DE202012003113U1

DE202012003113U1 - Vorrichtung für das Auftrennen von Pflanzenteilen

Info

Publication number: DE202012003113U1
Application number: DE201220003113
Authority: DE
Original assignee: NAPORO KLIMA DAEMMSTOFF GmbH; Naporo Klima Dammstoff GmbH
Current assignee: NAPORO KLIMA DAEMMSTOFF GmbH; Naporo Klima Dammstoff GmbH
Priority date: 2011-03-28
Filing date: 2012-03-28
Publication date: 2012-09-17
Anticipated expiration: 2022-03-29
Also published as: AT12931U1

Abstract

Vorrichtung für das Aufspalten von Pflanzenteilen entlang zueinander parallel ausgerichteter Pflanzenfasern, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mindestens ein angetriebenes Schneidrad (2, 12, 22) aufweist, sowie einen Führungskanal (5, 15, 25), durch den hindurch die Pflanzenteile an das Schneidrad (2, 12, 22) bewegbar ist, wobei der Führungskanal (5, 15, 25) zumindest annähernd parallel zu der Rotationsebene des Schneidrades ausgerichtet ist und wobei der Führungskanal (5, 15, 25) neben die Rotationsachse des Schneidrades führt und zwar an einen solchen Umfangsbereich des Schneidrades, an welchem die Umfangsbewegung des Schneidrades eine zur Bewegungsrichtung der Pflanzenteile durch den Führungskanal hindurch gleich (– und nicht entgegengesetzt –) ausgerichtete Richtungskomponente aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für das Auftrennen von Pflanzenteilen mit vorwiegend parallel zueinander angeordneten Fasern. Die Vorrichtung ist insbesondere dazu gut geeignet, Rohrkolbenblättern parallel zu ihrer Blattachse in Streifen von weitgehend gleichmäßiger Breite zur Erzeugung eines industriell verwertbaren Rohstoffes aufzutrennen.
Die EP 0 426 791 B1 beschreibt eine Vorrichtung zur Aufspaltung von Strohhalmen in möglichst gleich breite Streifen. Dabei handelt es sich um ein Handwerkzeug mit einem Halter, der einen geradlinigen Kanal mit glatter Kanalwand aufweist und mit mehreren, gleichmäßig auf den Umfang verteilten und radial zur Kanalachse angeordneten Klingen, deren Schneiden zur vorderen Kanalöffnung gerichtet sind, bestückt ist. Die durch die Schneiden gemeinsam gebildete, zur vorderen Öffnung des Kanals gerichtete Spitze wirkt als Zentrierspitze für einen aufgesetzten, zu zerteilenden Strohhalm.
Eine weitere Methode zum Spalten von Strohhalmen beschreibt das Gebrauchsmuster DE 84 36 292 U1 . Dabei handelt es sich um ein Bastelgerät, welches als Hohlzylinder ausgeführt ist, in welchem mehrere Messerklingen sternförmig in gewissen Winkelabständen angeordnet sind. Der Strohhalm wird zentrisch auf dem Messerstern angesetzt und dann hindurch geschoben, wobei er in mehrere Halmteile zerschnitten wird. Man erhält Strohstreifen mit annähernd gleicher Breite. Beim Ansetzen auf die Messerklingen können allerdings Schwierigkeiten mit der Zentrierung auftreten.
Ein Nachteil bei beiden Verfahren liegt darin, dass man den Halm zum Spalten auf die Schneiden drücken muss und die entstehenden Streifen aus der Vorrichtung gezogen werden müssen, was ein eher schwieriges Handling und eine gewisse Verletzungsgefahr bedeutet. Die verarbeitbare Menge pro Zeit ist bei beiden Verfahren für eine industrielle Anwendung zu gering.
Der Erfinder hat sich die Aufgabe gestellt eine Vorrichtung für das Aufspalten von Pflanzenteilen bereitzustellen. Mit Hilfe der Vorrichtung sollen Pflanzenteile, welche vorwiegend aus zueinander parallel angeordneten Fasern bestehen, entlang dieser Fasern aufgespaltet werden. Die Vorrichtung soll eine industriell anwendbare Leistungsfähigkeit ermöglichen, und es soll ohne Gefährdung der damit arbeitenden Personen durchführbar sein. Insbesondere sollen damit Rohrkolbenpflanzen, insbesondere Typha-Blätter bzw. -Blattbündel aufgespaltet werden können.
Zum Lösen der Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, die Vorrichtung derart zu gestalten, dass sie die Pflanzenteile mittels rasch angetriebener Schneidräder in ihrer Längsrichtung aufschneidet.
Die Erfindung ist an Hand von Zeichnungen veranschaulicht:
1: zeigt eine Seitenansicht einer ersten erfindungsgemäßen Vorrichtung mit mehreren an einer gemeinsamen horizontalen Rotationswelle angeordneten Schneidrädern. Die Rotationsrichtung der Schneidräder und die Bewegungsrichtung der zu zerschneidenden Pflanzenteile sind durch Pfeile gekennzeichnet.
2: zeigt die Schnittansicht A-A von 1.
3: zeigt eine Teilschnittansicht einer zweiten erfindungsgemäßen Vorrichtung mit zwei gegenüberliegenden, horizontalen Rotationswellen mit jeweils einem Schneidradpaar
4: zeigt die Schnittansicht B-B aus 3
5: zeigt eine schematische Darstellung einer dritten erfindungsgemäßen Vorrichtung mit drei Rotationsachsen mit mehreren jeweils zueinander parallel angeordneten Schneidrädern auf jeder Achse. Die Blickrichtung liegt parallel zum Führungskanal und normal zu den Drehachsen der Schneidräder. Die punktiert dargestellte Linie symbolisiert die Kontur des Führungskanals.
Der untere Gehäuseteil 3 gemäß 1 und 2 dient als Träger und als Schutzabdeckung für die Rotationswelle 1 mit den Schneidrädern 2. Die Schneidräder 2 sind Kreisscheiben mit als Schneide ausgeführter Umfangslinie. Der obere Gehäuseteil 4 begrenzt die Querschnittsfläche des Führungskanals 5 für die den Schneidrädern in Kanallängsrichtung zugeführten Pflanzenteile nach oben hin. Für Wartungszwecke ist auch der obere Gehäuseteil im Längsbereich der Schneidräder 2 als aufklappbarer Deckel 4.1 ausgeführt. Die Längsrichtung des Führungskanals 5 liegt parallel zu den zueinander parallelen Ebenen der einzelnen Schneidräder 2, und damit normal auf deren Rotationswelle 1. Der Führungskanal 5 verläuft oberhalb der Rotationswelle 1 der Schneidräder 2. Nach unten hin ist die Querschnittsfläche des Führungskanals 5 durch eine Auflagefläche 7 begrenzt, welche im Bereich der Höhe der Schneidräder 2 über der Höhe der Rotationswelle 1 verläuft, und durch die Schneidräder 2 durch Schlitze durchragt wird.
Die Bewegungsrichtung der zu zerschneidenden Pflanzenteile im Führungskanal 5 ist gleich ausgerichtet, wie die zur Kanalrichtung parallel liegende Komponente der Umfangsgeschwindigkeit der im Führungskanal befindlichen Schneidradteile. In dem in 1 dargestellten Beispiel werden die aufzuspaltenden Pflanzenteile als parallel ausgerichtetes Bündel von rechts in den Führungskanal 5 eingeführt und mit leichtem Druck in Richtung der Schneidräder 2 eingeschoben. Der Führungskanal 5 sollte beidseits der Schneidräder so lang ausgeführt sein, dass keine Gefahr besteht, dass man versehentlich bis zu den Schneidrädern 2 hineingreifen kann. Sobald die Pflanzenteile mit den Schneidrädern in Kontakt kommen, werden sie durch diese an die Innenwand des Führungskanals und in Laufrichtung der Schneidräder gedrängt und somit während des Schneidvorganges geführt und eingezogen. Die Pflanzenteile gleiten während des Schneidvorganges am Führungskanal. Um die dabei auftretende, an sich störende Reibung zu vermeiden oder zu vermindern, ist es vorteilhaft, an Stelle einer feststehenden Kanalwandung zumindest örtlich Walzen oder an Rollen gelagerte Bänder als Kanalbegrenzung vorzusehen, an denen die Pflanzenteile anliegen.
Die auf der Rotationswelle 1 zueinander parallele Anordnung der Schneidräder 2 ist in 2 anschaulich dargestellt. Die Schneidräder 2 haben zueinander unterschiedliche Durchmesser und sie sind in – vorteilhafterweise einstellbaren – Abständen zueinander auf der Welle angebracht. Die Abstände der Schneidräder zueinander legen die Breite der aus den Pflanzenteilen zu erzeugenden Streifen fest. Bei entsprechend angepasster Querschnittsfläche des Führungskanals 5, und damit Form des Gehäuseteils 4, können natürlich auch Schneidräder mit zueinander gleichgroßen Durchmessern nebeneinander angeordnet werden. Damit die Pflanzenteile sauber aufgespaltet werden, muss der Umfang der Schneidräder 2 als scharfe Schneide ausgebildet sein, und die ganze Umfangslinie jedes Schneidrades sollte genau in einer zur Rotationswelle normal liegenden Ebene liegen.
Wenn die Schneidräder konstanten Radius aufweisen, ergibt sie eine extrem saubere, staubfreie Aufspaltung der Pflanzenteile mit sehr langen Schnittprodukten.
Bei einer sägeartigen Ausbildung des Umfanges der Schneidräder, also bei einer Ausführung mit über den Umfang nicht konstantem Radius und scharfen Spitzen, werden Schnittflächen eher ausgefranst und die Pflanzenteile auch in Längsrichtung in Einzelstücke getrennt. Für sehr vielen Anwendungen ist das – innerhalb gewisser Grenzen – nicht problematisch. Vorteilhaft ist jedenfalls ein besserer Einzug der Pflanzenteile in die Schneidevorrichtung.
Einen Kompromiss stellt eine Ausführung der Schneidräder dar, bei der deren Umfang eine sanfte. Wellung aufweist, indem sich der Radius entlang des Umfanges entsprechend einer Wellenfunktion in sanfter Weise zyklisch ändert. Gegenüber einer Ausführung von Schneidrädern mit über den Umfang durchwegs konstantem Radius rascheres oder vollständigeres Schneiden und besseren Einzug der Pflanzenteile erreicht werden, ohne dass es deswegen nennenswert vermehrt zu Ausfransen oder Staubbildung kommt.
Um ein vollständiges Durchschneiden aller eingebrachten Pflanzenteile sicherzustellen, sollten die Schneidräder 2 mit ihrem Umfang bis in den Bereich der Querschnittsflächenbegrenzung des Führungskanals 5 ragen. An den entsprechenden Stellen sind diese Begrenzungsteile – im konkreten Beispiel der Deckel 4.1 – mit Schlitzen 4.2 zu versehen in welche die Schneidräder ragen, ohne daran anzuliegen. Diese Schlitze sollten nur in jenem Längsbereich der Begrenzung des Führungskanals 5 angeordnet sein, in welchem die Schneidräder tatsächlich die Querschnittsfläche des Führungskanals überbrücken.
Beim Schneidvorgang werden die Pflanzenteile an die der Rotationsachse 1 abgewandt liegende Seite des Führungskanals 5 gedrängt. Es ist vorteilhaft, die dort befindliche Begrenzungsfläche des Führungskanals 5 nicht normal zur Ebene der Schneidräder auszuführen, sondern in einem spitzen bzw. stumpfen Winkel dazu. Dadurch ergibt sich eine verbesserte Ausrichtung und Führung der zu schneidenden Pflanzenteile in die Ebene der Schneidräder 2, und damit eine sauberere Aufspaltung.
Um den automatischen Einzug der zu schneidenden Pflanzenteile durch die Schneidräder weiter zu verbessern, werden wie in 3 dargestellt Schneidräder 12 als gegenläufig rotierende Kreismesserpaare angeordnet, die auf zwei horizontal übereinander angeordnete Rotationswellen 11 angeordnet sind, wobei der Mittenabstand der Rotationsachsen idealerweise geringfügig weniger ist als die Summe der Radien der Schneidräder eines Kreismesserpaares. Durch die gegenläufige Rotation der Schneidräder 12 werden die Blätter automatisch durch die Vorrichtung durchgezogen und gespalten, ohne dass dafür eine sonstige von außen einwirkende Kraft erforderlich ist. Auch bei dieser Ausführungsform werden die Pflanzenteile über einen Führungskanal 15, der vor allem aus Sicherheitsgründen, aber auch um die Pflanzenteile parallel zu halten, entsprechend lange ausgeführt ist, in die Vorrichtung eingebracht. Wie in 4 gut erkennbar, überdecken sich die Radien der Schneidräder 12 eines Kreismesserpaares um etwa 1/4 bis 1/3 ihres Ausmaßes. Bezüglich ihrer Position auf den Rotationswellen sind die Schneidräder 12 eines Kreismesserpaares soweit gegeneinander versetzt, dass sie sich leicht berühren, oder gerade eben nicht berühren. In einer einfachen und gut wirksamen Bauweise wird die im Querschnitt keilförmige Schneide der Schneidräder so ausgeführt, dass eine Fläche normal zur Rotationswelle liegt, und die zweite Fläche in einem spitzen Winkel dazu. Die beiden Schneidräder eines Kreismesserpaares werden so auf ihren Rotationswellen angeordnet, dass ihre zu den Rotationswellen normal stehenden Flächen der im Querschnitt keilförmigen Schneiden zueinander ausgerichtet sind, und zumindest annähernd aneinander anliegen. Dadurch fallen die durch die beiden Schneidräder 12 gebildeten Schnittebenen zu einer gemeinsamen Schnittebene zusammen.
5 zeigt eine Variante der Erfindung. Dabei werden drei Rotationswellen 21 mit mehreren darauf befindlichen Schneidrädern 22 angeordnet. Die Achsen 21 können zueinander so in einer Ebene angeordnet sein, dass sie ein gleichseitiges Dreieck umschreiben. Die Durchmesser der Schneidräder sind außen am kleinsten und werden zur Achsenmitte hin immer größer. Schneidräder einer Rotationswelle sollen jeweils einem Schneidrad von zumindest einer anderen Rotationswelle möglichst nahe kommen, dieses aber nicht berühren. Der Drehsinn der einzelnen Rotationswellen ist so ausgelegt, dass in jenem Bereich, in welchem sich die Schneidräder unterschiedlicher Rotationswellen am nächsten kommen, die Bewegungsrichtung des Umfanges aller drei Gruppen von Schneidrädern gleich, nämlich parallel zum Förderkanal und zur Förderrichtung der zu schneidenden Pflanzenteile liegen. Die zu schneidenden Pflanzenteile werden in diesen Bereich eingebracht und durch die Wirkung der Schneidräder selbst zentriert, in die richtige Richtung ausgerichtet und in Schneidrichtung weiterbewegt.
Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann insbesondere Typha rasch und sauber gespalten werden. Einzelne Typhablätter, sowie die Stangen bzw. Stäbe, welche aus mehren aneinander wachsenden Typhablättern gebildet werden, setzten sich aus Häuten mit parallel ausgerichteten, sehr festen Fasern einerseits, und andererseits aus einem leichten schwammigen, ungerichtete Gewebe zusammen. Beim ordnungsgemäßen Spaltvorgang muss erstens das schwammige Gewebe sauber geschnitten werden, zweitens müssen die Faserhäute entlang der Fasern gespalten werden, drittens dürfen die so gebildeten dünnen und empfindlichen Einzelstäbe aus Gründen der Weiterverarbeitung und späteren Nutzung in Endprodukten nicht geknickt werden. Diese drei Aufgaben lassen sich mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung hervorragend gut bei rascher und komfortabler Arbeitsweise erfüllen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 0426791 B1 [0002]
DE 8436292 U1 [0003]

Claims

Vorrichtung für das Aufspalten von Pflanzenteilen entlang zueinander parallel ausgerichteter Pflanzenfasern, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mindestens ein angetriebenes Schneidrad (2, 12, 22) aufweist, sowie einen Führungskanal (5, 15, 25), durch den hindurch die Pflanzenteile an das Schneidrad (2, 12, 22) bewegbar ist, wobei der Führungskanal (5, 15, 25) zumindest annähernd parallel zu der Rotationsebene des Schneidrades ausgerichtet ist und wobei der Führungskanal (5, 15, 25) neben die Rotationsachse des Schneidrades führt und zwar an einen solchen Umfangsbereich des Schneidrades, an welchem die Umfangsbewegung des Schneidrades eine zur Bewegungsrichtung der Pflanzenteile durch den Führungskanal hindurch gleich (– und nicht entgegengesetzt –) ausgerichtete Richtungskomponente aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich Wände des Führungskanales in der zur Rotationsebene des Schneidrades normalen Richtung neben das Schneidrad erstrecken, sodass Pflanzenteile an jenem Längsbereich, an welchem gerade geschnitten wird, mit einem Teil ihrer Außenmantelfläche an einer Wand das Führungskanals anliegen können.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wand des Führungskanals durch eine bewegliche Rolle oder ein bewegliches Band gebildet ist, wobei die dem Pflanzenteil zugewandte Oberfläche der Rolle bzw. des Bandes in Bewegungsrichtung des Pflanzenteils beweglich ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie mehrere Rotationswellen (11, 21) mit darauf angeordneten Schneidrädern (12, 22) aufweist und dass der Führungskanal in den Bereich zwischen den einzelnen Rotationswellen (11, 21) führt.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in den Zwischenraum zwischen Schneidrädern (12, 22) welche auf einer gemeinsamen Rotationswelle (11, 21) angeordnet sind, Schneidräder (12, 22) ragen, welche auf einer anderen Rotationswelle (11, 21) angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Rotationswellen parallel zueinander ausgerichtet sind und jeweils mehrere Schneidräder (22) aufweisen.
Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass drei, jeweils mit mehreren Schneidrädern (22) ausgestatteten Rotationswellen (21) in der Projektion auf die Normalebene auf die Bewegungsrichtung der Pflanzenteile ein Dreieck einschließen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie dazu dient, Typha (Rohrkolben) aufzuspalten.