DE202016001391U1

DE202016001391U1 - Vorrichtung zum Zerkleinern von Abfallmaterial und Schneidwerkzeug für eine Zerkleinerungsvorrichtung

Info

Publication number: DE202016001391U1
Application number: DE202016001391.3U
Authority: DE
Original assignee: J Willibald GmbH
Current assignee: J Willibald GmbH
Priority date: 2016-03-04
Filing date: 2016-03-04
Publication date: 2016-05-11
Anticipated expiration: 2026-03-05

Abstract

Zerkleinerungsvorrichtung für kompostierbares Material, insbesondere für pflanzliche Abfälle, umfassend: – einen Rotor (1), an dem sich mit seiner Rotation umlaufende Primärschneidwerkzeuge (2) befinden, die mit jeweils mindestens einem nach außen über die Mantelfläche des Rotors (1) hervorstehenden Schneideneinsatz (11) bestückt sind, und – Sekundärschneidwerkzeuge (4), die relativ zu den Primärschneidwerkzeugen (2) ruhend angeordnet sind, wobei – die Zerkleinerung des Materials infolge kammartigen Ineinandergreifens von Primärschneidwerkzeugen (2) und Sekundärschneidwerkzeugen (4) während der Rotation vorgesehen ist, und – Primärschneidwerkzeuge (2) vorhanden sind, die innerhalb des Rotors (1) um eine parallel zur Rotationsachse (5) ausgerichtete Schwenkachse (6) schwenkbar gelagert sind, gekennzeichnet durch – mindestens ein Schneidwerkzeug, das aus zwei einander benachbarten, um dieselbe Schwenkachse (6) schwenkbaren Primärschneidwerkzeugen (2) gebildet ist, die starr miteinander verbunden und dadurch bezüglich ihrer Schwenkbewegung zwangsgekoppelt sind, wobei – der in Richtung der Schwenkachse (6) gemessene Abstand (a) zwischen den Primärschneidwerkzeugen (2) durch die Abmessung von Sekundärschneidwerkzeugen (4) definiert ist, die ihrer Umlaufbahn zugeordnet sind.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Zerkleinerungsvorrichtung für Abfallmaterial, insbesondere für kompostierbare pflanzliche Abfälle, bei welcher auf einer Kreisbahn umlaufende Schneidwerkzeuge und relativ dazu ruhende Gegenschneidwerkzeuge kammartig ineinandergreifen und dabei das Material zerkleinert wird.
Zerkleinerungsvorrichtungen, die nach diesem Rotor-Stator-Schneidprinzip arbeiten, sind in unterschiedlichen Ausführungsformen mit Schneidwerkzeugen in Form von Hackmessern, Zähnen, Dornen, Stacheln oder ähnlich bekannt. Von den umlaufenden Schneidwerkzeugen, im Rahmen der vorliegenden Erfindung umfassend als Primärschneidwerkzeuge bezeichnet, wird mit von der Mantelfläche eines Rotors radial nach außen gerichteten Schneiden das Material erfasst, das über einen Förderweg der Zerkleinerungsvorrichtung zugeführt wird, und im Zusammenwirken mit den relativ dazu stillstehenden Gegenschneidwerkzeugen, im folgenden Sekundärschneidwerkzeuge genannt, zerkleinert.
Es sind Ausführungsformen bekannt, bei denen die Primärschneidwerkzeuge starr mit dem Rotor verbunden sind, so dass ihre Schneiden während der Rotation stets eine konstruktiv fest vorgegebene Position und Ausrichtung auf der Mantelfläche und damit auch in Rotationsrichtung haben. Eine solche Ausführungsform ist beispielsweise in DE 20 2004 010 316 U1 beschrieben. Hier sind mehrteilige Schneidwerkzeuge mit kraftschlüssiger Verbindung und unveränderlicher Orientierung ihrer Schneiden auf der Mantelfläche des Rotors befestigt.
Eine davon abweichende Ausführungsform ist in DE 43 27 120 C1 veröffentlicht. Zwecks Erhöhung ihrer Lebensdauer im Vergleich zu starr am Rotor angeordneten Schneidwerkzeugen sind hier Schneidwerkzeuge vorgesehen, die nur zum Teil, im wesentlichen mit ihrer Schneide, nach außen über die Mantelfläche des Rotors hervorstehen, wohingegen ein zweiter Teilbereich innerhalb des Rotors um eine parallel zur Rotationsachse ausgerichtete Schwenkachse schwenkbar gelagert ist.
In DE 20 2010 014 029 U1 sind ebenfalls Schneidwerkzeuge für Zerkleinerungsvorrichtungen beschrieben, die mit einem Schneiden tragenden Oberteil aus der Rotorummantelung herausragen, während der untere Teil mittels einer Schwenklagerung im Rotorinneren gehalten ist. Die Schneide ist hier, im Unterschied zu dem in dieser Veröffentlichung zitierten Stand der Technik, aus mehreren Teilen gebildet.
Die nachfolgend beschriebene Erfindung ist dem letztgenannten Sachgebiet von Zerkleinerungsvorrichtungen zuzuordnen, deren Rotor mit derart schwenkbar gelagerten Schneidwerkzeugen bestückt ist.
Davon ausgehend, dass bei Zerkleinerungsvorrichtungen trotz einer bereits fortgeschrittenen technischen Entwicklung auch gegenwärtig noch das Bedürfnis nach höherer Effizienz besteht, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Zerkleinerungsvorrichtung der beschriebenen Art so weiterzubilden, dass dieser Anspruch nach höherer Effizienz erfüllt wird.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass

– mindestens zwei Primärschneidwerkzeuge, die am Rotorumfang benachbart angeordnet und um kollineare Schwenkachsen schwenkbar gelagert sind, starr miteinander verbunden und so bezüglich ihrer Schwenkbewegung zwangsgekoppelt sind, wobei
– ihr in Richtung der Schwenkachsen gemessene Abstand voneinander durch die Abmessungen der Sekundärschneidwerkzeuge definiert ist, die ihrer Umlaufbahn zugeordnet sind, und
– im Bereich zwischen diesen Primärschneidwerkzeugen Abgleitflächen für das Material vorgesehen sind.

Erläuternd ist anzumerken, dass umlaufende Primärschneidwerkzeuge und stillstehende Sekundärschneidwerkzeuge insofern und dann einander zugeordnet sind, wenn die jeweils an ihnen ausgebildeten Schneiden bezüglich der Materialzerkleinerung im Wirkzusammenhang stehen. Den erfindungsgemäß miteinander gekoppelten und am Rotor befindlichen Primärschneidwerkzeugen ist eine Anzahl von Sekundärschneidwerkzeugen zugeordnet, die mindestens der Anzahl der miteinander gekoppelten Primärschneidwerkzeuge entspricht.
Vorzugsweise ist die Zwangskopplung der Schwenkbewegung mittels einer Verbindungsbuchse vorgesehen, auf der die Primärschneidwerkzeuge verdrehfest angeordnet sind. Während einerseits die Verbindungsbuchse das Dreh- bzw. Schwenkmoment von Primärschneidwerkzeug zu Primärschneidwerkzeug überträgt, ist sie andererseits so ausgebildet, dass sie die Schwenkachse freidrehend umgreift.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung befinden sich jeweils im Bereich zwischen zwei benachbarten und in der beschriebenen Weise miteinander gekoppelten Primärschneidwerkzeugen ein Zwischenstück, das verdrehfest mit den Primärschneidwerkzeugen und/oder der Verbindungsbuchse verbunden ist.
Vorteilhaft ist an den Zwischenstücken jeweils mindestens eine Abgleitfläche für das zerkleinerte Material vorhanden. Bevorzugt ist dies an Oberflächenbereichen der Fall, die zumindest im Wesentlichen in die Förderrichtung des zerkleinerten Materials weisen. Damit wird eine im Vergleich zum Stand der Technik effizientere Abführung des zerkleinerten Materials aus den Wirkungsbereichen der Schneidwerkzeuge erzielt und zugleich die Entstehung von Materialstaus vermieden.
Im Rahmen der Erfindung liegt es weiterhin, die Zwischenstücke als dynamische Unwuchtmassen auszubilden, indem ihr Massenschwerpunkt außerhalb der Schwenkachse liegt. Das hat vorteilhaft zur Folge, dass eine optimale Schneidgeometrie zwischen Primär- und Sekundärschneidwerkzeug entsteht.
Ebenfalls vorteilhaft ist eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Zerkleinerungsvorrichtung, bei der am Rotor mindestens ein Schneidwerkzeug aus zwei bezüglich ihrer Schwenkbewegung miteinander gekoppelten Primärschneidwerkzeuge vorgesehen ist und zwischen diesen ein – wie bereits beschrieben ausgebildetes – Zwischenstück angeordnet ist.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:
1 das Prinzip des Schneidwerkes einer Zerkleinerungsvorrichtung, auf die sich die Erfindung bezieht, im Wesentlichen bestehend aus einem Rotor mit Primärschneidwerkzeugen und einem Schneidenträger mit Sekundärschneidwerkzeugen;
2 die Frontansicht des erfindungsgemäßen Schneidwerkzeuges, beispielsweise gebildet aus zwei nebeneinander angeordneten einzelnen Primärschneidwerkzeugen und einem eingefügten Zwischenstück;
3 die Ansicht eines erfindungsgemäßen Schneidwerkzeuges in einem Schnitt AA aus 2; und
4 eine perspektivische Darstellung des erfindungsgemäßen Schneidwerkzeuges.
Aus der Prinzipdarstellung in 1 sind ein Rotor 1 mit Primärschneidwerkzeugen 2 und ein Schneidenträger 3 mit einem Sekundärschneidwerkzeug 4 ersichtlich, die gemeinsam das Schneidwerk einer Zerkleinerungsvorrichtung bilden. Beispielhaft sind in der Zeichenebene von 1 acht. Primärschneidwerkzeuge 2 radialsymmetrisch am Umfang des Rotors 1 verteilt. Außerhalb der Zeichenebene und in 1 nicht dargestellt befinden sich weitere Primärschneidwerkzeuge 2 am Rotor 1 und weitere Sekundärschneidwerkzeuge 4 am Schneidenträger 3.
Während des Zerkleinerungsprozesses laufen die Primärschneidwerkzeuge 2 mit dem Rotor 1 in Rotationsrichtung R um die Rotationsachse 5 um. Das in Förderrichtung F zugeführte Material wird von den vom Rotorumfang nach außen hervorstehenden, mit Schneideinsätzen 11 versehenen Primärschneidwerkzeugen 2 erfasst, gerät infolgedessen zwischen die kammartig ineinander greifenden Primärschneidwerkzeuge 2 und Sekundärschneidwerkzeuge 4, wird dabei zerkleinert und zugleich in Richtung A fortbewegt.
Der Teil der Primärschneidwerkzeuge 2, der sich im Inneren des Rotors 1 befindet, ist um eine parallel zur Rotationsachse 5 ausgerichtete Schwenkachse 6 um einen Winkel α schwenkbar gelagert. Der Winkel α ist durch Anschläge 7 und 8 begrenzt.
Erfindungsgemäß sind mindestens zwei der Primärschneidwerkzeuge 2, die in Richtung der Schwenkachse 6 unmittelbar benachbart am Rotor 1 angeordnet sind, starr miteinander verbunden und somit bezüglich ihrer Schwenkbewegung zwangsgekoppelt. Dies ist in 2, 3 und 4 anhand zweier benachbarter Primärschneidwerkzeuge 2 dargestellt und wird nachfolgend erläutert.
2 zeigt ein erfindungsgemäß auf dem Rotor 1 angeordnetes, zwei Primärschneidwerkzeuge 2 umfassendes Schneidwerkzeug in einer Frontansicht mit Blick senkrecht auf die Schwenkachse 6. Beide Primärschneidwerkzeuge 2 sitzen verdrehfest auf einer Verbindungsbuchse 9, die mittels zweier Gleitlagerbuchsen 10 gemeinsam mit den Primärschneidwerkzeugen 2 freidrehend um die Schwenkachse 6 gelagert ist. Der axiale Abstand a der Primärschneidwerkzeuge 2 voneinander und die Breite b ihrer Schneideinsätze 11 sind so bemessen, dass das funktionsbedingte kammartige Ineinandergreifen mit zugeordneten Sekundärschneidwerkzeugen 4 (hier nicht dargestellt) gewährleistet ist.
Die Befestigung und Verdrehsicherung der Primärschneidwerkzeuge 2 auf der Verbindungsbuchse 9 kann in an sich bekannter Weise kraft- oder formschlüssig vorgesehen sein. Anstelle von Gleitlagerbuchsen 10 ist auch die Verwendung von Wälzlagern in den Erfindungsgedanken eingeschlossen.
Im Bereich zwischen beiden Primärschneidwerkzeugen 2 befindet sich ein Zwischenstück 12, dessen Bedeutung anhand 3 verdeutlicht wird.
3 zeigt eine Ansicht des Schnittes AA aus 2. Ersichtlich sind hier Querschnitte der Schwenkachse 6, der in Blickrichtung befindlichen Gleitlagerbuchse 10, der Verbindungsbuchse 9. Angedeutet ist weiterhin eine stift- oder schraubenartige Verdrehsicherung 13 des Primärschneidwerkzeuges 2 gegen die Verbindungsbuchse 9, die bei entsprechend konstruktiver Ausgestaltung zusätzlich auch eine Verdrehung von Primärschneidwerkzeug 2 und Verbindungsbuchse 9 gegen die Gleitlagerbuchse 10 verhindern kann.
Das beispielhaft dargestellte Primärschneidwerkzeug 2 ist mehrteilig ausgeführt, es besteht aus einem Grundkörper 14 und einem Schneidenhalter 15 mit Schneideneinsatz 11. Grundkörper 14 und Schneidenhalter 15 sind mittels Schrauben 16 miteinander verbunden. S bezeichnet den Schwenkradius des Schneideneinsatzes 11.
Die Kontur des Zwischenstückes 12 ist in 3 durch größere Linienbreite hervorgehoben. Das Zwischenstück 12 ist durch Anlagepositionen 17 und 18 an der Verbindungsbuchse 9 und Anlagepositionen 19 und 20 am Schneidenhalter 15 mit dem Primärschneidwerkzeug 2 und zugleich mit der Verbindungsbuchse 6 so gehalten, dass die Schwenkbewegung von dem Primärschneidwerkzeug 2 und der Verbindungsbuchse 6 auf das Zwischenstück 12 übertragen wird.
Das Zwischenstück 12 weist eine Abgleitfläche 21 für das zerkleinerte Material auf, die im Zusammenwirken mit Abgleitflächen 22 an den Primärschneidwerkzeugen 2 für einen im Vergleich zum Stand der Technik effizienteren Abtransport des zerkleinerten Materials sorgt. Erreicht wird dies aufgrund der summarisch vergrößerten Abgleitflächen 21, 22, die gemeinsam der Schwingbewegung dieses Schneidwerkzeuges unterworfen sind.
Im Rahmen der Erfindung liegt es weiterhin, das Zwischenstück 12 als dynamische Unwuchtmasse auszubilden. Dazu weist, wie aus 3 ersichtlich, das Zwischenstück 12 eine Formgebung auf, bei der sein Massenschwerpunkt weit außerhalb der Schwenkachse 6 liegt bzw. seine Hauptträgheitsachse nicht mit der Schwenkachse 6 übereinstimmt
4 zeigt das erfindungsgemäße Schneidwerkzeug in einer perspektivischen Darstellung. Erkennbar sind die beiden Primärschneidwerkzeuge 2, bestehend aus dem Grundkörper 14 und dem Schneidenhalter 15 mit Schneideinsätzen 11, das Zwischenstück 12, ein Teilbereich der Verbindungsbuchse 9, eine der beiden Gleitlagerbuchsen 10 sowie Abschnitte der Schrauben 16.
Bezugszeichenliste

1: Rotor
2: Primärschneidwerkzeug
3: Schneidenträger
4: Sekundärschneidwerkzeug
5: Rotationsachse
6: Schwenkachse
7: Anschlag
8: Anschlag
9: Verbindungsbuchse
10: Gleitlagerbuchse
11: Schneideneinsatz
12: Zwischenstück
13: Verdrehsicherung
14: Grundkörper
15: Schneidenhalter
16: Schraube
17: Anlageposition
18: Anlageposition
19: Anlageposition
20: Anlageposition
21: Abgleitfläche
22: Abgleitfläche
A: Abtransportrichtung
F: Zuführrichtung
R: Rotationsrichtung
a: Abstand
b: Breite
α: Winkel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 202004010316 U1 [0003]
DE 4327120 C1 [0004]
DE 202010014029 U1 [0005]

Claims

Zerkleinerungsvorrichtung für kompostierbares Material, insbesondere für pflanzliche Abfälle, umfassend: – einen Rotor (1), an dem sich mit seiner Rotation umlaufende Primärschneidwerkzeuge (2) befinden, die mit jeweils mindestens einem nach außen über die Mantelfläche des Rotors (1) hervorstehenden Schneideneinsatz (11) bestückt sind, und – Sekundärschneidwerkzeuge (4), die relativ zu den Primärschneidwerkzeugen (2) ruhend angeordnet sind, wobei – die Zerkleinerung des Materials infolge kammartigen Ineinandergreifens von Primärschneidwerkzeugen (2) und Sekundärschneidwerkzeugen (4) während der Rotation vorgesehen ist, und – Primärschneidwerkzeuge (2) vorhanden sind, die innerhalb des Rotors (1) um eine parallel zur Rotationsachse (5) ausgerichtete Schwenkachse (6) schwenkbar gelagert sind, gekennzeichnet durch – mindestens ein Schneidwerkzeug, das aus zwei einander benachbarten, um dieselbe Schwenkachse (6) schwenkbaren Primärschneidwerkzeugen (2) gebildet ist, die starr miteinander verbunden und dadurch bezüglich ihrer Schwenkbewegung zwangsgekoppelt sind, wobei – der in Richtung der Schwenkachse (6) gemessene Abstand (a) zwischen den Primärschneidwerkzeugen (2) durch die Abmessung von Sekundärschneidwerkzeugen (4) definiert ist, die ihrer Umlaufbahn zugeordnet sind.
Zerkleinerungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Zwangskopplung der Primärschneidwerkzeuge (2) mittels einer ein Drehmoment übertragenden Verbindungsbuchse (9) vorgesehen ist, auf der die Primärschneidwerkzeuge (2) verdrehfest gehalten sind, während die Verbindungsbuchse (9) die Schwenkachse (6) freidrehend umschließend angeordnet ist.
Zerkleinerungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der sich jeweils im Bereich zwischen miteinander gekoppelten Primärschneidwerkzeugen (2) ein Zwischenstück (12) befindet, das verdrehfest mit den Primärschneidwerkzeugen (2) und/oder mit der Verbindungsbuchse (9) verbunden ist.
Zerkleinerungsvorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, bei der das Zwischenstück (12) eine Abgleitfläche (21) für das zerkleinerte Material aufweist.
Zerkleinerungsvorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, bei der das Zwischenstück (12) als dynamische Unwuchtmasse ausgebildet ist, indem sein Massenschwerpunkt außerhalb der Schwenkachse (6) liegt.
Zerkleinerungsvorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, bei der am Rotor (1) mehrfach oder ausschließlich Schneidwerkzeuge in Form zweier miteinander zwangsgekoppelter Primärschneidwerkzeuge (2) vorgesehen sind, zwischen denen ein Zwischenstück (12) angeordnet ist.
Schneidwerkzeug für eine Zerkleinerungsvorrichtung für kompostierbares Material, insbesondere für pflanzliche Abfälle, wobei die Zerkleinerungsvorrichtung – einen Rotor (1) aufweist, an dem sich mit seiner Rotation umlaufende Primärschneidwerkzeuge (2) befinden, die mit jeweils mindestens einem nach außen über die Mantelfläche des Rotors (1) hervorstehenden Schneideneinsatz (11) bestückt sind, und – an der Sekundärschneidwerkzeuge (4), die relativ zu den Primärschneidwerkzeugen (2) ruhend angeordnet sind, wobei – eine Zerkleinerung des Materials infolge kammartigen Ineinandergreifens von Primärschneidwerkzeugen (2) und Sekundärschneidwerkzeugen (4) während der Rotation vorgesehen ist, und – die Primärschneidwerkzeuge (2) derart angeordnet sind, dass sie innerhalb des Rotors (1) um eine parallel zur Rotationsachse (5) ausgerichtete Schwenkachse (6) schwenkbar gelagert sind, gekennzeichnet durch zwei zueinander benachbarten, um dieselbe Schwenkachse (6) schwenkbaren Primärschneidwerkzeugen (2), die starr miteinanderverbunden und dadurch bezüglich ihrer Schwenkbewegung zwangsgekoppelt sind, wobei der in Richtung der Schwenkachse (6) gemessene Abstand (a) zwischen den Primärschneidwerkzeugen (2) durch die Abmessung von Sekundärschneidwerkzeugen (4) definiert ist, die ihrer Umlaufbahn zugeordnet sind.