Antriebs und der mechanischen Einstellung des Walzspaltes zwischen den beiden entsprechend dem Materialfluss gegenläufig rotierenden Zerkleinerungswalzen. Außerdem soll die Abdichtung des einteiligen Einspeiseblocks und des Verdüsungsmoduls verbessert werden.
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Der vorliegenden Erfindung liegen folgende Teilaufgaben zugrunde:
- a) einen konstruktiven Beitrag zur Energieeinsparung bezüglich der bisher verwendeten motorischen Einzelantriebe für die Dosierwalze und die beiden gegenläufigen Zerkleinerungswalzen zu schaffen;
- b) einen konstruktiven Beitrag zur Änderung der Einstellung des Walzspaltes der beiden Zerkleinerungswalzen zu schaffen;
- c) einen konstruktiven Beitrag zur Lösung des Abdichtungsproblems im Bereich des Dosierungs- und Verdüsungsmoduls zu schaffen; und
- d) einen konstruktiven Beitrag zur Verbesserung der Nachhaltigkeit der bisher nach der Patentanmeldung mit dem Az. 10 2010 004 211.0 und der Zusatzpatentanmeldung mit dem Az. 10 2011 008 139.9 vorgesehenen Walzenverstelleinrichtung zu schaffen.
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Die erste Teilaufgabe gemäß a) wird dadurch gelöst, dass die nach den vorstehend genannten Patentanmeldungen im Bereich des Dosierungsmoduls und des Zerkleinerungsmoduls jeweils vorgesehenen elektrischen Antriebsmotoren für die stationär angeordnete Dosierwalze und die beiden Zerkleinerungswalzen unter Verzicht auf das Umlenkgetriebe erfindungsgemäß ersetzt werden durch einen einzigen elektrischen Antriebsmotor und eine davon angetriebene Steuerkette, mit der die Dosierwalze und die beiden Zerkleinerungswalzen angetrieben werden.
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Die zweite Teilaufgabe gemäß b) wird dadurch gelöst, dass die nach den vorstehend genannten Patentanmeldungen im Bereich des Zerkleinerungsmoduls bislang vorgesehene U-förmig ausgeführte Walzenverstelleinrichtung, die ein Verbindungsteil mit einer mittig positionierten Stellschraube zur Veränderung des Walzspaltes zwischen den beiden Zerkleinerungswalzen und daran endseitig angeordnete Schenkel zur Lagerung der horizontal verschiebbaren Zerkleinerungswalze umfasst, ersetzt wird durch eine Steuerstange 62, die einen zylinderförmigen Mittelabschitt 72 mit kreisrundem Querschnitt aufweist. Der Mittelabschnitt 72 der Steuerstange 62 besitzt in Bezug auf dessen Längsachse 113 endseitig exzentrisch angeordnete Steuerzapfen 74, die in Bezug auf den Radius 76 des Mittelabschnittes 72 einen kleineren Radius 77 aufweisen. Einer der Steuerzapfen 74 ist mit einer Stellschraube 63 ausgestattet, die auf der Längsachse 113 des Mittelabschnitts 72 liegt, so dass beim Drehen der Stellschraube 63 der Mittelabschnitt 72 und die beiden Steuerzapfen 73, 74 der Steuerstange 62 nach Art einer Nockenwelle eine Exzenterbewegung ausführen. Die Steuerstange 62 ist endseitig über die Steuerzapfen 73, 74 in Laschen 64, 65 beweglich gelagert, die in den gegenüberliegenden Außenwänden 66, 67 des Gehäuses des Zerkleinerungsmoduls 5 horizontal geführt sind. Ausgehend von der Steuerstange 62 ist dazu benachbart die erste Zerkleinerungswalze 44 in den beiden Laschen 64, 65 endseitig und gleichzeitig in den gegenüberliegenden Seitenwänden 66, 67 des Zerkleinerungsmoduls 5 mit Horizontalspiel 75 in der Dimension des maximal einstellbaren Walzspaltes 78 parallel zu der stationär ebenfalls in den gegenüberliegenden Seitenwänden 66, 67 drehbar gelagerten zweiten Zerkleinerungswalze 43 positioniert. Die beiden Steuerzapfen 73, 74 und der Mittelabschnitt 72 würden grundsätzlich beim Drehen der Steuerstange 62 mittels der Stellschraube 63 infolge der exzentrischen Anordnung gleichzeitig einen aus Vertikal- und Horizontalbewegung bestehenden, also einen vollständigen nockenförmigen Bewegungsablauf beschreiben. Da jedoch die Einstellring des Walzspaltes 78 nur maximal bis zu 5 mm beträgt, reicht es hierfür aus, wenn beide haschen 64, 65 mit einer danach ausgelegten Öffnung ausgestattet sind, in denen die darin gelagerten Steuerzapfen 73, 74 entsprechend der erforderlichen Einstellung des Walzspaltes 78 heb- und senkbar angeordnet sind, während gleichzeitig die Umsetzung der horizontalen Bewegungskomponente über den Mittelabschnitt 72 der Steuerstange 62 erfolgt, wodurch die erforderliche Breite des Walzspaltes 78 eingestellt wird.
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Die dritte Teilaufgabe gemäß c1) wird dadurch gelöst, dass das Dosierungsmodul 4 eine aus einer Aluminiumlegierung bestehende Abdeckplatte 9 mit einem zum Funktionsraum 7 führenden Verbindungsschacht 11 zur Aufnahme des Trockeneises 2, in dem auch die aus Edelstahl bestehende Dosierwalze 12 mit der Doppelfunktion der Vorzerkleinerung des Trockeneises formschlüssig teilpositioniert ist, und das Zerkleinerungsmodul 5, in dessen Funktionsraum 7 ein einteiliger aus Kunststoff z. B. Polyethylen bestehender Einspeiseblock 17, auf dem die Dosierungswalze 12 mit dem jeweils unteren Mantelbereich zwecks Endzerkleinerung ebenfalls formschlüssig teilpositioniert ist, durch den Einsatz eines zweiteiligen Einspeiseblocks 17 konstruktiv verbessert wird. Danach besteht das obere Teil des Einspeiseblocks, nachfolgend als Obertrum 19 bezeichnet, auf dem die Dosierwalze 12 aus Stahl vom Typ X10CrNiS drehbar positioniert ist, wie bisher aus Kunststoff z. B. Polyethylen, während das untere Teil des Einspeiseblocks 17, nachfolgend als Untertrum 20 bezeichnet wie die Abdeckplatte 9 aus einer Aluminiumlegierung gefertigt ist. Damit ist das aus Kunststoff bestehende Obertrum 19 des Einspeiseblocks 17 zwischen den aus metallischen Werkstoffen gefertigten Abdeckung 9 sowie Dosierwalze 12 und das Untertrum 20 des Einspeiseblocks 17 form- und kraftschlüssig, verstärkt durch die über das Untertrum 20 des Einspeiseblocks 17 eingeleitete Druckluft 27, angeordnet, so dass unter Berücksichtigung des temperaturabhängigen unterschiedlichen physikalischen Verhaltens von unterschiedlichen Werkstoffpaarungen in Verbindung mit dem im Untertrum 20 des Einspeiseblocks 17 gegenüber den Seitenwänden 15 des Dosierungsmoduls 4 angeordneten Nut 39 mit dem darin eingelegten Dichtungsring 40 die Abdichtung des Dosierungsmoduls 4 verbessert wird.
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Die dritte Teilaufgabe gemäß c2) wird dadurch gelöst, dass der Funktionsraum 47 des Verdüsungsmoduls 6, der bisher aus zwei vertikal getrennten, spiegelsymmetrischen Teilen mit einer den Materialstrom, bestehend aus zerkleinertem Trockeneis 2 und Druckluft 27, zur Ausblasdüse 51 lenkenden Bogenabschnitt 49 besteht, geändert wird durch die Bereitstellung eines separaten, den Bogenabschnitt 49 aufnehmenden Einsatzblocks 48. Damit liegt der Einsatzblock 48 mit dem Bogenabschnitt 49 innerhalb einer umlaufenden Nut 39, in der ein O-förmiger Dichtungsring 40 angeordnet ist, so dass damit auch die Abdichtung des Verdüsungsmoduls 6 entscheidend verbessert wird.
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Die vierte Teilaufgabe gemäß d) wird dadurch gelöst, dass das nach der Patentanmeldung mit dem Az. 10 2010 004 211.0 und der Zusatzpatentanmeldung mit dem Az. 10 2011 008 139.9 vorgesehene Umlenkverzahnungsgetriebe der Walzenverstelleinrichtung, mit nierenförmig gestalteten Schwenkplatten 100, 101 in entsprechend geformten Aussparungen 102, 103 geführt sind, in denen endseitig Steuerzapfen 73, 74 der Steuerstange 62 nach Art des Lösungsweges der Teilaufgabe b) exzentrisch zur Längsachse des Mittelabschnitts 72 der Steuerstange 62 angeordnet sind. Einer der Steuerzapfen 73, 74 ist mit einer Stellschraube 63 ausgestattet, die auf der Längsachse 113 des Mittelabschnitts 72 der Steuerstange 62 liegt, so dass beim Drehen der Stellschraube 63 der Mittelabschnitt 72 und die beiden Steuerzapfen 73, 74 der Steuerstange 62 grundsätzlich nach Art einer Nockenwelle eine Exzenterbewegung ausführen würden, die jedoch im Hinblick auf den einstellbaren Bereich des Walzspaltes 78 von maximal 5 mm zwangsläufig begrenzt ist. Die Steuerstange 62 ist endseitig mit den Steuerzapfen 73, 74 in den beiden Schwenkplatten 100, 101 beweglich in den gegenüberliegenden Außenwänden 66, 67 des Zerkleinerungsmoduls 5 gelagert. Die Schwenkplatten 100, 101 sind in einem Winkelbereich von maximal 10° in den nierenförmigen Aussparungen 102, 103 beweglich angeordnet. Die Drehbewegung der Stellschraube verursacht in diesem Winkelbereich eine radiale Auslenkung 106, so dass die Walzspalteinstellung während des antriebsbedingten Kämmens der Ritzel 97 der Zerkleinerungswalze 44 und des Ritzels 95 des Umlenkgetriebes 90 zu einer vergleichmäßigten Beanspruchung der Zahnflanken 105 führt.
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Die vorliegende Erfindung wird auf der Basis der 1 bis 8d in Verbindung mit der beigefügten Bezugszeichenliste näher erläutert. Sämtliche Zeichnungen sind nicht maßstabsgerecht ausgeführt, zeigen aber den technischen Lösungsweg in einer für den Durchschnittsfachmann ausführbaren Darstellung.
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1 zeigt in vertikaler Schnittdarstellung den konstruktiven modularen Aufbau der erfindungsgemäßen Verarbeitungsmaschine 1 bzw. des Verarbeitungsgeräts 1 für Trockeneis 2, das handelsüblich grobkörnig oder stabförmig eingesetzt wird. Danach umfasst die Verarbeitungsmaschine 1 bzw. das Verarbeitungsgerät 1 einen dem Materialfluss Folgenden modularen turm- bzw. säulenförmigen Aufbau, der ein Beschickungsmodul 3, Dosierungsmodul 4, Zerkleinerungsmodul 5 und Verdüsungsmodul 6 umfasst. In diesen Funktionsmäßig definierten Modulen bzw. Vorrichtungen findet die Verarbeitung des Trockeneises 2 auf die für die jeweilige Oberflächenbehandlung von Gegenständen erforderliche Korngröße statt.
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Das Beschickungsmodul 3 ist nicht vollständig dargestellt, da im Rahmen dieser Zusatzanmeldung keine konstruktiven Änderungen vorgesehen sind. Es sind nur der Funktionsraum 7 und der Beschickungstrichter 8 andeutungsweise dargestellt.
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Das Dosierungsmodul 4 zeigt eine aus einer Aluminiumlegierung bestehende Abdeckplatte 9 mit einem zum Funktionsraum 10 des Dosierungsmoduls 4 führenden Verbindungsschacht 11 zur Aufgabe des Trockeneises 2 auf die aus Edelstahl bestehende Dosierwalze 12, die mit dem jeweils oben liegenden Teilbereich 14 des Mantels 13 der Dosierwalze 12 in der Abdeckplatte 9 formschlüssig positioniert ist. Die Abdeckplatte 9 bildet mit Seitenwänden 15, die bodenartige Fortsätze 16 aufweisen, den Funktionsraum 10 für einen zweiteiligen Einspeiseblock 17 und den jeweils unten liegenden Teilbereich 21 des Mantels 13 der Dosierwalze 12. Der Einspeiseblock 17 besteht aus einem Obertrum 19 aus Kunststoff z. B. Polyethylen und einem Untertrum 20 aus einer Aluminiumlegierung. Die Dosierwalze 12 ist mit dem jeweils unten Liegenden Teilbereich des Mantels 21 in dem Obertrum 19 des Einspeiseblocks 17 form- und kraftschlüssig positioniert. Der Mantel 13 ist in gleichmäßiger Verteilung mit Vertiefungen, Sicken, Taschen 22 u. dgl. zur Aufnahme von Trockeneis 2 ausgestattet. Das aus den Vertiefungen 22 herausragende bzw. überstehende Trockeneis 2 wird betriebsbedingt bei der Rotation der Dosierwalze 12 in Rotationsrichtung 23 gegen einen der formschlüssig angepassten Teilbereiche 24 der Abdeckplatte 9 gedrückt und dabei vorzerkleinert.
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Das in den Sicken 22 portionsweise enthaltene vorzerkleinerte Trockeneis 2 wird während der Rotation der Dosierwalze 12 in der formschlüssig an die Raumform der Dosierwalze 12 angepassten Auflagefläche 25 des Obertrums 19 in den Ausblasbereich 26 wenigstens eines mit Druckluft 27 beaufschlagten Ausblaskanals 28 mit wenigstens einer längsschlitzförmigen Ausblasöffnung 29 transportiert. Dort wird das vorzerkleinerte Trockeneis 2 mit der Druckluft 27 aus den Taschen 22 herausgeblasen, in Rotationsrichtung 23 zu dem benachbart im Bereich des Tiefsten 30 der Auflagefläche 25 angeordneten Abförderkanal 31 des Obertrums 19 weitertransportiert und über den Abförderkanal 32 des Untertrums 20 mit der Druckluft 27 in das Zerkleinerungsmodul 5 befördert.
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Das Obertrum 19 des zweiteiligen Einspeiseblocks 17 besitzt in Fortsetzung der Rotationsrichtung 23 der Dosierwalze 12 unterhalb der Abdeckplatte 9 einen Austrittsschlitz 33 für die mit den Vertiefungen 22 verschleppten Druckluft- und Trockeneisreste, die über einen trichterförmigen Zwischenraum 34 und einer Auslassöffnung 35 nach außen abgefördert werden. Auf der gegenüberliegenden Seite ist eine weitere vergleichbare Auslassöffnung 36 vorgesehen.
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Im Untertrum 20 ist der Anschluss 37 für die Druckluft 27 und die Zuleitung 38 zu dem im Obertrum 19 verlaufenden Ausblaskanal 28 vorgesehen. Außerdem besitzt das Untertrum 20 im bodennahen Bereich eine umlaufende Nut 39 zur Aufnahme eines Dichtungsringes 40.
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Das anschließend angeordnete Zerkleinerungsmodul 5 besitzt eine Zuführöffnung 41, die mit dem freien Ende des Abförderkanals 32 des Untertrums 20 korrespondiert und in den Funktionsraum 42 des Zerkleinerungsmoduls 5 führt. Über die Zuführöffnung 41 wird das Stoffgemisch aus Druckluft 27 und vorzerkleinertem Trockeneis 2 in den Funktionsraum 42 befördert, in dem die beiden Zerkleinerungswalzen 43, 44 und die Walzenverstelleinrichtung 45 angeordnet sind.
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Den Abschluss der Verarbeitungsmaschine 1 bzw. des Verarbeitungsgerätes 1 bildet das Verdüsungsmodul 6, das unterhalb der Zerkleinerungswalzen 43, 44 angeordnet ist und über eine Abförderöffnung 46 in einen Funktionsraum 47 übergeht, der unter Querschnittsreduktion über einen Einsatzblock 48 mit einem Bogenabschnitt 49 zu der Anschlussöffnung 50 für die Ausblasdüse 51 verdichtet. In dem Außenbereich zwischen Zerkleinerungsmodul 5 und Verdüsungsmodul 6 ist der Elektromotor 52 für den gemeinsam Antrieb der Dosierwalze 12 und die beiden Zerkleinerungswalzen 43, 44 über eine endlose Antriebskette 53 dargestellt.
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2a und 2b zeigen in vertikaler Seitenansicht, jeweils um 90° gedreht, den turm- bzw. säulenförmigen Aufbau der erfindungsgemäßen Verarbeitungsmaschine 1 bzw. des Verarbeitungsgerät 1 für Trockeneis 2 mit der Anordnung des elektrischen Antriebsmotors 52 im Bereich des Verdüsungsmoduls 6 und den dort ausgehenden Verlauf der endlosen Antriebskette 53, mit der die beiden Zerkleinerungswalzen 43, 44 in dem Zerkleinerungsmodul 5 und die Dosierwalze 12 in dem Dosierungsmodul angetrieben werden. Die Antriebskette 53 wird über das Ritzel 54 des Elektromotors 52 angetrieben. Davon ausgehend passiert die Antriebskette 53 eine Umlenkrolle 55, das Ritzel 56 der Zerkleinerungswalze 44, unter Richtungsumkehr das Ritzel 57 der Zerkleinerungswalze 43 und unter erneuter Richtungsumkehr das Ritzel 58 der Dosierwalze 12. Von dort führt der Weg der Antriebskette 53 wieder zu dem Ritzel 54 des elektrischen Antriebsmotors 52. Die Synchronisation der Drehzahl erfolgt über die darauf abgestimmten Radien der Ritzel 54, 56, 57, 58. Ferner zeigen die 1b und 1c die Positionen für den Druckluftanschluss 59, den Entlüftungsanschluss 60 und den Verdüsungsanschluss 61. Außerdem ist die Lagerung der beiden Zerkleinerungswalzen 43, 44 und einer Steuerstange 62 mit Stellschraube 63 in Laschen 64, 65 dargestellt, die beidseitig in den Außenwänden 66, 67 des Zerkleinerungsmodul 5 angeordnet sind. Die Steuerstange 62 und die Stellschraube 63 dienen der Walzspalteinstellung im Rahmen der noch zu erörternden Walzenverstelleinrichtung, um die für die Oberflächenbehandlung von unterschiedlichen Gegenständen jeweils erforderliche Korngröße des Trockeneises bereitstellen zu können.
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Auf der Strecke 68 zwischen Ritzel 54 und Umlenkrolle 55 ist optional ein Kettenstraffer 69 vorgesehen, der ggf. endseitig mit einer die Antriebskette 53 übergreifenden Ablaufrolle 70 ausgestattet ist, um im Bedarfsfall durch Andrücken die Antriebskette 53 zu straffen. Üblicherweise reicht jedoch das vorhandene Spiel zwischen den einzelnen Kettenglieder für einen problemlosen Kettenantrieb aus.
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3a und 3b zeigen analog zu den vorstehenden 2a und 2b in kleinformatiger Seitenansicht den turm- bzw. säulenförmigen Aufbau der erfindungsgemäßen Verarbeitungsmaschine 1 bzw. des Verarbeitungsgerät 1 für Trockeneis 2, so dass diesbezüglich auf die dort angegebene Beschreibung verwiesen werden kann.
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3c zeigt in dazugehöriger Draufsicht die Anordnung der Dosierwalze 12, deren Mantel 13 mit Vertiefungen, Sicken, Taschen 22 u. dgl. ausgestattet ist.
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3d zeigt in räumlicher Darstellung den turm- bzw. säulenförmigen Aufbau der erfindungsgemäßen Verarbeitungsmaschine 1 bzw. des Verarbeitungsgerät 1 für Trockeneis 2.
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4a und 4b zeigen in Seitenansicht analog zu den vorstehenden 2a und 2b sowie 3a und 3b den turm- bzw. säulenförmigen Aufbau der erfindungsgemäßen Verarbeitungsmaschine 1 bzw. des Verarbeitungsgeräts 1 für Trockeneis 2.
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4c, die sich auf die Schnittlinie durch das Zerkleinerungsmodul 5 gemäß 4b bezieht, zeigt in Schnittdarstellung den Aufbau der erfindungsgemäßen Walzenverstelleinrichtung 71, die eine Steuerstange 62 mit Stellschraube 63 und die beiden Zerkleinerungswalzen 43 und 44 umfasst. Die Steuerstange 62 und die Zerkleinerungswalze 43 sind endseitig in den Laschen 64, 65 gelagert. Die Laschen 64, 65 sind in den Außenwänden 66, 67 des Zerkleinerungsmoduls 5 zwecks horizontaler Einstellung des Walzspaltes 78 geführt.
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4d wiederholt in vergrößerter Schnittdarstellung zum besseren Verständnis den Inhalt von 4c, so dass grundsätzlich auf die dortige textliche Erläuterung verwiesen werden kann. 4d zeigt jedoch ergänzend in Schnittdarstellung, dass die Steuerstange 62 einen Mittelabschnitt 72 aufweist, von dem jeweils endseitig in Bezug auf dessen Längsachse exzentrisch angeordnete Steuerzapfen 73, 74 ausgehen, die in den gegenüberliegenden Laschen 64, 65 beweglich gelagert sind. Der Steuerzapfen 74, der sich auf der abgewandten Seite der endlosen Antriebskette 53 befindet, ist länger als der antriebsseitige Steuerzapfen 73. Auf dem Steuerzapfen 74 ist die Stellschraube 63 kraftschlüssig angeordnet. Die Zerkleinerungswalze 44 ist endseitig in den Laschen 64, 65 mit Horizontalspiel 75 gelagert. Da der Radius 76 des Mittelabschnitts 72 größer als der Radius 77 der exzentrisch positionierten Steuerzapfen 73, 74 ist, beschreibt der Mittelabschnitt 72 beim Drehen der Steuerstange 62 eine nockenförmige Bewegungsabwicklung, die sich vektoriell aus gleichzeitig ablaufenden horizontalen und vertikalen Bewegungskomponenten zusammensetzt. Dieser exzentrische Bewegungsablauf wird im Umfang der horizontalen Bewegungskomponente zur Einstellung des Walzspaltes 78, der betragsmäßig höchstens 5 mm beträgt, in der Weise genutzt, dass die Lager 79, 80 der Steuerzapfen 73, 74 in den Laschen 64, 65 unter Berücksichtigung des verfügbaren Walzspaltes 78 zweidimensional beweglich positioniert sind. Ferner sind auf der Antriebseite in Schnittdarstellung die Antriebskette 53 und die Ritzel 56, 57 der beiden Zerkleinerungswalzen 43, 44 sowie das außerhalb der Schnittfläche liegende Ritzel 54 des Elektromotors 52 und der Verdüsungsanschluss 61 dargestellt.
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4e zeigt in Schnittdarstellung und 4f in räumlicher Schnittdarstellung eine weitere konstruktive Ausführungsform zur Markierung und Arretierung des Grades der Einstellung des Walzspaltes 78 mittels einer auf dem Mittelabschnitt 72 angebrachten Manschette 84. Außerdem ist eine weitere konstruktive Realisierung des Horizontalspieles 75 der beiden Laschen 64, 65 mit der Tandembelegung, bestehend aus Steuerstange 62 und Zerkleinerungswalze 44, in Bezug auf die stationär im Zerkleinerungsmodul 5 drehbar gelagerte Zerkleinerungswalze 43 dargestellt.
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4g zeigt in räumlicher Darstellung die Lagerung der Steuerzapfen 73, 74 der Steuerstange 62 in vertikal ausgerichteten Führungsöffnungen 82, 83 der beiden Laschen 64, 65, um die vertikale Bewegungskomponente durch ein darin integriertes Vertikalspiel 81 zu kompensieren. Die Zerkleinerungswalze 44 ist in den beiden horizontal verschiebbaren Laschen 64, 65 endseitig drehbar gelagert. Die Zerkleinerungswalze 43 ist unter Wahrung eines Walzspaltes 78 der stationär in dem Zerkleinerungsmodul 5 drehbar gelagert. Auf dem Mittelabschnitt 72 der Steuerstange 62 ist eine Manschette 84 befestigt, die über einen Bogenabschnitt 85 mit Rastenanordnung 86 und einer Arretierschraube 87 ausgestattet ist, um damit die Einstellung des Walzspaltes 78 zu markieren und zu fixieren.
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5 zeigt in räumlich auseinander gezogener Darstellung die Walzenverstelleinrichtung 45 nach dem 4a bis 4g, die die Steuerstange 62, bestehend aus dem Mittelabschnitt 72 mit großem Radius 76 und den endseitig davon ausgehenden Steuerzapfen 73, 74 mit kleinem Radius 77, die beiden Zerkleinerungswalzen 43, 44 und die beiden Laschen 64, 65 sowie pauschal die beim Zusammenbau benötigten ringförmigen Lager- und Abdichtungselemente 88 sowie die Stellschraube 63 umfasst.
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6a zeigt eine nierenförmige Schwenkplatte 100 für ein Umlenkgetriebe 90 einer Verarbeitungsmaschine 1 bzw. ein Verarbeitungsgerät 1 für Trockeneis ohne Antriebskette 53 nach der Patentanmeldung 10 2010 004 211.0 mit dem 08.01.2010 als Anmeldetag und der Zusatzpatentanmeldung 10 2011 008 139.9 mit dem 08.01.2011 als Anmeldetag. Danach ist die Zerkleinerungswalze 43 elektromotorisch angetrieben, während die Zerkleinerungswalze 44 ausschließlich mechanisch mit einem Umlenkgetriebe 90 angetrieben ist. Zu diesem Zweck ist die Zerkleinerungswalze 43 abtriebsseitig mit einem Ritzel 91, das einen relativ kleinen Radius 92 aufweist, ausgestattet, das unter Umkehr der Drehrichtung ein Ritzel 93 des Umlenkgetriebes 90 mit relativ großem Radius 94 antreibt und mit einem weiteren radiusgleichen Ritzel 95 unter erneuter Umkehr der Drehrichtung gegenläufig kämmt. Dieses weitere Ritzel 95 des Umlenkgetriebes 90 kämmt gleichläufig mit dem Ritzel 96 der Zerkleinerungswalze 44, so dass die die beiden Zerkleinerungswalzen 43, 44 gegenläufig rotieren.
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Nach den 4a bis 4g und 5 der vorliegenden Erfindung beruht die Einstellung des Walzspaltes 78 auf einer Horizontalbewegung der Tandemanordnung, bestehend aus Steuerstange 62 und Zerkleinerungswalze 44, die in den Laschen 64, 65 gelagert sind. Die Übertragung dieser konstruktiven Ausführungsform gemäß den vorstehend genannten 4a bis 4g und 5 auf die Konstruktion mit Umlenkgetriebe gemäß 6 würde bei einer Horizontalbewegung zu einer erhöhten Beanspruchung der kämmenden Zähne 104 des Ritzels 97 der Zerkleinerungswalze 44 und des Ritzels 95 des Umlenkgetriebes 90 im Bereich der Zahnflanken 105 führen, da sich in diesem Falle die kämmenden Zähne 104 aus dem Zahngrundtiefsten 107 herausbewegen und bis in den Bereich der Zahnspitzen 108 wandern müssten, um die Einstellung des jeweils optimalen Walzspaltes 78 voll ausnutzen zu können. Damit würden die Zähne 104 einem erhöhten Verschleiß und erhöhter Bruchgefahr ausgesetzt werden.
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Dieses Problem, das sich nur bei einer bloßen Übertragung auf das Umlenkgetriebe 90 auftreten würde, wird dadurch gelöst, das auf der Basis der nierenförmigen Schwenkplatten 100, 101 beim Drehen der Steuerstange 62 mittels der Stellschraube 63 das Ritzel 97 in einem Winkelbereich von bis 10° eine radiale Auslenkung 106 erfährt, so dass sich die kämmenden Zähne 104 des Ritzels 97 der Zerkleinerungswalze 44 und des Ritzels 95 des Umlenkgetriebes 90 während der Horizontalbewegung der Tandemanordnung, bestehend aus Steuerstange 62 und Zerkleinerungswalze 44, nicht mehr aus dem Zahngrundtiefsten 107 entfernen, wodurch die Zahnflankenpressung und der Verschleiß in einem üblichem Rahmen gehalten werden
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6b zeigt in räumlicher Darstellung die Anordnung der nierenförmigen Schwenkplatten 100, 101, wobei die gegenüberliegende Schwenkplatte 101 darstellungsbedingt im wesentlichen verdeckt ist, in nierenförmigen Aussparungen 102, 103, die außenseitig in den gegenüberliegenden Seitenwänden des Zerkleinerungsmoduls 5 angeordnet sind. Die nierenförmigen Schwenkplatten 100, 101 sind jeweils mit einer im wesentlichen langlochförmigen Öffnung 109 zur Aufnahme der Steuerzapfen 73, 74 der Steuerstange 62 und mit einer kreisrunden Öffnung 110 zur Aufnahme der Lager 111 mit den darin gelagerten Lagerzapfen 112 der Zerkleinerungswalze 44 ausgestattet. Ferner ist die Stellschraube 63 am gegenüberliegenden Ende der Steuerstange 62 dargestellt.
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6c zeigt in Seitenansicht bei maximal geöffnetem Walzspalt 78 die Anordnung der nierenförmigen Schwenkplatten 100, 101 in den nierenförmigen Aussparungen 102, 103 der gegenüberliegenden Seitenwände 66, 67 und den Schwenkbereich der möglichen radialen Auslenkung 106, den die nierenförmigen Schwenkplatten 100, 101 beim Drehen der Stellschraube 63 in den Aussparungen 102, 103 der Seitenwände 66, 67 des Zerkleinerungsmoduls 5 zurücklegen. Auf Grund des größeren Radius 76 des Mittelabschnitts 72 der Steuerstange 62 im Vergleich zu dem Radius 77 der Steuerzapfen 73, 74 und deren in Bezug auf die Längsachse 113 des Mittelabschnittes 72 exzentrischen Anordnung beschreiben die Steuerzapfen 73, 74, die nicht auf der Längsachse des Mittelabschnittes 72 liegen, in den langlochförmigen Öffnungen 109 der nierenförmigen Schwenkplatten 100, 101 gemäß der dargestellten Position nur eine extrem reduzierte nockenförmige Abwicklungsstrecke, so dass die während des Kämmens der Ritzelpaarung im Eingriff stehenden kämmenden Zähne 104 nur einer üblichen Zahnflankenbelastung ausgesetzt sind. In 6c ist auch der zur Verfügung stehende Bewegungsspielraum 114 der Schwenkplatten 100, 101 dargestellt.
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6d zeigt in Schnittdarstellung bei maximal geöffnetem Walzspalt 78 entsprechend dem in 6c dargestellten Schnittlinienverlauf die Tandemanordnung, bestehend aus Steuerstange 62 und endseitig davon ausgehenden Steuerzapfen 73, 74. Der Mittelabschnitt 72 mit kreisrundem Querschnitt besitzt einen relativ größeren Radius 76, während die zylinderförmigen Steuerzapfen 73, 74 demgegenüber einen kleineren Radius 77 aufweisen. Die Steuerzapfen 73, 74 sind in Bezug auf die Längsachse 113 des Mittelabschnittes 72 der Steuerstange 62 exzentrisch angeordnet, während Steuerschraube 63 zentrisch auf der Längsachse 113 des Mittelabschnittes positioniert ist. Der zur Verfügung stehende Bewegungsspielraum 114 der nierenförmigen Schwenkplatten 100, 101 ist ebenfalls dargestellt.
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6e zeigt in Seitenansicht bei schmalster Einstellung des Walzspaltes 78 die Lageveränderung der nierenförmigen Schwenkplatten 100, 101 und Steuerzapfen 73, 74 sowie den aufgebrauchten Bewegungsspielraum 114. Diese Position begrenzt auch die radiale Auslenkung 106.
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6f zeigt in Schnittdarstellung bei schmalster Einstellung des Walzspaltes 78 die Lageveränderung der nierenförmigen Schwenkplatten 100, 101 und der Steuerzapfen 73, 74 sowie den aufgebrauchten Bewegungsspielraum 114. Diese Position begrenzt auch die radiale Auslenkung 106.
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7a zeigt in Schnittdarstellung, 7b in Draufsicht und 7c in räumlicher Darstellung den zweiteiligen Einspeiseblock 17. Der zweiteilige Einspeiseblock besteht aus dem Obertrum 19 aus einem Kunststoff z. B, Polyethylen und dem anschließenden Untertrum 20 aus einer Aluminiumlegierung, In dem Obertrum 19 befindet sich mittig die Kontur der Auflagefläche 25 der Dosierwalze 12. Im Bereich 30 des Tiefsten der Auflagefläche 25 ist linksseitig im Ausblasbereich 26 der mit Druckluft 27 beaufschlagte Ausblaskanal 28 mit längsschlitzförmigen Ausblasöffnungen 29 angeordnet. Im Bereich 30 des Tiefsten der Auflagefläche 25 befinden sich in geringem Abstand die zum Abförderkanal 31 führenden längsschlitzförmigen Öffnungen 109 mit größerem Querschnitt. In dem daran anschließenden Untertrum 20 mit dem Anschluss 37 für die Druckluft 27 und der Zuleitung 38 zu dem Ausblaskanal 28, setzt sich der Abförderkanal 31 fort.
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8a zeigt in Schnittdarstellung den Funktionsraum des Verdüsungsmoduls 6, 8b die dazugehörige Draufsicht, 8c die Seitenansicht einen Einsatzblock 48 mit Bogenabschnitt 49, 8d die Draufsicht auf den Einsatzblock 48 und 8e die räumliche Darstellung des Eisatzblocks 48. Das blockförmige Verdüsungsmodul 6 und der Einsatzblock 48 bestehen aus einer Aluminiumlegierung und bilden zusammengefügt ohne Änderung des Bezugszeichens einen Verdüsungsblock 6. Beide Teile sind einfacher durch spanabhebende Bearbeitung oder nach dem Druckgussverfahren herzustellen als die frühere zweischalige Ausführungsform des Verdüsungsmoduls 6. Die Abdichtung gegenüber dem Zerkleinerungsmodul 5 erfolgt über eine umlaufende Nut 39 zur Aufnahme eines Dichtungsringes 40, der in dem Bereich der Abförderöffnung 46 zwischen dem Zerkleinerungsmodul 5 und dem Verdüsungsmodul 6 vorgesehen ist. Da der Einsatzblock 48 von dem Verdüsungsblock umschlossen ist, erübrigen sich weitere Abdichtungsmaßnahmen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Verarbeitungsmaschine bzw. Verarbeitungsgerät
- 2
- Trockeneis
- 3
- Beschickungsmodul
- 4
- Dosierungsmodul
- 5
- Zerkleinerungsmodul
- 6
- Verdüsungsmodul bzw. Verdüsungsblock
- 7
- Funktionsraum des Beschickungsmoduls 3
- 8
- Beschickungstrichter
- 9
- Abdeckplatte des Dosierungsmoduls 4
- 10
- Funktionsraum des Dosierungsmoduls 4
- 11
- Verbindungsschacht
- 12
- Dosierwalze
- 13
- Mantel der Dosierwalze 12
- 14
- Obenliegender Teilbereich des Mantels 13
- 15
- Seitenwände des Dosierungsmoduls 4
- 16
- Bodenartige Fortsätze der Seitenwände 15
- 17
- Zweiteiliger Einspeiseblock
- 18
- Oben liegender Teilbereich des Mantels 13
- 19
- Obertrum des zweiteiligen Einspeiseblocks 17
- 20
- Untertrum des Einspeiseblocks 17
- 21
- Unten liegender Teilbereich des Mantels 13
- 22
- Vertiefungen, Sicken, Taschen u. dgl. im Mantel 13
- 23
- Rotationsrichtung der Dosierwalze 12
- 24
- Formschlüssig angepasster Teilbereich der Abdeckplatte 9
- 25
- Auflagefläche der Dosierwalze 12 im Obertrum 19
- 26
- Ausblasbereich
- 27
- Druckluft
- 28
- Ausblaskanal
- 29
- Längsschlitzförmige Ausblasöffnung
- 30
- Bereich des Tiefsten der Auflagefläche 25
- 31
- Abförderkanal des Obertrums 19
- 32
- Abförderkanal des Untertrums 20
- 33
- Austrittsschlitz
- 34
- Trichterförmiger Zwischenraum
- 35
- Auslassöffnung
- 36
- Weitere Auslassöffnung
- 37
- Anschluss für Druckluft 27
- 38
- Zuleitung
- 39
- Umlaufende Nut
- 40
- O-förmiger Dichtungsring
- 41
- Zuführöffnung
- 42
- Funktionsraum des Zerkleinerungsmoduls 5
- 43
- Zerkleinerungswalze
- 44
- Zerkleinerungswalze
- 45
- Walzenverstelleinrichtung
- 46
- Abförderöffnung
- 47
- Funktionsraum des Verüsungsmoduls 6
- 48
- Einsatzblock
- 49
- Bogenabschnitt
- 50
- Anschlussöffnung
- 51
- Ausblasdüse
- 52
- Elektromotor bzw. elektrischer Antriebsmotor
- 53
- Endlose Antriebskette
- 54
- Ritzel der Elektromotors 52
- 55
- Umlenkrolle für die endlose Antriebskette 54
- 56
- Ritzel der Zerkleinerungswalze 44
- 57
- Ritzel der Zerkleinerungswalze 43
- 58
- Ritzel der Dosierwalze 12
- 59
- Druckluftanschluss
- 60
- Entlüftungsanschluss
- 61
- Verdüsungsanschluss
- 62
- Steuerstange zur Einstellung des Walzspaltes
- 63
- Stellschraube zur Einstellung des Walzspaltes
- 64
- Lasche
- 65
- Lasche
- 66
- Seitenwand des Zerkleinerungsmoduls 5
- 67
- Seitenwand des Zerkleinerungsmoduls 5
- 68
- Strecke der Antriebskette zwischen dem Ritzel 54 und Umlenkrolle 55
- 69
- Kettenstraffer
- 70
- Ablaufrolle des Kettenstraffers
- 71
- Walzenverstellvorrichtung
- 72
- Mittelabschnitt der Steuerstange 62
- 73
- Steuerzapfen
- 74
- Steuerzapfen
- 75
- Horizontalspiel
- 76
- Radius des Mittelabschnitts 72 der Steuerstange 62
- 77
- Radius der Steuerzapfen 73, 74
- 78
- Walzspalt
- 79
- Lager
- 80
- Lager
- 81
- Vertikalspiel
- 82
- Vertikale Führungsöffnung in der Lasche 64
- 83
- Vertikale Führungsöffnung in der Lasche 65
- 84
- Manschette auf dem Mittelabschnitt 72 der Stange 62
- 85
- Bogenabschnitt der Manschette 84
- 86
- Rastenanordnung auf dem Bogenabschnitt 85 der Manschette 84
- 87
- Arretiereinrichtung z. B Arretierschraube zur Fixierung der Rasteinstellung
- 88
- Lager- und Abdichtungselemente
- 89
- Walzenverstelleinrichtung mittels Umlenkgetriebe 90
- 90
- Umlenkgetriebe der Walzenverstelleinrichtung
- 91
- Ritzel der stationären Zerkleinerungswalze 43
- 92
- Radius des Ritzels 91 der stationären Zerkleinerungswalze 43
- 93
- Ritzel des Umlenkgetriebes 90 kämmend mit Ritzel 91 der Zerkleinerungswalze 43
- 94
- Radius des Ritzels 93
- 95
- Ritzel des Umlenkgetriebes 90 kämmend mit Ritzel 93
- 96
- Radius des Ritzels 95 gleich mit Radius 94 des Ritzels 93
- 97
- Ritzel der Zerkleinerungswalze 44 kämmend mit Ritzel 95
- 98
- Radius des Ritzels 97 gleich mit Radius 92 des Ritzels 91
- 99
- Zähne der Ritzel 91, 93, 95, 97
- 100
- Nierenförmige Schwenkplatte
- 101
- Nierenförmige Schwenkplatte
- 102
- Nierenförmige Aussparung
- 103
- Nierenförmige Aussparung
- 104
- Kämmende Zähne der Ritzel 97 und 95
- 105
- Zahnflanken der kämmenden Zähne
- 106
- Radiale Auslenkung
- 107
- Zahngrundtiefste
- 108
- Zahnspitzen
- 109
- Längsschlitzförmige Öffnung der Schwenkplatten 100, 101
- 110
- Kreisrunde Öffnung der Schwenkplatten 100, 101
- 111
- Lager
- 112
- Lagerzapfen
- 113
- Längsachse des Mittelabschnitts 72
- 114
- Bewegungsspielraum
