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Zu Zwecken der Wiederverwertung der verwendeten Materialien von Behältnissen, wie beispielsweise Trinkflaschen aus Kunststoff oder Aluminiumdosen für Getränke, wird das Volumen dieser Behältnisse vor der nachfolgenden Aufarbeitung reduziert. Dabei kommen häufig als Schredder bezeichnete Vorrichtungen zum Einsatz, bei denen die Behältnisse zwischen zwei gegenläufig rotierenden Walzen oder einer rotierenden Walze und einer Wandung zerquetscht und zum Teil auch perforiert werden. Die Erfindung betrifft eine Weiterbildung einer solchen Vorrichtung, die gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Ergebnisse hinsichtlich der gewünschten Volumenreduktion zeitigt sowie den Aufwand für die Gewährleistung eines störungsfreien Betriebs senkt.
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US 4 925 117 A offenbart bereits eine Zerkleinerungsanlage für Getränkebehältnisse, bei der die teils noch mit Flüssigkeit gefüllten Getränkebehältnisse über einen Trichter zwei gegenläufig rotierenden Brechwalzen, die mit Zerkleinerungszinken und Stichzinken bestückt sind und so nah nebeneinander angeordnet sind, dass die Getränkebehältnisse aufgrund der Walzenrotation zwischen den Walzen zerquetscht und teilweise perforiert werden. Nachteilig an dieser Anlage ist die Anordnung sämtlicher Zinken auf jeweils einer kompletten Walze, die bei Schäden an den Zinken oder Abnutzung einen kompletten Walzenaustausch erforderlich macht. Zudem stehen die Stichzinken über die Zerkleinerungszinken hinaus mit dem Nachteil, dass Getränkebehältnisse an deren Spitzen hängen bleiben können und so einer Verstopfung der Anlage Vorschub leisten, insbesondere, wenn die Behältnisse noch mit Flüssigkeit gefüllt sind. Verstopfungssituationen lösen sich zwar manchmal aufgrund der Rotation selbst auf, sie belasten jedoch das Maschinenmaterial erheblich und können zu einem unerwünschten, materialermüdenden Knallen der Anlage führen oder zu deren automatischen Abschaltung, die einen kostentreibenden Technikereinsatz erforderlich macht.
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DE 102 47 281 B3 offenbart eine Zerkleinerungsmaschine für Material beliebiger Art mit mindestens einer Welle, auf der Zerkleinerungswerkzeuge mit spitzen Schneiden angeordnet sind, und im Maschinengehäuse angebrachte starre Schneidwerkzeuge mit sägeartig angeordneten Zähnen, an denen die gegenüber den starren Schneidwerkzeugen parallel versetzten Zerkleinerungswerkzeuge vorbei schneiden. Nachteilig ist hier ebenfalls die Ausgestaltung der rotierenden Zerkleinerungs- und der starr angeordneten Schneidwerkzeuge, an deren Spitzen sich bei Zuführung von versehentlich zu hohen Mengen an Schneidgut dieses verfangen kann und zu den bereits zuvor geschilderten Problemen führen kann. Außerdem erlauben die starr installierten Schneidwerkzeuge keinen einfachen Austausch im Verschleißfalle noch eine Anpassung an schneidgutspezifische Anforderungen an die Werkzeugkonturen.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine gattungsgemäße Anlage gegenüber dem Stand der Technik so zu verbessern, dass die Abnutzung der eingesetzten Werkzeuge zu verringert und die Standzeiten zu verlängert sind, ein störungsfreier Lauf auch nach Zuführung flüssigkeitsführender Behältnisse weitestgehend gewährleistet ist, die Behebung von Problemen des Rundlaufs, insbesondere bei der Verdichtung von flüssigkeitsführenden Behältnissen, erleichtert und die Anpassung der Werkzeugkonturen an spezielle Erfordernisse sowie die Wartung vereinfacht ist.
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Die Aufgabe wird gelöst durch einen Behältnisverdichter gemäß Anspruch 1 sowie eine Anordnung gemäß Anspruch 12, wobei sich vorteilhafte Ausgestaltungen aus den Unteransprüchen ergeben.
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Vorgestellt wird ein Behältnisverdichter mit wenigstens zwei parallel in einer Ebene benachbart angeordneten und Malmscheiben aufweisenden Wellen, deren Abstand voneinander bezüglich ihrer Rotationsachsen mehr als der Maximalradius der radial ausgreifendsten Malmscheibe zuzüglich des Radius' der benachbarten Welle auf Höhe der Malmscheibe und weniger als dessen Zweifaches beträgt und deren Malmscheiben entlang der Wellen voneinander beabstandet und mit den Malmscheiben benachbarter Wellen überlappend angeordnet sind, wobei die Wellen mit den Malmscheiben in einem auswechselbaren Halterungsrahmen drehbar gelagert sind, die Wellen durch eine Seite des Halterungsrahmens hindurch geführt sind und mit ihren außerhalb des Halterungsrahmens befindlichen Enden lösbar mit einer Antriebseinheit in Eingriff stehen. Da der Halterungsrahmen auswechselbar ist, kann die komplette Achsmimik mitsamt der Malmscheibenanordnung mit einem Handgriff ersetzt werden. Es sind so auch Anordnungen gemäß Anspruch 12 möglich, bei denen neben dem Behältnisverdichter zusätzlich ein Ersatzteil mit Austauschhalterungsrahmen bereit gestellt wird, dessen Wellen Malmscheiben aufweisen, die von den Malmscheiben des Behältnisverdichters in Anzahl, Ausgestaltung, Anordnung und/oder Größe abweichen oder übereinstimmen. Der Behältnisverdichter kann so schnell und einfach auf abweichende Malmscheiben für Malmgut mit speziellen Anforderungen umgerüstet werden. Ebenso ist die hier vorgestellte Austauschbarkeit hilfreich bei Schäden oder Abnutzungen an den Malmscheiben oder Wellen, wenn schnell mit übereinstimmenden Malmscheiben weiter gearbeitet werden soll. Selbstverständlich ist durch die modulare Bauweise auch ein kostensparender Austausch einzelner Malmscheiben möglich.
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Vorteilhaft ist es, wenn der Halterungsrahmen des Behältnisverdichters parallel zu den Rotationsachsen der Wellen, also achsparallel, in einer Aufnahme der Antriebseinheit geführt ist. Die Antriebseinheit umfasst hier nicht nur einen Antrieb sondern jegliche Bauteile des Behältnisverdichters mit Ausnahme des Halterungsrahmens und der von diesem getragenen und/oder umfassten Bauteile. So lässt sich der Halterungsrahmen bei einem Austausch mit den überstehenden Enden der Wellen zuerst in die Aufnahme einführen und die Enden können mit Ausnehmungen des Antriebs am Abschluss der Aufnahme in Eingriff gebracht werden.
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Bevorzugt ist der Halterungsrahmen dabei nach Art einer Schublade in der Aufnahme geführt, beispielsweise mit Führungsschienen an den achsparallelen Seiten des Halterungsrahmens oder durch Nuten, wobei der Halterungsrahmen frontseitig einen Anschlag für die Antriebseinheit ausbildet, so dass Stöße beim Einführen des Halterungsrahmens von dem Antrieb fern gehalten werden. Die überstehenden Enden der Wellen können beispielsweise sternförmig konturiert sein und in dazu komplementär ausgestaltete Antriebsausnehmungen greifen. Um die Zu- und Abfuhr des Malmguts zu erleichtern und auf einfache Weise oberhalb des Behältnisverdichters eine Zuführungsvorrichtung sowie unterhalb eine Auffangvorrichtung für das Malmprodukt anbringen zu können, ist es von Vorteil, wenn die Aufnahme, ebenso wie der Halterungsrahmen, oberhalb und unterhalb des Maximalradius der Malmscheiben offen ist.
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Da eine gegenläufige Rotation der Malmscheiben benachbarter Wellen vorgesehen ist, ist es von Vorteil, wenn nicht jeweils eine Welle mit jeweils einem separaten Antrieb verbunden ist sondern wenn ein Antrieb wenigstens zwei benachbarte Wellen antreibt, wobei die Gegenläufigkeit benachbarter Wellen mittels eines entsprechenden Getriebes erreicht wird. So kann in vorteilhafter Weise auch eine möglicherweise gewünschte Synchronisation der Rotationen benachbarter Wellen sichergestellt werden. Weiterhin können auch jeweils Wellen gleicher Drehrichtung über ein Getriebe mit demselben Antrieb verbunden sein. So ist es beispielsweise möglich, gegenläufige benachbarte Wellen mit geringfügig unterschiedlicher Drehgeschwindigkeit laufen zu lassen, um einen Selbstreinigungseffekt des Behältnisverdichters zu erzielen.
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Für den angestrebten störungsfreien Betrieb des Behältnisverdichters ist es vorteilhaft, die Malmscheiben zweizonig zu konturieren, dergestalt, dass eine Malmscheibe einerseits um die Welle angeordnete Förderfortsätze aufweist, die den Maximalradius der Malmscheibe festlegen, und andererseits Perforationsspitzen, die auf einer Kreisbahn mit einem Bruchteil des Maximalradius' angeordnet sind. So wird das Malmgut durch die rotierenden Förderfortsätze zunächst zwischen die Förderfortsätze benachbarter Wellen gedrückt und erst dann von den Perforationsspitzen erfasst, von den Förderfortsätzen zwischen benachbarten Wellen hindurch gedrückt und dabei perforiert. Je kleiner, verglichen mit dem Maximalradius, der Radius der Kreisbahn ist, auf der die Perforationsspitzen angeordnet sind, desto weniger störanfällig ist der Verdichtungsvorgang, da das Malmgut durch den größeren Hebel der Förderfortsätze lediglich zuverlässig erfasst wird und nicht an diesen hängen bleiben kann, wenn die Förderfortsätze bevorzugt jeweils glatte, zueinander parallel verlaufende Seitenkonturen aufweisen, die am jeweils freien Ende der Förderfortsätze zusammen mit der kürzesten Verbindungslinie zwischen ihren Enden zwei Innenwinkel von jeweils wenigstens 60° bilden. Die Förderfortsätze sind also im Gegensatz zu den Perforationsspitzen vorteilhafterweise glatt und stumpf.
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In einer bevorzugten Ausführungsform verlaufen die Seitenkonturen der Förderfortsätze achsbezogen exzentrisch. Dies führt dazu, dass die Förderfortsätze benachbarter Wellen, wenn sie auf einer Welle spiegelbildlich zu denen der benachbarten Welle montiert sind, an einem bestimmten Rotationspunkt mit ihren freien Enden einen stumpfen Winkel ausbilden können, unter dem das Malmgut an diesem Rotationspunkt gefangen ist und den Behältnisverdichter bei gleich bleibender Rotationsrichtung nur zwischen den benachbarten Wellen mit Kontakt zu den Perforationsspitzen hindurch verlassen können. Die Perforationsspitzen weisen vorzugsweise jeweils zueinander spiegelbildliche, konkave Konturlinien auf und sind so optimiert für ein kurzes Perforieren des Malmguts, ohne dass dabei die Gefahr eines unerwünschten Anhaftens des Malmguts bestünde. Aufgrund der Perforation läuft möglicherweise in zu verdichtenden und geschlossenen Behältnissen vorhandene Flüssigkeit schnell aus und es kann sich kein Druck durch den Verdichtungsvorgang aufbauen, der die Mechanik belasten würde. Zudem ist es möglich, die Malmscheiben gegenläufiger benachbarter Wellen nicht spiegelsymetrisch sondern um einen Winkel von beispielsweise 45° versetzt zueinander an den Wellen anzuordnen, um Drehmomentspitzen im Betrieb zu verhindern.
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Bewährt haben sich Malmscheiben, bei denen der Maximalradius in etwa das anderthalb bis zweifache des Radius' der Kreisbahn der Perforationsspitzen aufweist. Auch eine gleichmäßige Beabstandung der vorzugsweise genau drei Förderfortsätze ist von Vorteil, wobei zwischen benachbarten Förderfortsätzen jeweils drei Perforationsspitzen in gleichmäßigem Abstand zueinander günstig sind. Im einfachsten, gleichwohl effektiven Fall weisen sämtliche Malmscheiben in einem Halterungsrahmen die gleiche Größe und Ausgestaltung auf, wobei die Malmscheiben benachbarter Wellen spiegelbildlich zueinander angeordnet sind. So können einzelne Malmscheiben günstig hergestellt, vorgehalten und gegebenenfalls ausgetauscht werden, ohne dass Verwechslungsgefahr bestünde. Eine Auswechslung einzelner Malmscheiben sollte jedoch nach Möglichkeit erst nach Austausch des betreffenden Halterungsrahmens einschließlich der von ihm getragenen Wellen und Malmscheiben in Ruhe erfolgen, während der Behältnisverdichter bereits wieder betriebsbereit ist oder schon wieder läuft.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels und der Figuren näher erläutert, ohne damit die Erfindung auf dieses Beispiel zu beschränken.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Behältnisverdichter
- 2
- Welle
- 2'
- Welle des Auswechselhalterungsrahmens
- 2a
- Rotationsachse
- 2b
- Radius der Welle
- 3
- Malmscheibe
- 3'
- Malmscheibe des Auswechselhalterungsrahmens
- 4
- Maximalradius
- 5
- Halterungsrahmen
- 5'
- Auswechselhalterungsrahmen
- 5a
- Anschlag
- 6
- Seite des Halterungsrahmens
- 7
- Ende der Welle
- 8
- Antriebseinheit
- 9
- Aufnahme
- 10
- Getriebe
- 11
- Förderfortsatz
- 12
- Perforationsspitzen
- 12a
- konkave Konturlinie
- 12b
- zu 12a spiegelbildliche, konkave Konturlinie
- 13
- Kreisbahn
- 14
- Seitenkonturlinien
- 15
- kürzeste Verbindungslinie
- 16
- Anordnung
- α, α'
- Innenwinkel
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1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform des Behältnisverdichters (1) schräg von oben. In dem Halterungsrahmen (5) mit dem Anschlag 5a sind die Wellen (2) und Rotationsachsen (2a) mit den Malmscheiben (3) zu erkennen. Die Wellen (2) sind durch die Seite (6) des Halterungsrahmens (5) hindurch geführt. Der Halterungsrahmen (5) ruht in der Aufnahme (9) der Antriebseinheit (8). Die Malmscheiben (3) paarweise benachbarter Wellen (2) sind gleich ausgeformt und jeweils spiegelbildlich zu den Malmscheiben (3) auf der benachbarten Welle (2) eines Paares angeordnet. Jedes Wellenpaar weist einen eigenen Motor als Antrieb auf.
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2 zeigt die Antriebseinheit (8) mit zwei Motoren und der Aufnahme (9) schräg von oben.
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3 zeigt den Behältnisverdichter (1) von hinten. Zu erkennen sind hier die Antriebseinheit (8), Teile des Getriebes (10) sowie die Seite (6) des Halterungsrahmens (5, 1), durch die die Enden (7) der Wellen (2, 1) hindurch geführt sind.
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4 zeigt den Halterungsrahmen (5) mit den Wellen (2) und den Malmscheiben (3) von oben. Die Enden (7) der Wellen (2) mit den Rotationsachsen (2a) sind durch die Seite (6), die hier als Abschlussplatte ausgebildet ist, hindurch geführt. Links und rechts an dem Halterungsrahmen (5) sind die Anschläge (5a) angeordnet, die ein zu tiefes Einschieben des Halterungsrahmens (5) in die Aufnahme (9, 2) der Antriebseinheit (8, 2) verhindern und so auch das Getriebe (10, 3) schützen.
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5 zeigt den Behältnisverdichter von oben. Der Behältnisverdichter (1) ist oben und unten offen und ermöglicht so die einfache Integration einer Zuführung von Malmgut und einem Auffangbehältnis für zermalmtes Malmgut. Zu erkennen ist die Antriebseinheit (8) mit zwei Motoren links und rechts sowie die Wellen 2 mit den Rotationsachsen (2a) und dem Wellenradius (2b) sowie die Malmscheiben (3) mit dem Maximalradius (4). Der Wellenradius (2b) muss nicht zwingend durchgängig gleich sein. Er kann beispielsweise zwischen den Malmscheiben (3) auch verjüngt sein (hier nicht gezeigt). Für die Bestimmung der notwendige Beabstandung benachbarter Wellen (2) zueinander ist der Wellenradius (2b) gegenüber der Malmscheibe (3) der jeweils benachbarten Welle (2) zu bestimmen und zu dem Maximalradius (4) zu addieren.
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6 zeigt eine Malmscheibe (3) mit drei Förderfortsätzen (11) insgesamt neun Perforationsspitzen (12), von denen jeweils drei zwischen zwei Förderfortsätzen (11) angeordnet sind. Die Perforationsspitzen (12) weisen jeweils eine konkave Konturlinie (12a) und eine zu dieser spiegelbildliche, konkave Konturlinie (12b) auf, wobei die Spitzen auf einer Kreislinie (13) angeordnet sind, deren Radius einen Bruchteil des Maximalradius (4) der Malmscheibe (3) beträgt. Die Förderfortsätze (11) weisen jeweils glatte, zueinander parallel verlaufende Seitenkonturen (14) auf. An den freien Enden der Förderfortsätze (11) bilden die Seitenkonturen (14) an ihren Enden zusammen mit der kürzesten Verbindungsstrecke (15) zwischen ihren Enden zwei Innenwinkel (α, α') von jeweils wenigstens 60° aus. So ist sicher gestellt, dass die Förderfortsätze (11) nicht zu spitz sind und das Malmgut von ihnen nicht aufgespießt werden kann.
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7 zeigt eine Anordnung (16) aus einem Behältnisverdichter (1) und einem Ersatzteil (17), das einen zur Auswechslung des Halterungsrahmens (5) vorgesehenen Auswechselhalterungsrahmen (5') mit Wellen (2') und Malmscheiben (3') aufweist, wobei die Malmscheiben (3) des Behältnisverdichters (1) in Anzahl, Ausgestaltung, Anordnung und Größe bezüglich der Malmscheiben (3') des Auswechselhalterungsrahmens (5') hier übereinstimmen, so dass der Behältnisverdichter (1) nach einem Austausch des Halterungsrahmens (5) gegen den Austauschhalterungsrahmen (5') für das gleiche Malmgut geeignet wäre.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 4925117 A [0002]
- DE 10247281 B3 [0003]
