DE202015107131U1

DE202015107131U1 - Werkzeugbaugruppe für eine Zerkleinerungsvorrichtung

Info

Publication number: DE202015107131U1
Application number: DE202015107131.0U
Authority: DE
Original assignee: Vecoplan AG
Current assignee: Vecoplan AG
Priority date: 2015-12-29
Filing date: 2015-12-29
Publication date: 2016-01-25
Anticipated expiration: 2025-12-30
Also published as: US20170232444A1

Abstract

Werkzeugbaugruppe für eine, am Umfang eines Zerkleinerungsrotors (100) befestigte Messer aufweisende Zerkleinerungsvorrichtung, umfassend: – einen einstückigen Messerträger (50, 50‘), der am Zerkleinerungsrotor (100) der Zerkleinerungsvorrichtung befestigbar ist, und der eine Auflagefläche aufweist zur Auflage in einen am Rotor gestalteten Sitz sowie eine Anlagefläche (51, 51‘), von welcher sich eine gewindefreie Durchgangsbohrung (52) erstreckt; – ein lösbar am Messerträger (50, 50‘) befestigtes Messer (10, 20, 20‘) mit zumindest drei seitlichen Begrenzungsflächen (13a–d, 23a–d) und zwei Grundflächen (21, 22, 22‘), wobei zumindest eine der beiden Grundflächen als Arbeitsfläche ausgebildet ist mit einer Mehrzahl von Schneidkanten (16a–d, 24a–d) und sich zumindest zwei Schneidkanten in einer Schneidspitze (15a–d, 25a–d) schneiden und wobei das Messer (10, 20, 20‘) eine gewindefreie Durchgangsbohrung (18, 28) aufweist, die sich zwischen beiden Grundflächen (21, 22, 22‘) erstreckt und die an der Arbeitsfläche eine Ansenkung, insbesondere in Form einer konusförmigen Erweiterung (19a, b; 29, 29‘) aufweist; wobei das Messer (10, 20, 20‘) mit einer der beiden Grundflächen (21, 22, 22‘) direkt oder indirekt an der Anlagefläche (51, 51‘) des Messerträgers (50, 50‘) anliegt und die Durchgangsbohrung (52) des Messerträgers und die Durchgangsbohrung (18, 28) des Messers zueinander ausgerichtet sind; – eine Schraubverbindung zwischen Messer (10, 20, 20‘) und Messerträger (50, 50‘), umfassend einen, sich durch die Durchgangsbohrungen (18, 28; 52) des Messers und des Messerträgers erstreckenden Schraubbolzen (60) mit einem kegelförmigen Kopf (61), der in der Ansenkung der Bohrung (18, 28) an der Arbeitsfläche des Messers (10, 20, 20‘) zur Anlage kommt, wobei eine Schraubenmutter (70) zur Klemmung des Messers an dem Messerträger auf einen Abschnitt des Schraubbolzen aufgedreht ist, welcher sich über die Durchgangsbohrung (52) des Messerträgers (50, 50‘) hinaus erstreckt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Werkzeugbaugruppe für eine Zerkleinerungsvorrichtung zum Zerkleinern von Zerkleinerungsgut wie Abfälle und/oder Produktionsreste, umfassend einen einstückigen Messerträger sowie ein lösbar am Messerträger befestigtes Messer. Die Erfindung betrifft ferner einen Zerkleinerungsrotor, umfassend eine derartige Werkzeugbaugruppe sowie ein Messer für eine solche Werkzeugbaugruppe.
Bei den hier betrachteten Zerkleinerungsvorrichtungen wirken in der Regel die am Umfang eines Zerkleinerungsrotors befestigten Messer mit den zum Rotor stationär, beispielsweise am Maschinenteil der Zerkleinerungsvorrichtung, angeordneten Gegenmesser zum Zerkleinern von Zerkleinerungsgut wie Holz, Papier, Kunststoff, Gummi, Textilien, Produktionsresten oder Abfällen aus Industrie und Gewerbe, jedoch auch Sperrmüll, Hausmüll und DSD-Sammlungen, wie Krankenhausabfällen, etc. zusammen. Je nach Zerkleinerungsgut sind insbesondere die am Zerkleinerungsrotor angeordneten Messer einem nicht unerheblichen Verschleiß unterworfen, sodass diese Messer in Abhängigkeit des jeweiligen Zerkleinerungsgutes regelmäßig ausgetauscht werden müssen. Zu diesem Zweck sind die Messer über einen jeweiligen Messerträger lösbar am Zerkleinerungsrotor befestigt. Der Messerträger selbst wird mit dem Zerkleinerungsrotor verbunden, beispielsweise durch Verschrauben oder Verschweißen.
Zur Befestigung der Messer, die auf dem Gebiet auch als Schneidkronen bezeichnet werden, ist eine jeweilige Schraubverbindung zwischen Messer und Messerträger bekannt, bei welcher sich ein Schraubbolzen rückseitig durch eine Durchgangsbohrung im Messerträger erstreckt, wobei der Bolzen in eine sich zwischen den beiden Grundflächen des Messers erstreckende und zur Durchgangsbohrung im Messerträger ausgerichtete Gewindebohrung eingedreht ist.
Die Schneidkronen werden zur Verminderung des Verschleißes aus einem hochlegierten Werkzeugstahl hergestellt und/oder nach der Formgestaltung gehärtet. Herkömmliche Schneidkronen weisen eine maximale Härte von ca. 59 HRC auf. Trotzdem kann es gelegentlich durch starke Belastung der Messer beim Zerkleinerungsvorgang, beispielsweise hervorgerufen durch Fremdkörper im Zerkleinerungsgut, zu Brüchen oder Ausbrüchen an den Messern kommen. Problematisch ist die vom Gewindegrund der Gewindebohrung in den Messern ausgehende Kerbwirkung, die zum Durchbruch des Messers führen kann. Darüber hinaus können im Betrieb muschelartige Ausbrüche im Bereich der Gewindebohrung des Messers auf der Seite zum Messerträger auftreten. Dabei hat sich herausgestellt, dass die Wahl eines Werkzeugstahls für das Messer mit noch höherem Härtegrad zur Erhöhung der Verschleißfestigkeit nicht zielführend ist, sondern hierdurch tatsächlich die Standfestigkeit der Messer aufgrund einer erhöhten Bruchgefahr vermindert wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Standzeit herkömmlicher Messer für Zerkleinerungsvorrichtungen zu erhöhen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Werkzeugbaugruppe für eine, am Umfang eines Zerkleinerungsrotors befestigte Messer aufweisende Zerkleinerungsvorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1.
Die erfindungsgemäße Werkzeugbaugruppe weist einen vorzugsweise einstückigen Messerträger auf, der am Zerkleinerungsrotor der Zerkleinerungsvorrichtung befestigbar ist und der eine Auflagefläche aufweist zur Auflage an einen am Rotor gestalteten Sitz sowie eine Anlagefläche, durch welche sich eine gewindefreie Durchgangsbohrung erstreckt. Die Werkzeugbaugruppe umfasst ferner ein lösbar am Messerträger befestigtes Messer mit zumindest drei, insbesondere vier seitlichen Begrenzungsflächen und zwei Grundflächen, wobei zumindest eine der beiden Grundflächen als Arbeitsfläche ausgebildet ist mit einer Mehrzahl von Schneidkanten, und wobei sich zwei Schneidkanten in einer Schneidspitze schneiden. Das Messer weist eine gewindefreie Durchgangsbohrung auf, die sich zwischen beiden Grundflächen erstreckt und die an der Arbeitsfläche eine Ansenkung wie eine konusförmige Erweiterung aufweist. Das Messer liegt in Einbaulage mit einer seiner beiden Grundflächen direkt oder indirekt an der Anlagefläche des Messerträgers an, wobei die Durchgangsbohrung des Messerträgers und des Messers zueinander ausgerichtet sind und eine Schraubverbindung zwischen Messer und Messerträger vorgesehen ist, umfassend einen, sich durch die Durchgangsbohrung des Messers und des Messerträgers erstreckenden Schraubbolzen mit einem kegelförmigen Kopf, der in der Ansenkung der Bohrung an der Arbeitsfläche des Messers zur Anlage kommt bzw. von dieser aufgenommen wird. Zur Befestigung des Messers an dem Messerträger ist eine Schraubenmutter mit einem hülsenartigen Grundkörper auf einem Abschnitt des Schraubbolzens aufgedreht, der sich über die Durchgangsbohrung des Messerträgers hinaus erstreckt.
Mit der angegebenen Gestaltung der erfindungsgemäßen Werkzeugbaugruppe, respektive der Gestaltung des Messers und des dazugehörigen Messerträgers, kann eine Befestigung des Messers bereitgestellt werden, welche mit geringeren mechanischen Belastungen auf das Messer im Vergleich zu bekannten Messern verbunden ist, wodurch die durchschnittliche Standzeit des Messers der erfindungsgemäßen Werkzeugbaugruppe erhöht ist. Durch den Wegfall des Gewindes im Messer können die insbesondere dort durch die angreifenden Betriebskräfte am gehärteten Material bzw. hochlegierten Werkzeugstahl auftretenden Kerbwirkungen vermieden werden. Mit der erfindungsgemäßen Gestaltung kann letztlich auch die unter Umständen im Stand der Technik umgesetzte Lösung des Einsetzens einer Gewindehülse in eine entsprechende Durchgangsbohrung im Messer vermieden werden, da das Einsetzen einer solchen Gewindehülse in das Messer mit einer größeren Bohrung, d.h. mit einer größeren Materialschwächung und damit einer verminderten Standzeit des Messers verbunden ist.
Darüber hinaus können bei der erfindungsgemäßen Werkzeugbaugruppe die Spannkräfte zur Befestigung des Messers am Messerträger über die gesamte konusförmige Erweiterung an der Arbeitsfläche des Messers symmetrisch in das Messer eingeleitet werden, sodass punktuelle Spitzenbelastungen am bzw. im Messer verhindert bzw. reduziert sind, welche ansonsten die Standzeit des Messers erniedrigen können. Durch den Wegfall des Gewindes im Messer entfällt ferner eine unsymmetrische Verteilung der Vorspannkraft des Schraubbolzen innerhalb des Gewindes aufgrund eines eventuell vorliegenden unterschiedlichen Härtungsgrades zwischen Messer und Schraubbolzen, sodass die oben beschriebenen, häufig muschelartigen Ausbrüche am Messer wesentlich vermindert werden können.
Durch die Gestaltung der erfindungsgemäßen Werkzeugbaugruppe, respektive des Messers und des zugehörigen Messerträgers kann der Härtegrad des Messermaterials und damit die Standzeit des Messers im Vergleich zu herkömmlichen Messern stark erhöht werden, ohne dass sich wie bei den bekannten Werkzeugbaugruppen bzw. Messern die Gefahr von Brüchen oder Ausbrüchen am Messer erhöht. Somit können mit der Erfindung nun zur Gestaltung der Messer hochlegierte Werkzeugstähle mit Härtegraden größer 59 HRC Rockwellhärte, insbesondere ca. 62 HRC Rockwellhärte oder gar größer 62 HRC wie 63 HRC Verwendung finden. Letztlich ist es mit der Erfindung nun auch möglich, die Messer anstatt aus einem hochlegierten Werkzeugstahl als Voll-Hartmetallmesser auszubilden, was den Verschleiß der Messer gegenüber herkömmlichen Gestaltungen der Werkzeugbaugruppe bzw. des Messers extrem vermindert und damit die Standzeit nochmals wesentlich erhöht. Derartige Hartmetalle können gesinterte Verbundwerkstoffe, beispielsweise gesinterte Carbidhartmetalle umfassen bzw. daraus bestehen.
Weitere erfindungsgemäße Merkmale der Erfindung sind in der allgemeinen sowie der speziellen Beschreibung, den Figuren und den Unteransprüchen angegeben.
Um das Einwirken des Messers auf das Zerkleinerungsgut zu verbessern und somit insbesondere den Durchsatz zu erhöhen, kann zweckmäßigerweise vorgesehen sein, dass die zumindest eine Arbeitsfläche des Messers konkav ausgebildet ist zur Bereitstellung von gekrümmt verlaufenden Schneidkanten. Damit ist die Grundfläche, respektive die Arbeitsfläche abschnittsweise nach innen gewölbt, sodass die jeweiligen beiden, sich in einer Schneidspitze schneidenden Schneidkanten konkav verlaufen. Hierdurch entsteht eine sich in Richtung auf das Zerkleinerungsgut erstreckende Schneidspitze, welche hakenartig in das Schneidgut eindringt, wobei im weiteren Verlauf des Schneidvorgangs die beiden sich in der Schneidspitze schneidenden Schneidkanten auf das Material zu dessen Zerkleinerung einwirken.
Zweckmäßigerweise kann das Messer als Prisma ausgebildet sein mit vier Seitenflächen und zwei Grundflächen, wobei in der allgemeinen Ausführungsform des Messers im verbundenen Zustand mit dem Messerträger die als Arbeitsfläche ausgebildete Grundfläche die Einwirkgeometrie auf das Zerkleinerungsgut bereitstellen kann und die zweite Grundfläche eine Anlagefläche zur Anlage an eine zugeordnete Anlagefläche des Messerträgers.
Bei einer Gestaltung des Messers der erfindungsgemäßen Werkzeugbaugruppe mit vier Seitenflächen, respektive vier Schneidkanten an jeder Grundfläche können zweckmäßigerweise vier Schneidspitzen bereitgestellt werden. Somit stehen nach einem Verschleiß einer Schneidspitze bzw. ihrer zugeordneten Schneidkanten, die sich in der Schneidspitze schneiden, durch Lösen der Schraubverbindung und durch Drehen des Messers um 180° um die Bohrachse eine unbenutzte Schneidspitze sowie die zugeordneten, unbenutzten Schneidkanten für einen weiteren Zerkleinerungszyklus zwischen den Wartungsintervallen bereit. Zweckmäßigerweise kann dabei das Messer so am Messerträger befestigt sein, dass nur die beiden sich in einer Schneidspitze schneidenden Schneidkanten der Arbeitsfläche frei liegen und die beiden anderen Kanten der Arbeitsfläche durch den Sitz am Zerkleinerungsrotor abgedeckt bzw. geschützt sind. Beispielsweise kann das Messer mit dem Messerträger mit einer Messerspitze nach oben in einen jeweiligen Sitz am Rotor eingelassen sein, wobei der Sitz die Gestalt einer V-förmigen Ausnehmung aufweisen kann, sodass die beiden, aufgrund der Einbaulage des Messers nicht aktiven Schneidkanten der jeweiligen Arbeitsfläche in der Vförmigen Ausnehmung angeordnet und damit geschützt sind.
Um die Standzeit für ein Messer weiter zu erhöhen, kann vorgesehen sein, dass auch die andere Grundfläche des Messers als Arbeitsfläche ausgebildet ist mit einer Mehrzahl von Schneidkanten, wobei sich beispielsweise jeweils zwei Schneidkanten in einer Schneidspitze schneiden und die Bohrung an der anderen Grundfläche eine kegelförmige Erweiterung aufweist. Diese Ausführungsform kann somit an beiden Grundflächen sowohl eine Arbeitsfläche als auch eine Anlagefläche bereitstellen, je nach Lage des Messers relativ zum Messerträger. Für das Wechseln der Arbeitsflächen wird das Messer durch Lösen und Herausziehen des Schraubbolzens vom Messerträger getrennt, gewendet und dann mit der anderen Grundfläche am Messerträger anliegend befestigt. Bei entsprechender Ausbildung der beiden Grundflächen als Arbeitsfläche können dann wiederum mehrere Schneidspitzen und zugeordnete Schneidkanten durch Drehen des Messers um die Bohrachse zur Verfügung gestellt werden.
Soweit beide Grundflächen als Arbeitsflächen mit entsprechenden Schneidkanten ausgebildet sind, können diese zweckmäßigerweise identisch aufgebaut sein. In einer anderen Ausführungsform können diese jedoch auch unterschiedliche ausgebildet sein, beispielsweise mit einem unterschiedlichen Grad der Konkavität entsprechend unterschiedlichen Krümmungsradien der Arbeitsflächen bzw. der Schneidkanten. Durch Wahl der jeweiligen Arbeitsfläche des Messers kann dieses beispielsweise an unterschiedliche Zerkleinerungsanforderungen bzw. unterschiedliche Zerkleinerungsgüter angepasst werden.
Die erfindungsgemäße Werkzeugbaugruppe kann insbesondere zum Austausch eines herkömmlichen Messerträgers mit zugeordnetem Messer mit den obenstehend beschriebenen Vorteilen verwendet werden. Dies gilt vor allem bei solchen Messerträger, welche über eine lösbare Verbindung am Zerkleinerungsrotor befestigbar sind. Die Befestigungseinrichtung am Messerträger der Werkzeugbaugruppe kann dabei an den jeweiligen Zerkleinerungsrotor angepasst werden. In einer besonderen Ausführungsform kann jedoch auch vorgesehen sein, dass der Messerträger der erfindungsgemäßen Werkzeugbaugruppe an den Zerkleinerungsrotor angeschweißt wird.
Zweckmäßigerweise kann vorgesehen sein, dass der Schraubbolzen allein mit seinem kegelförmigen Kopf am Messer anliegt, sodass der Kraftfluss beim Klemmen des Messers am Messerträger möglichst symmetrisch im Messer verläuft.
Um die Schraubenmutter insbesondere vor mechanischer Einwirkung zu schützen kann vorgesehen sein, dass der Messerträger auf seiner zum Messer abgewandten Seite um seine Bohrung herum eine zylinderförmige Absenkung aufweist, in die sich die Schraubenmutter axial zumindest abschnittsweise erstreckt.
Ein weiterer Schutz gegen mechanische Einwirkung von Zerkleinerungsgut auf die Verbindungsstelle zwischen Mutter und Schraubbolzen kann dadurch erreicht werden, dass zumindest eine Begrenzungsfläche des Messerträgers das gewindeseitige Ende des Schraubbolzens in Bewegungsrichtung des Rotors abschattet, insbesondere auch die Schraubenmutter.
Um insbesondere das einfache Lösen der Schraubverbindung zwischen Messer und Messerträger bereitzustellen, kann zweckmäßigerweise vorgesehen sein, dass zwischen dem Schaft des Schraubbolzens und dem Messerträger eine formschlüssige Drehsicherung vorgesehen ist. Hierzu können verschiedene Gestaltungen zweckmäßig sein. Beispielsweise kann der Schaft des Schraubbolzens über eine vorgegebene axiale Erstreckung im Querschnitt mehreckig ausgebildet sein und die Bohrung des Messerträgers in diesem Längsabschnitt komplementär eckig zur Bereitstellung eines Formschlusses zwischen Schraubbolzen und Messerträger. In einer weiteren Ausführungsform kann eine Passfeder bzw. ein Passbolzen angeordnet sein, die jeweils in einer Passfedernut bzw. Passbohrung im Schraubbolzen und Messerträger verlaufen. All diesen Ausführungsformen ist gemein, dass eine tangentiale Kraft auf den Schraubbolzen vom Messerträger aufgenommen werden kann.
Um auch nach längerem Nutzen des Messers ein Lösen der Schraubverbindung trotz der auf die gesamte Werkzeugbaugruppe einwirkenden Betriebskräfte, insbesondere durch bewegtes Zerkleinerungsgut, zu ermöglichen, kann vorgesehen sein, dass die Schraubenmutter einen hülsenartigen Grundkörper aufweist. Dieser hülsenartige Grundkörper kann einen innenseitigen Gewindeabschnitt und einen sich axial an diesen direkt oder über einen axialen Verbindungsabschnitt anschließenden Werkzeugeingriffsabschnitt umfassen, wobei der Werkzeugeingriffsabschnitt eine axiale Aufnahme aufweisen kann zur Bereitstellung von Werkzeuganlageflächen, insbesondere in Form eines Innensechskants. Diese axiale Aufnahme kann insbesondere durch die beschriebenen Werkzeuganlageflächen festgelegt sein, die sich in axialer Richtung erstrecken können. Da ein Zerkleinerungsrotor in der Regel in eine vorgegebene und gleichbleibende Richtung dreht, sind die Werkzeuganlageflächen optimal geschützt, ohne dass während des Zerkleinerungsbetriebs auf sie erhöhte Kräfte einwirken. Einzig Ablagerungen sind unter Umständen aus der axialen Aufnahme zu entfernen, beispielsweise durch Druckluft zur Freilegung der in der axialen Aufnahme angeordneten Werkzeuganlageflächen.
In einer besonderen Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass zwischen dem axial verlaufenden Gewindeabschnitt und dem axial verlaufenden Werkzeugeingriffsabschnitt der Schraubenmutter ein Bodenabschnitt angeordnet ist, der sich radial zur Achse des hülsenförmigen Grundkörpers erstreckt, sodass das in die Schraubenmutter eingedrehte Ende des Gewindebolzens hermetisch abgedeckt ist, sodass insbesondere keine Einwirkung von Zerkleinerungsgut auf das Gewinde des Gewindebolzens stattfinden kann.
Das Messer kann mit einer der beiden Grundflächen direkt oder indirekt, z.B. unter Vermittlung einer Zwischenplatte, an einer Anlagefläche des Messerträgers anliegen. Diese Anlagefläche des Messerträgers kann insbesondere als ebene Fläche ausgebildet sein. In solchen Fällen, bei welchen die Anlagefläche des Messers am Messerträger nicht eben, sondern zumindest abschnittsweise gekrümmt, beispielsweise konkav, ausgebildet ist, kann die Anlagefläche des Messerträgers entsprechend der Krümmung der Grundfläche des Messers ausgebildet sein, beispielsweise konvex. Dies trifft insbesondere bei solchen Messern zu, welche an beiden Grundflächen konkave Schneidkanten aufweisen.
In einer besonderen Ausführung kann zwischen Messerträger und Messer eine Adapterplatte angeordnet sein zur Anpassung der Anlagefläche des Messers an die Anlagefläche des Messerträgers.
Darüber hinaus umfasst die Erfindung einen Zerkleinerungsrotor für eine Zerkleinerungsvorrichtung, aufweisend zumindest eine, in der Regel eine Mehrzahl von Werkzeugbaugruppen nach einem der Ansprüche 1 bis 13.
Ferner hinaus umfasst die Erfindung ein Messer für eine Werkzeugbaugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 13.
Die Erfindung wird im Folgenden durch das Beschreiben einiger Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen erläutert, wobei
1a–d eine erste Ausführungsform eines zur Verwendung in einer erfindungsgemäßen Werkzeugbaugruppe gestalteten Messers in einer perspektivischen Ansicht (a), einer Vorderansicht (b), einer Rückansicht (c) sowie einer Schnittdarstellung (d),
2a–d eine weitere Ausführungsform eines zur Verwendung in einer erfindungsgemäßen Werkzeugbaugruppe gestalteten Messers in einer perspektivischen Ansicht (a), einer Vorderansicht (b), einer Rückansicht (c) sowie einer Schnittdarstellung (d),
3a–d eine, zur Verwendung in einer erfindungsgemäßen Werkzeugbaugruppe gestalteten Ausführungsform eines Messerträgers zur lösbaren Befestigung eines Messers gemäß 1, 2 an einen Zerkleinerungsrotor einer Zerkleinerungsvorrichtung in einer perspektivischen Ansicht (a), einer Frontansicht (b), einer Rückansicht (c) sowie einer Schnittdarstellung (d),
4 die Anordnung in Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Werkzeugbaugruppe, umfassend einen Messerträger gemäß 3a, an welchem ein Messer gemäß 2a über eine Schraubverbindung lösbar befestigt ist, an einem Zerkleinerungsrotor,
5 die Anordnung in Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Werkzeugbaugruppe, umfassend einen Messerträger gemäß 3a, an welchem ein Messer gemäß 1a über eine Schraubverbindung lösbar befestigt ist, an einem Zerkleinerungsrotor,
6 die Anordnung in Schnittdarstellung einer anderen Ausführungsform einer erfindungsgemäß gestalteten Werkzeugbaugruppe an einem Zerkleinerungsrotor, und
7 eine weitere, an einem Zerkleinerungsrotor befestigte, erfindungsgemäße Werkzeugbaugruppe in Schnittdarstellung, welche zusätzlich zu den Bauteilen der Werkzeugbaugruppen der 4, 5 und 6 eine Adapterplatte umfasst,
zeigt.
Die 1a–d und 2a–d zeigen jeweils eine Ausführungsform eines Messers für eine Zerkleinerungsvorrichtung zur Verwendung in einer erfindungsgemäßen Werkzeugbaugruppe, die als solches an einem Zerkleinerungsrotor befestigbar ist, beispielsweise durch Verschrauben und/oder Verschweißen.
Das auch als Schneidkrone bezeichnete Messer 10 der 1a–d ist in der beschriebenen Ausführungsform als Prisma ausgebildet mit zwei Grundflächen 11, 12, die durch vier Schneidkanten 14a–d bzw. 16a–d begrenzt sind. Jeweils zwei dieser Schneidkanten schneiden sich in einer Schneidspitze 15a–d bzw. 17a–d. Da beide Grundflächen Schneidkanten bereitstellen, werden diese hier als Arbeitsflächen bezeichnet. Das Messer 10 weist in dieser Ausführungsform ebene Grundflächen 11, 12 sowie hierzu senkrecht angeordnete ebene Seitenflächen 13a–d auf. Zur Befestigung des Messers weist dieses eine Durchgangsbohrung 18 auf, die am Innenmantel glatt gestaltet ist, d.h. kein Gewinde umfasst. Zur Aufnahme eines kegelförmigen Kopfes eines Schraubbolzens ist an beiden Arbeitsflächen, d.h. an beiden Grundflächen 11, 12 eine konusförmige Erweiterung 19a, b vorgesehen. Dies geht insbesondere aus der Schnittdarstellung der 1d hervor, die einen Schnitt zeigt, der die Bohrungsachse umfasst und parallel zur Seitenfläche 13b bzw. 13d verläuft. Beide Grundflächen sind in dieser Ausführungsform als identische gestaltete Arbeitsflächen ausgebildet.
Das Messer gemäß 2a–d unterscheidet sich zu dem Messer gemäß 1a–d zunächst darin, dass die vordere Grundfläche 21 konkav gekrümmt ist, derart, dass sich jeweils zwei konkav verlaufende Schneidkanten 24a–d in einer jeweiligen Schneidspitze 25a–d schneiden. Bei der Benutzung des Messers greifen diese Spitzen aufgrund des konkaven Verlaufs der Schneidkanten hakenförmig in das Zerkleinerungsgut ein, was zu einer aggressiveren Zerkleinerung führt. Wiederum weist die Arbeitsfläche, hier die Grundfläche 21, eine konusförmige Erweiterung oder Absenkung 29 der Durchgangsbohrung 28 auf. Im weiteren Unterschied zum Messer 10 gemäß der 1a–d ist die rückseitige Grundfläche 21 des Messers 20 nicht als Arbeitsfläche ausgebildet und weist dementsprechend keine Absenkung der Bohrung 28 auf, siehe 2c.
Um die Messer lösbar am Zerkleinerungsrotor zu befestigen ist in der beschriebenen Ausführungsform für jedes Messer ein einzelner, einstückiger Messerträger 50 vorgesehen, siehe die 3a–d, wobei 3a den Messerträger in einer perspektivischen Ansicht, 3b den Messerträger in einer Vorderansicht entgegen der Rotordrehrichtung, 3c eine Rückansicht des Messerträgers und 3d den Messerträger in einer Schnittebene zeigt, welche die Achse einer Durchgangsbohrung 52 des Messerträgers enthält und parallel zur Flächennormale der Anlagefläche 51 orientiert ist.
In der beschriebenen Ausführungsform wird der Messerträger 50 in einem gefrästen Sitz am Rotor verschweißt, wobei der Sitz durch eine V-förmige Ausnehmung am Rotor gestaltet sein kann. Der Messerträger 50 umfasst an seiner zum Messer abgewandten Rückseite um die Bohrung 52 herum eine, z.B. zylinderförmige, Absenkung 54. Die oberseitige Begrenzungsfläche 55 schattet den Bereich der Absenkung 54 ab, worauf untenstehend noch näher eingegangen wird. Wie aus der Vorderansicht der 3b sowie der Schnittdarstellung der 3d erkennbar, ist an der Vorderseite des Messerträgers, d.h. an der Anlagefläche 51 zur Bohrung eine weitere Absenkung 53 vorgesehen, die hier eckige Begrenzungsflächen aufweist, insbesondere in Form eines Innensechskants.
4 zeigt in einer Schnittdarstellung die Anordnung eines oben beschriebenen Messers 20, das über eine Schraubverbindung an einem Messerträger 50 lösbar befestigt ist, der selbst an einem Zerkleinerungsrotor 100 einer Zerkleinerungsvorrichtung angeschweißt ist, wobei die Schnittebene senkrecht zur Achse des Zerkleinerungsrotors verläuft und die Achse einer Durchgangsbohrung 52 (s. 3d) eines Messerträgers 50 in der Schnittebene verläuft.
Aus der 4 ersichtlich liegt das Messer 20 mit seiner rückseitigen, ebenen Grundfläche 22 an der ebenen Anlagefläche 51 des Messerträgers 50 an. Ein Schraubbolzen 60 erstreckt sich von der Messerseite durch die Durchgangsbohrung 28 des Messers und die Durchgangsbohrung 52 des Messerträgers 50 und tritt mit seinem Gewindeabschnitt 63 im Bereich der Absenkung 54 des Messerträgers 50 aus diesem heraus. Eine axial mit einem Zwischenbodenabschnitt 71 einseitig geschlossene Schraubenmutter 70 ist auf das Bolzengewinde 63 des Schraubbolzens aufgeschraubt. Die Schraubenmutter 70 liegt über einen Federring 80 am Messerträger 50 zur Verklemmung des Messers 20 am Messerträger 50 an. Dabei weist der Schraubbolzen 60 einen kegelförmigen Schraubkopf 61 auf, dessen Mantelfläche 62 vollumfänglich, d.h. über einen Umfangskreis von 360°, an der konusförmigen Erweiterung 29 des Messers 20 anliegt.
Benachbart zum Schraubkopf 61 ist der Schaft des Schraubbolzens 60 in der beschriebenen Ausführungsform mit einem eckigen, hier sechseckigen Querschnitt ausgebildet, der sich im zusammengesetzten Zustand der Werkzeugbaugruppe in den Bereich der Formschlussflächen 53 des Messerträgers 50 erstreckt, siehe 3d. Die komplementär ausgebildeten Formschlussflächen im Abschnitt 64 des Schraubbolzens 60 korrespondieren mit den Formschlussflächen 53 des Messerträgers 50, sodass ein Formschluss zwischen Schraubbolzen und Messerträger bereitgestellt ist, der verhindert, dass der Schraubbolzen im Messerträger 50 gedreht werden kann, was sowohl die Befestigung als auch das Lösen des Messers am Messerträger erleichtert.
Auf der zum Gewinde 72 abgewandten Seite des Zwischenbodenabschnitts 71 der Schraubenmutter 70 weist diese in dem beschriebenen Beispiel als Innensechskantflächen ausgebildete Werkzeuganlageflächen auf, von denen in der 4 eine mit dem Bezugszeichen 73 gekennzeichnet ist. Die Außenmantelfläche 74 der Schraubenmutter 70 schützt diese Werkzeuganlageflächen gegen Einwirkung von Zerkleinerungsgut um ein problemloses Einsetzen eines entsprechenden Werkzeuges, hier eines Sechskantschlüssels, zum Lösen der Schraubenmutter 70 bereitzustellen. In diesem Sinne ist ferner die oberseitige Begrenzungsfläche 55 des Messerträgers 50 abgeschrägt, um den Schraubbolzen 60, respektive die Schraubenmutter 70, in Rotationsrichtung R des Zerkleinerungsrotors gegen das Zerkleinerungsgut abzuschatten.
5 zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäß ausgebildeten Werkzeugbaugruppe, befestigt an einem Rotor 100 in einer Schnittdarstellung entsprechend der Darstellung der 4. Das Messer ist identisch zum obenstehend mit Bezug auf 1 beschriebenen Messer 10 ausgebildet. Dabei besteht der einzige Unterschied zu der in 4 gezeigten Ausführungsform darin, dass das Messer 10 an seiner Arbeitsfläche nicht konkav, sondern wie an seiner Anlagefläche 51 eben ausgebildet ist.
6 zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäß ausgebildeten Werkzeugbaugruppe, wiederum befestigt an einem Rotor 100 in einer Schnittdarstellung entsprechend der Darstellung der 4. Das Messer 20‘ ist bezüglich auf die Grundfläche 21 identisch zum obenstehend mit Bezug auf 2 beschriebenen Messer 20 ausgebildet. Der einzige Unterschied besteht in der Gestaltung der Grundfläche 22, die hier nicht eben ausgebildet ist, sondern identisch zu der Grundfläche 21. Entsprechend ist die Grundfläche 22‘ als konkave Arbeitsfläche ausgebildet mit konkav gekrümmten Schneidkanten, wobei sich jeweils zwei in einer Schneidspitze schneiden. Wie in Bezug auf die Grundfläche 21 obenstehend erläutert, weist hier auch die Grundfläche 22‘ im Bereich der Durchgangsbohrung 28 eine konusförmige Erweiterung 29‘ auf, welche die gleiche Funktion wie die konusförmige Erweiterung 29 der Anlagefläche 21 umfasst. Komplementär zu der konkaven Arbeitsfläche 22‘ des Messers 20‘ ist die Anlagefläche 51‘ des Messerträgers 50‘ ausgebildet, sodass das Messer 20‘ mit seiner Arbeitsfläche 22‘ vollflächig an dem Messerträger 50‘ anliegt. Die weitere Gestaltung des Messerträgers 50‘ und des Messers 20‘ entsprechen denen des Messerträgers 50 bzw. des Messers 20 der 4, sodass darauf nicht weiter eingegangen werden muss. Die Gestaltung der Werkzeugbaugruppe gemäß 6 weist den Vorteil auf, dass das Messer 20‘ nach einem Verschleiß der aktuell wirksamen Schneidkanten bzw. der zugeordneten Schneidspitze zur Verlängerung der Standzeit nicht nur nach dem Lösen der Schraubverbindung um die Achse der Durchgangsbohrung 28 gedreht werden kann. Darüber hinaus kann das Messer 20 gewendet werden kann, derart, dass die zunächst als Anlagefläche zum Messerträger wirkende Grundfläche nach dem Wenden des Messers als Arbeitsfläche dient. Entsprechend liegt dann die zunächst als Arbeitsfläche dienende Grundfläche des Messers am Messerträger an.
7 zeigt eine weitere Ausgestaltung einer Werkzeugbaugruppe zur Befestigung an einem Rotor 100. Verbaut ist ein Messer 20‘, das identisch mit dem mit Bezug auf 6 beschriebenen Messer ist. Darüber hinaus ist der Messerträger 50 identisch zum Messerträger 50 der 4 aufgebaut. Um eine Anpassung der ebenen Anlagefläche 51 an die konkave Grundfläche 22‘ des Messers 20 bereitzustellen, ist eine Adapterplatte 90 vorgesehen, die eine zum Messerträger gewandte ebene Anlagefläche 91 und eine zum Messer 20‘ gewandte gekrümmte, hier konvexe, Anlagefläche 92 aufweist. Sowohl in der Gestaltung gemäß 6 als auch der gemäß 7 ist der Schraubbolz 60 als auch die Schraubenmutter 70 identisch zu denen der 4 ausgebildet. Die Ausführung gemäß 7 eignet sich insbesondere in solchen Anwendungen, bei welchen ein Zerkleinerungsrotor mit unlösbar angebrachten Messerträgern 50 ausgestattet und diese mit doppelseitig verwendbaren Messern auszurüsten sind.
Bezugszeichenliste

10: Messer
11, 12: Grundfläche
13a–d: Seitenfläche
14a–d: Schneidkanten
15a–d: Schneidspitzen
16a–d: Schneidkanten
17a–d: Schneidspitzen
18: Durchgangsbohrung
19a, b: Konusfömige Erweiterung
20, 20‘: Messer
21, 22, 22‘: Grundfläche
23a–d: Seitenfläche
24a–d: Schneidkante
25a–d: Schneidspitze
26a–d: Schneidkante
27a–d: Schneidspitze
28: Durchgangsbohrung
29, 29‘: Konusförmige Erweiterung
50, 50‘: Messerträger
51, 51‘: Anlagefläche
52: Durchgangsbohrung
53: Formschlussfläche
54: Absenkung
55: Schrägfläche
60: Schraubbolzen
61: Schraubkopf
62: Konusfläche
63: Gewindeabschnitt
64: Umfänglicher Formschlussabschnitt
70: Schraubenmutter
71: Zwischenbodenabschnitt
72: Gewinde
73: Werkzeuganlagefläche
74: Außenmantelfläche
80: Federring
90: Adapterplatte
91: Ebene Anlagefläche
92: Konvexe Anlagefläche
100: Zerkleinerungsrotor
R: Rotationsrichtung

Claims

Werkzeugbaugruppe für eine, am Umfang eines Zerkleinerungsrotors (100) befestigte Messer aufweisende Zerkleinerungsvorrichtung, umfassend: – einen einstückigen Messerträger (50, 50‘), der am Zerkleinerungsrotor (100) der Zerkleinerungsvorrichtung befestigbar ist, und der eine Auflagefläche aufweist zur Auflage in einen am Rotor gestalteten Sitz sowie eine Anlagefläche (51, 51‘), von welcher sich eine gewindefreie Durchgangsbohrung (52) erstreckt; – ein lösbar am Messerträger (50, 50‘) befestigtes Messer (10, 20, 20‘) mit zumindest drei seitlichen Begrenzungsflächen (13a–d, 23a–d) und zwei Grundflächen (21, 22, 22‘), wobei zumindest eine der beiden Grundflächen als Arbeitsfläche ausgebildet ist mit einer Mehrzahl von Schneidkanten (16a–d, 24a–d) und sich zumindest zwei Schneidkanten in einer Schneidspitze (15a–d, 25a–d) schneiden und wobei das Messer (10, 20, 20‘) eine gewindefreie Durchgangsbohrung (18, 28) aufweist, die sich zwischen beiden Grundflächen (21, 22, 22‘) erstreckt und die an der Arbeitsfläche eine Ansenkung, insbesondere in Form einer konusförmigen Erweiterung (19a, b; 29, 29‘) aufweist; wobei das Messer (10, 20, 20‘) mit einer der beiden Grundflächen (21, 22, 22‘) direkt oder indirekt an der Anlagefläche (51, 51‘) des Messerträgers (50, 50‘) anliegt und die Durchgangsbohrung (52) des Messerträgers und die Durchgangsbohrung (18, 28) des Messers zueinander ausgerichtet sind; – eine Schraubverbindung zwischen Messer (10, 20, 20‘) und Messerträger (50, 50‘), umfassend einen, sich durch die Durchgangsbohrungen (18, 28; 52) des Messers und des Messerträgers erstreckenden Schraubbolzen (60) mit einem kegelförmigen Kopf (61), der in der Ansenkung der Bohrung (18, 28) an der Arbeitsfläche des Messers (10, 20, 20‘) zur Anlage kommt, wobei eine Schraubenmutter (70) zur Klemmung des Messers an dem Messerträger auf einen Abschnitt des Schraubbolzen aufgedreht ist, welcher sich über die Durchgangsbohrung (52) des Messerträgers (50, 50‘) hinaus erstreckt.
Werkzeugbaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitsfläche des Messers (20, 20‘) konkav ausgebildet ist zur Bereitstellung von gekrümmt verlaufenden Schneidkanten (24a–d).
Werkzeugbaugruppe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass auch die andere Grundfläche (21, 22, 22‘) des Messers als Arbeitsfläche ausgebildet ist mit einer Mehrzahl von Schneidkanten (14a–d, 24a–d) und sich jeweils zwei Schneidkanten in einer Schneidspitze (15a–d, 25a–d) schneiden und die Bohrung (18, 28) an der anderen Grundfläche eine Ansenkung aufweist.
Werkzeugbaugruppe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass beide Arbeitsflächen des Messers (20, 20‘) zueinander unterschiedliche Krümmungsradien aufweisen.
Werkzeugbaugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schraubbolzen (60) allein mit seinem kegelförmigen Kopf (61) an dem Messer (10, 20, 20‘) anliegt.
Werkzeugbaugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Messerträger (50, 50‘) auf seiner zum Messer (10, 20, 20‘) abgewandten Seite um seine Durchgangsbohrung (52) herum eine zylinderförmige Absenkung aufweist, in welche sich die Schraubenmutter (70) zumindest abschnittsweise erstreckt.
Werkzeugbaugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass Begrenzungsflächen des Messerträgers (50, 50‘) das gewindeseitige Ende des Schraubbolzens (60) in Bewegungsrichtung des Rotors (100) abschatten.
Werkzeugbaugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Schaft des Schraubbolzens (60) und dem Messerträger (50, 50‘) eine formschlüssige Drehsicherung vorgesehen ist.
Werkzeugbaugruppe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaft des Schraubbolzens (60) über eine vorgegebene axiale Erstreckung im Querschnitt mit Formschlussflächen, insbesondere mehreckig, ausgebildet ist und die Bohrung (52) des Messerträgers (50, 50‘) in diesem Längsabschnitt komplementäre Formschlussflächen aufweist, insbesondere komplementär eckig ausgebildet ist, zur Bereitstellung eines Formschlusses zwischen Schraubbolzen (60) und Messerträger.
Werkzeugbaugruppe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Passfeder bzw. ein Passbolzen angeordnet ist, die jeweils in eine Passfedernut bzw. Passbohrung im Schraubbolzen und Messerträger verlaufen.
Werkzeugbaugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubenmutter (70) einen hülsenartigen Grundkörper aufweist, der einen Gewindeabschnitt (63) und einen sich axial an diesen direkt oder über einen axialen Verbindungsabschnitt anschließenden Werkzeugeingriffsabschnitt aufweist, wobei der Werkzeugeingriffsabschnitt eine axiale Aufnahme aufweist zur Bereitstellung von Werkzeuganlageflächen, insbesondere in Form eines Innensechskants.
Werkzeugbaugruppe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Gewindeabschnitt (63) und Werkzeugeingriffsabschnitt ein Zwischenbodenabschnitt (71) angeordnet ist, der sich senkrecht zur Achse des hülsenförmigen Grundkörpers erstreckt.
Werkzeugbaugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Messerträger (50, 50‘) und Messer (10, 20, 20‘) eine Adapterplatte (90) angeordnet ist zur Anpassung der Anlagefläche des Messers (10, 20, 20‘) an die Anlagefläche (51, 51‘) des Messerträgers (50, 50‘).
Zerkleinerungsrotor (100) für eine Zerkleinerungsvorrichtung, umfassend zumindest eine Werkzeugbaugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 13.
Messer (10, 20, 20‘) für eine Werkzeugbaugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei das Messer zumindest drei, insbesondere vier seitliche Begrenzungsflächen (13a–d, 23a–d) und zwei Grundflächen (21, 22, 22‘) aufweist, und wobei zumindest eine der beiden Grundflächen als Arbeitsfläche ausgebildet ist mit einer Mehrzahl von Schneidkanten (16a–d, 24a–d) und sich zumindest zwei Schneidkanten in einer Schneidspitze (15a–d, 25a–d) schneiden und wobei das Messer (10, 20, 20‘) eine gewindefreie Durchgangsbohrung (18, 28) aufweist, die sich zwischen beiden Grundflächen (21, 22, 22‘) erstreckt und die an der Arbeitsfläche eine Ansenkung, insbesondere in Form einer konusförmigen Erweiterung (19a, b; 29, 29‘) aufweist und das Messer (10, 20, 20‘) mit einer der beiden Grundflächen (21, 22, 22‘) direkt oder indirekt an der Anlagefläche (51, 51‘) des Messerträgers (50, 50‘) anlegbar ist und die Durchgangsbohrungen (18, 28, 52) des Messerträgers und des Messer zueinander ausrichtbar sind.
Messer nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitsfläche des Messers (20, 20‘) konkav ausgebildet ist zur Bereitstellung von gekrümmt verlaufenden Schneidkanten (24a–d).
Messer nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass auch die andere Grundfläche (21, 22, 22‘) des Messers (10, 20, 20‘) als Arbeitsfläche ausgebildet ist mit einer Mehrzahl von Schneidkanten (14a–d, 24a–d) und sich jeweils zwei Schneidkanten in einer Schneidspitze (15a–d, 25a–d) schneiden und die Durchgangsbohrung (18, 28) auch an der anderen Grundfläche eine Ansenkung aufweist.
Messer nach Anspruch 15, 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Messer (10, 20, 20‘) ein Hartmetall umfasst, insbesondere als Voll-Hartmetallmesser ausgebildet ist.