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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zerkleinern und/oder Aufbereiten von Materialien, insbesondere von Altpapier enthaltenden Materialien, mit einem Gehäuse, in welchem ein Arbeitsraum zum Zerkleinern/Aufbereiten vorgesehen ist, einer Zuführanordnung zum Zuführen von Material in den Arbeitsraum, die an einer Oberseite des Gehäuses vorgesehen ist, einer sich in vertikaler Richtung in den Arbeitsraum erstreckenden Arbeitswelle, welche um ihre Längsachse drehbar am Gehäuse gelagert ist, wobei an der Arbeitswelle Schlagelemente zum Einwirken auf das in den Arbeitsraum eingebrachte Material vorgesehen sind, und Antriebsmitteln zum Antreiben der Arbeitswelle, welche einen Antriebsmotor mit einer rotierend antreibbaren Motorwelle umfassen.
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Ferner betrifft die Erfindung die Verwendung einer solchen Vorrichtung zur Aktenvernichtung.
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Vorrichtungen zum Zerkleinern und/oder Aufbereiten von Materialien, welche auch als Querstromzerspaner bezeichnet werden, werden eingesetzt, um eine Vielzahl von Gegenständen zu zerkleinern, so dass anschließend unterschiedliche Materialien, welche in den Gegenständen enthalten sind, getrennt werden können. Ein wesentliches Anwendungsgebiet ist die Zerkleinerung von Haushaltselektrogeräten, wie Kühlschränken, Waschmaschinen oder dergleichen.
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Zum Zerkleinern werden die entsprechenden Materialien dabei in einen Arbeitsraum eingebracht, in denen Schlagelemente, beispielsweise Ketten, um eine sich vertikal erstreckende Drehachse rotieren und so auf das eingebrachte Material über Stoßvorgänge einwirken. Je länger dabei die eingebrachten Geräte oder Materialien im Arbeitsraum verbleiben, desto länger wirken die Schlagelemente auf diese ein und desto kleiner sind die verbleibenden Teile.
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Es hat sich herausgestellt, dass Querstromzerspaner nicht nur zur Zerkleinerung von Elektrogeräten geeignet sind, sondern auch zum Aufbereiten und zur Gewinnung von Fasern für die Papierherstellung. Ein solches Verfahren ist aus der
EP 2 788 544 B1 vorbekannt. Dabei wird Altpapier in einen Querstromzerspaner eingebracht und dort mittels Schlagelementen, insbesondere Ketten, zerkleinert. Die Zerkleinerung erfolgt dabei nicht nur durch die direkte Einwirkung der Ketten auf das Altpapier, sondern auch durch sekundäre Stoßvorgänge zwischen Altpapierfetzen. Vorteil dieses Verfahrens zur Zerkleinerung und zum Aufbereiten von Altpapier ist, dass die Aufbereitung im Wesentlichen trocken erfolgen kann, das heißt mit einem nur geringen Feuchtigkeitsgehalt. Die Fasern werden dabei nicht so stark beschädigt wie bei anderen Verfahren zur Aufbereitung, bei welchen das Altpapier in Flüssigkeit aufgelöst wird. Dadurch kann eine höhere Recyclingquote erreicht werden.
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Die
DE 10 2017 103 844 A1 offenbart einen Querstromzerspaner, welcher zur Zerkleinerung bzw. Aufbereitung von Altpapier enthaltenden Materialien geeignet ist. Dieser umfasst ein äußeres Gehäuse, an dessen Oberseite eine Zuführöffnung zum Einbringen von Material vorgesehen ist. In dem Gehäuse ist ein Siebkorb, welcher einen Arbeitsraum zum Zerkleinern/ Aufbereiten von Material bildet, derart angeordnet, dass zwischen dem Gehäuse und dem Siebkorb ein Ringraum zur Abfuhr von zerkleinertem bzw. aufbereitetem Material ausgebildet ist. Innerhalb des Siebkorbs sind mehrere, in Höhenrichtung zueinander beabstandete Schlagelemente zum Einwirken auf das in den Arbeitsraum eingebrachte Material an einer drehbar gelagerten antreibbaren vertikalen Arbeitswelle vorgesehen. Durch Rotation der Arbeitswelle finden primäre Stoßvorgänge zwischen den radial von dieser abragenden Schlagelementen und dem eingebrachten Material statt. Ferner finden sekundäre Stoßvorgänge zwischen Teilen, Partikeln oder dergleichen des eingebrachten Materials statt, was eine weitere Zerkleinerung bewirkt. Durch Öffnungen im Siebkorb treten die zerkleinerten Materialien, wenn sie eine bestimmte Größe unterschreiten, in den Ringraum aus und können dann nach unten abgeführt werden.
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Bei vorbekannten Querstromzerspanern ist ein Antriebsmotor für die Arbeitswelle zumeist exzentrisch zu dieser oberhalb des Gehäuses angeordnet. Dies wird zuteilen als nachteilig angesehen, weil damit ein großer Platzbedarf und eine eingeschränkte Zugänglichkeit zu der Zuführöffnung in der Oberseite des Gehäuses verbunden ist. Ferner geht die Drehmomentübertragung zwischen dem Motor und der Arbeitswelle, welche häufig mit einem Zugmittelgetriebe realisiert wird, mit einem erheblichen Leistungsverlust einher.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine alternative Vorrichtung zum Zerkleinern und/oder Aufbereiten von Materialien bereitzustellen, welche insbesondere die zuvor genannten Nachteile vermeidet.
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Diese Aufgabe ist bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass der Antriebsmotor derart an einer Unterseite des Gehäuses angebracht ist, dass die Motorwelle und die Arbeitswelle koaxial zueinander verlaufen.
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Der Erfindung liegt damit die grundsätzliche Überlegung zu Grunde, den Antriebsmotor unterhalb des Gehäuses anzubringen, sodass er das Zuführen von Material in den Arbeitsraum, welches von einer Oberseite erfolgt, nicht behindert. Durch die koaxiale Ausrichtung der Motorwelle und der Arbeitswelle kann zudem eine platzsparende Bauweise erzielt werden, da auf Zugmittelgetriebe, welche häufig bei einem exzentrisch zur Arbeitswelle angebrachten Antriebsmotor erforderlich sind, gänzlich verzichtet werden kann. Der Motor kann direkt unter dem Gehäuse angebracht werden und ragt seitlich nicht über dieses hervor.
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In konkreter Ausgestaltung kann an der Unterseite des Gehäuses ein Befestigungsflansch angebracht, insbesondere angeschweißt oder angeschraubt sein, an welchem der Antriebsmotor fixiert ist. Ein solcher Befestigungsflansch stellt eine einfache Möglichkeit dar, durch eine bestimmte Anzahl von Schraubenverbindungen einen Motor lösbar am Gehäuse anzubringen. Je nach Ausgestaltung des Flansches kann dabei gleichzeitig eine sehr gute Zentrierung und damit präzise koaxiale Ausrichtung der Motorwelle und der Arbeitswelle zueinander realisiert warden.
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Ferner können die Antriebsmittel ein Getriebe, insbesondere ein Planetengetriebe umfassen, welches zwischen der Arbeitswelle und der Motorwelle angeordnet ist. Ein zwischengeschaltetes Getriebe bewirkt, dass die Arbeitswelle mit einer geeigneten Drehzahl rotiert, um eine optimale Zerkleinerung beziehungsweise Aufbereitung des in den Arbeitsraum eingebrachten Materials zu erreichen. Ein solches Getriebe kann auch im Bereich eines Zwischenflansches angeordnet sein welcher sich zwischen einem Flansch des Antriebsmotors und einem gehäusefesten Flansch erstreckt. Denkbar ist auch, dass das Getriebe integral mit dem Antriebsmotor ausgebildet ist.
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Außerdem können die Antriebsmittel eine Kupplung umfassen, welche zwischen der Motorwelle und der Arbeitswelle angeordnet ist. Die Kupplung kann dabei als schaltbare Kupplung und/oder als Ausgleichskupplung, welche geeignet ist, Drehzahlschwankungen und/oder Winkelabweichungen zwischen der Motorwelle und der Arbeitswelle zu kompensieren, ausgebildet sein. Dieser Ausgestaltung liegt die Überlegung zu Grunde, dass beim Einwirken der Schlagelemente auf das in den Arbeitsraum eingebrachte Material Stoßvorgänge auftreten, welche zu abrupten Drehzahlschwankungen führen können. Eine Ausgleichskupplung schützt dabei den Antriebsmotor vor Beschädigungen, da sie geeignet ist, solche Drehzahlschwankungen zumindest teilweise zu kompensieren. Bei Stoßvorgängen können ferner durch Verformungen Winkelabweichungen zwischen der Motorwelle und der Arbeitswelle auftreten, welche ebenfalls durch eine geeignete Ausgleichskupplung kompensiert werden können. Konkret kann die Ausgleichskupplung als Klauenkupplung mit entsprechenden elastischen Zwischenelementen oder als Federstegkupplung ausgebildet sein.
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Zweckmäßgerweise kann der Antriebsmotor als Elektromotor, insbesondere als drehzahlgesteuerter Elektromotor ausgebildet sein. Durch die Einstellung der Drehzahl kann eine optimale, auf das jeweilige Material abgstimmte Arbeitsweise zum Zerkleinern bzw. Aufbereiten eingestellt werden.
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In bevorzugter Ausgestaltung durchsetzt die Arbeitswelle das Gehäuse in vertikaler Richtung vollständig und ist an der Oberseite, insbesondere an einer Deckenwand des Gehäuses, und an der Unterseite, insbesondere an einer Bodenwand des Gehäuses, drehbar gelagert. Dazu kann an der Oberseite des Gehäuses ein oberer Lagerungsflansch und/oder an der Unterseite des Gehäuses ein unterer Lagerungsflansch angebracht, insbesondere angeschweißt oder angeschraubt sein. Die Lager für die Arbeitswelle können Gleitlager und/oder Wälzlager, insbesondere Pendelrollenlager, aufweisen.
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Eine solche Zwei-Punkt-Lagerung ermöglicht eine robuste Fixierung der Arbeitswelle im Gehäuse. Insbesondere Pendelrollenlager sind in der Lage, hohe radiale Kräfte abzufangen und sind somit für die Lagerung einer stoßbeanspruchten Welle besonders geeignet.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die an der Arbeitswelle vorgesehenen Schlagelemente ausgebildet, bei rotierender Arbeitswelle radial nach außen in den Arbeitsraum abzuragen, um auf das in den Arbeitsraum eingebrachte Material einzuwirken. Bevorzugt sind die Schlagelemente in Höhenrichtung und/oder Umfangsrichtung zueinander beabstandet an der Arbeitswelle angebracht. Konkret bedeutet dies, dass die Schlagelemente in verschiedenen Höhen an der Arbeitswelle angebracht sein können, um über die Höhe des Arbeitsraums verteilt auf das eingebrachte Material einwirken zu können. Dadurch wird eine besonders effektive Zerkleinerung bzw. Aufbereitung des Materials erreicht.
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In konkreter Ausgestaltung kann mindestens ein ringförmiges Tragelement vorgesehen sein, an welchem mindestens ein Schlagelement befestigt ist, wobei jedes Tragelement dreh- und axialfest mit der Arbeitswelle verbunden ist. Um mehrere Schlagelemente in Höhenrichtung zueinander beabstandet an der Arbeitswelle anzubringen, sind bevorzugt mehrere in Höhenrichtung zueinander beabstande Tragelemente an der Arbeitswelle angebracht.
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In weiterer Ausgestaltung können an jedem ringförmigen Tragelement mehrere, insbesondere genau zwei Schlagelemente gleichmäßig in Umfangsrichtung verteilt befestigt sein. Ein ringförmiges Tragelement, welches die Arbeitswelle umgibt, stellt dabei eine Möglichkeit dar, verschlissene Schlagelemente schnell und effektiv austauschen zu können. Gleichzeitig ist es möglich, die Schlagelemente schnell zu wechseln, wenn unterschiedliche Materialien zerkleinert bzw. aufbereitet werden sollen und dafür unterschiedliche Schlagelemente besonders geeignet sind. Eine gleichmäßige Verteilung der Schlagelemente in Umfangsrichtung führt zur Vermeidung von Unwuchten und reduziert die mechanische Beanspruchung der Arbeitswelle und deren Lagerungen.
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Bevorzugt sind jedes ringförmige Tragelement einerseits und die Arbeitswelle andererseits mittels Passfederverbindungen drehfest verbunden. Dadurch wird ein Durchrutschen der Tragelemente und der an diesen befestigten Schlagelemente verhindert. Ferner kann mindestens ein, insbesondere jedes ringförmige Tragelement mehrere, insbesondere zwei Umfangssegmente umfassen, welche gegen die Arbeitswelle verspannt, insbesondere verschraubt werden können oder sind. Auf diese Weise kann eine schnelle und einfache Befestigung der Schlagelemente an der Arbeitswelle erfolgen, indem die Umfangssegmente von beiden Seiten auf die Arbeitswelle aufgebracht werden und dann miteinander verspannt, insbesondere verschraubt werden.
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Zur axialfesten Fixierung der ringförmigen Tragelemente an der Arbeitswelle können in der Arbeitswelle ringförmig umlaufende Aufnahmenuten ausgebildet sein, in welche die ringförmigen Tragelemente eingreifen. Dadurch wird eine formschlüssige axialfeste Verbindung zwischen den ringförmigen Tragelementen und der Arbeitswelle realisiert.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können die Schlagelemente Ketten aufweisen oder als Ketten ausgebildet sein, wobei die Kettenglieder bevorzugt abgerundet sind, so dass sie keine scharfen Kanten aufweisen. Durch die Ausgestaltung der Schlagelemente als Ketten, welche keine Kanten aufweisen, wird eine faserschonende Zerkleinerung von Altpapier realisiert, da die Fasern durch scharfe Kanten beschädigt werden würden. Infolge dessen wird die Recyclingfähigkeit von zerkleinertem bzw. aufbereitetem Altpapier erhöht.
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Die Zuführanordnung kann eine in der Oberseite, insbesondere in einer Deckenwand des Gehäuses ausgebildete Zuführöffnung und eine dieser vorgeschaltete Schleuse, bevorzugt eine Zellenradschleuse umfassen. Dadurch wird ein kontinuierliches Nachführen von Material und ein kontinuierlicher Betrieb der Vorrichtung ermöglicht, da stets eine raummäßige Entkoppelung zwischen dem Arbeitsraum und der Umgebung vorliegt.
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Zum Ausbringen des zerkleinerten/aufbereiteten Materials kann in der Unterseite, insbesondere in einer Bodenwand des Gehäuses mindestens eine Auslassöffnung, insbesondere zwei Auslassöffnungen ausgebildet sein. Bevorzugt münden diese jeweils in einen sich nach unten verjüngenden Auslasstrichter. Die Auslassöffnung und die Auslasstrichter können jeweils einen rechteckigen Querschnitt aufweisen, wobei bevorzugt in der Unterseite des Gehäuses genau zwei Auslassöffnungen ausgebildet sind, die auf einander gegenüberliegenden Seiten der Arbeitswelle angeordnet sind. Demzufolge ist vorgesehen, dass einander gegenüberliegend zu beiden Seiten der Arbeitswelle und des koaxial dazu angeordneten Motors sich jeweils ein Auslasstrichter nach unten erstreckt, um das zerkleinerte/aufbereitete Material nach unten aus dem Gehäuse herauszuführen.
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In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung weist die Vorrichtung einen Siebkorb auf, der in das Gehäuse eingesetzt ist und den Arbeitsraum bildet, wobei zwischen dem Siebkorb und dem Gehäuse ein Ringraum zum Abführen des zerkleinerten/aufbereiteten Materials ausgebildet ist. Mit anderen Worten bewegen sich die Schlagelemente in einem Siebkorb, in welchen das zu zerkleinernde/aufzubereitende Material durch die Zuführanordnung eingebracht wird. Somit kann das zerkleinerte/aufbereitete Material bei Unterschreiten einer bestimmten Größe den Siebkorb nach unten bzw. nach au-ßen in den zwischen dem Siebkorb und dem Gehäuse ausgebildeten Ringraum verlassen und durch die Auslassöffnungen abgeführt werden kann.
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Der Siebkorb kann im Querschnitt polygonförmig oder kreisförmig ausgebildet sein. Ferner weist der Siebkorb bevorzugt eine Vielzahl von Sieböffnungen auf, welche insbesondere als Rundlöcher oder als Langlöcher ausgebildet sind. Durch die Wahl der Größe der Auslassöffnungen, welche bei Rundlöchern beispielsweise einen Durchmesser zwischen 2 und 50 Millimeter besitzen können, wird die Größe des zerkleinerten Materials eingestellt, insbesondere die Größe von Papierfetzen, unterhalb derer das Material den Arbeitsraum verlassen kann.
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In bevorzugter Ausgestaltung umfasst der Siebkorb einen Bodenbereich, welcher bevorzugt als Bodenplatte ausgebildet ist, und eine vom Bodenbereich nach oben ragende, umlaufende Seitenwand. Die Seitenwand erstreckt sich dabei bevorzugt über die gesamte Höhe des Gehäuses, sodass der Arbeitsraum zu allen Seiten hin begrenzt ist und kein nicht zerkleinertes bzw. aufbereitetes Material in den den Siebkorb umgebenden Ringraum eindringen kann.
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Konkret können die Sieböffnungen über den gesamten Bodenbereich verteilt angeordnet sein. Ferner können in der Seitenwand des Siebkorbs Abschnitte ausgebildet sein, über welche sich die Sieböffnungen erstrecken, wobei die Abschnitte bevorzugt im unteren Drittel der Seitenwand angeordnet sind. Mit anderen Worten kann vorgesehen sein, dass das zerkleinerte/ aufbereitete Material den Arbeitsraum bedingt durch die Schwerkraft nach unten durch den Bodenbereich, welcher insbesondere als Bodenplatte ausgebildet sein kann, verlässt. Alternativ oder ergänzend kann ein solcher Austritt des zerkleinerten Materials auch infolge der einwirkenden Zentrifugalkraft über in der Seitenwand vorgesehene Sieböffnungen erfolgen. Insbesondere können sich die Seiten der Seitenwand vorgesehenen Sieböffnungen über einen der mehrere über den Umfang verteilte rechteckige Abschnitte in der Nähe des Bodenbereichs erstrecken.
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Zur Vereinfachung von Wartungstätigkeiten kann die Seitenwand des Siebkorbs mehrere Seitenwandsegmente umfassen, welche zwischen einer Betriebsposition, in welcher der Siebkorb über seinem Umfang geschlossen ist, und einer Wartungsposition, in welcher der Arbeitsraum von außen zugänglich ist, bewegbar sind. Konkret können jeweils zwei nebeneinanderliegende Seitenwandsegmente um eine gemeinsame, sich insbesondere vertikal erstreckende Schwenkachse zwischen der Betriebsposition und der Wartungsposition verschwenkt werden. Zur Fixierung der Seitenwandsegmente in ihrer Betriebsposition, in welcher der Arbeitsraum umfangsseitig vollständig verschlossen ist, können entsprechende Arretiermittel vorgesehen sein.
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Zur Optimierung der Zerkleinerung bzw. des Aufbereitens der eingebrachten Materialien können an dem Siebkorb, insbesondere an der Seitenwand oder im Bodenbereich, bevorzugt an einer Bodenplatte, Prallleisten angeordnet sein, die in den Arbeitsraum ragen. Dieser Ausgestaltung liegt die Überlegung zu Grunde, dass definierte Prallflächen geschaffen werden, mit denen die in Bewegung versetzten Partikel, Fetzen oder dergleichen Stoßvorgänge ausüben können, um die Zerkleinerung/Aufbereitung zu optimieren. Zur Einstellung können ferner Verstellmittel vorgesehen sein, um die Prallleisten in den Arbeitsraum hinein oder aus diesem hinauszubewegen.
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Pralleisten können auch außerhalb des Siebkorbs angebracht sein und zahnförmige Vorsprünge aufweisen, die durch die Sieböffnungen am Boden oder in der Seitenwand in den Siebkorb ragen. Die zahnförmigen Vorsprünge verbessern die Zerkleinerung/ den Aufschluss des Materials, welches sich im Inneren des Siebkorbs befindet. Ein Anbringen der Prallleisten außerhalb des Siebkorbs ermöglicht einen einfachen Austausch der Prallleisten, ohne dass der Siebkorb geöffnet werden muss. Die Ausgestaltung der zahnförmigen Vorsprünge kann abhängig vom zu zerkleinernden Material variieren.
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Die Arbeitswelle kann sowohl exzentrisch, als auch konzentrisch zum Mittelpunkt des Querschnitts des Siebkorbs angeordnet sein.
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In weiterer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann das Gehäuse eine untere, im Wesentlichen ebene Bodenwand, eine obere, im Wesentlichen ebene Deckenwand und Umfangswände, welche die Bodenwand mit der Deckenwand verbinden, umfasssen. Ferner kann das Gehäuse einen Tragrahmen umfassen, an welchem die Bodenwand, die Deckenwand und die Umfangswände befestigt sind. Um die Fertigung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu vereinfachen, kann der Tragrahmen Tragprofile, insbesondere normierte Tragprofile umfassen, die miteinander verschraubt oder miteinander verschweißt werden. Die Bodenwand und/oder die Deckenwand des Gehäuses können auch mehrere Wandsegmente umfassen, welche jeweils zwischen Tragprofilen befestigt sind. An den Tragprofilen können auch Befestigungsflansche, beispielsweise zum Anbringen des Motors oder von Zwischenflanschen, oder Lagerungsflansche zur Aufnahme von Lagern für die Arbeitswelle, befestigt sein.
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In weiterer Ausgestaltung können die Bodenwand und die Deckenwand rechteckig, insbesondere quadratisch ausgebildet sein, so dass das Gehäuse im Wesentlichen eine quaderförmige Grundform aufweist.
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Im Gehäuse, insbesondere in einer Umfangswand des Gehäuses, können verschließbare Wartungsöffnungen zum Zugang zum Gehäuseinnenraum vorgesehen sein. Ferner kann das Gehäuse druckdicht ausgebildet sein und/oder mit einem Überdruckventil zum Aufbringen eines Überdrucks im Gehäuseinnenraum und/oder mit einem Unterdruckventil zum Erzeugen eines Unterdrucks im Gehäuseinnenraum versehen sein.
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Um den Feuchtegehalt im aufzubereitenden bzw. zu zerkleinernden Material, insbesondere im Altpapier regulieren zu können, können außerdem Mittel zum Einspritzen von Wasser in den Arbeitsraum vorgesehen sein.
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Zum Abführen des zerkleinerten/aufbereiteten Materials kann die Vorrichtung ferner eine Fördereinheit umfassen. Diese kann jedem Auslasstichter nachgeschaltet eine Fördervorrichtung umfassen, welche eine rotierend antreibbare Förderschnecke umfasst. Mit anderen Worten wird das zerkleinerte/aufbereitete Material nach dem Verlassen des Arbeitsraums sukzessive abgeführt. Dadurch wird ein kontinuierlicher Betrieb der Vorrichtung ermöglicht und Materialstauungen werden vermieden. Vor dem Hintergrund, dass bevorzugt zwei auf beiden Seiten der Arbeitswelle einander gegenüberliegende Auslasstrichter vorgesehen sind, umfasst die Fördereinheit bevorzugt genau zwei Fördervorrichtungen, welche parallel zueinander verlaufen.
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Die weitere Ausgestaltung der Erfindung wird anhand der Unteransprüche, sowie anhand der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigen:
- 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Zerkleinern und/oder Aufbereiten von Materialien in einer Vorderansicht;
- 2 die Vorrichtung aus 1 in perspektivischer Darstelung;
- 3 die Vorrichtung aus 1 in einer Draufsicht;
- 4 die Vorrichtung aus 1 in einer Längsschnittansicht;
- 5 die Vorrichtung aus 1 in einer weiteren Längsschnittansicht mit einer gegenüber der 4 um 90° gedrehten Schnittebene;
- 6 die Vorrichtung aus 1 in einer Querschnittansicht mit einem geschlossenem Siebkorb;
- 7 die Vorrichtung aus 1 in einer Querschnittansicht mit geöffnetem Siebkorb;
- 8 Prallleisten in einer Draufsicht für die erfindungsgemäße Vorrichtung aus den 1 bis 7;
- 9 eine Fördereinheit in einer Draufsicht für die erfindungsgemäße Vorrichtung aus den 1 bis 7; und
- 10 die Fördereinheit aus 9 in einer Seitenansicht.
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Die 1 bis 3 zeigen eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zum Zerkleinern und/oder Aufbereiten von Materialien, insbesondere von Altpapier enthaltenden Materialien.
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Die Vorrichtung 1 umfasst ein Gehäuse 2, welches einen Tragrahmen 3 mit einer Vielzahl von Tragprofilen 4 umfasst. An dem Tragrahmen 3 ist eine untere, ebene Bodenwand 5 und eine obere, ebene Deckenwand 6 angebracht. Sowohl die Bodenwand 5 als auch die Deckenwand 6 sind quadratisch ausgebildet. Die Kanten der Bodenwand 5 und der Deckenwand 6 sind durch Umfangswände 7 miteinander verbunden, so dass das Gehäuse 2 im Wesentlichen eine quaderförmige Grundform besitzt.
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In den Umfangswänden 7 des Gehäuses 2 sind verschließbare Wartungsöffnungen 8 vorgesehen, um einen Zugang zum Gehäuseinnenraum zu ermöglichen. Ferner sind ein Überdruckventil 9 und ein Unterdruckventil 10 an der Deckenwand 6 angebracht.
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An der Deckenwand 6 ist eine Zuführanordnung 11 zum Zuführen von Material in das Gehäuseinnere vorgesehen. Diese umfasst eine Zuführöffnung 12 und eine von einem Elektromotor 13 angetriebene Zellenradschleuse 14.
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In dem Gehäuse 2 ist ein Siebkorb 15 angeordnet, welcher einen Arbeitsraum 16 bildet. Der Siebkorb 15 umfasst eine kreisförmige Bodenplatte 17 und eine umlaufende, von dieser nach oben ragende Seitenwand 18. Diese erstreckt sich über die gesamte Höhe des Innenraums des Gehäuses 2 und ist der Deckenwand 6 des Gehäuses zentrierend fixiert.
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Wie in den 6 und 7 erkennbar ist, ist eine Vielzahl von Sieböffnungen 19, welche vorliegend als Langlöcher ausgebildet sind, in der Bodenplatte 17 ausgebildet. Ferner sind, wie in den 4 und 5 erkennbar ist, in der Seitenwand 18 mehrere rechteckige Abschnitte 20 ausgebildet, über welche sich ebenfalls Sieböffnungen 19 erstrecken.
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Konkret umfasst die Seitenwand 18 des Siebkorbs 15 über den Umfang verteilt insgesamt 4 Seitenwandsegmente 21. Diese sind zwischen einer in der 6 dargestellten Betriebsposition, in welcher der Siebkorb 15 über seinen Umfang geschlossen ist, und einer in 7 dargestellten Wartungsposition, in welcher der Arbeitsraum 16 von außen zugänglich ist, bewegbar. Dazu sind jeweils zwei nebeneinanderliegende Seitenwandsegmente 21 um eine gemeinsame, sich vertikal erstreckende Schenkachse X zwischen der Betriebsposition und der Wartungsposition verschwenkbar. Dies wird dadurch realisiert, dass in einem zwischen dem Siebkorb 15 und dem Gehäuse 2 ausgebildeten Ringraum 22, welcher dem Abführen von zerkleinertem/aufbereiteten Material dient, zwei sich vertikal zwischen der Bodenwand 5 und der Deckenwand 6 erstreckende Schwenktragprofile 23 angeschraubt sind, an welchen jeweils zwei nebeneinander liegende Seitenwandsegmente 21 scharnierartig schwenkbar befestigt sind.
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Der Siebkorb 15 und somit der Arbeitsraum 16 werden konzentrisch von einer Arbeitswelle 24, welche sich in vertikaler Richtung erstreckt, durchsetzt. Dazu ist die Arbeitswelle 24 an der Oberseite und an der Unterseite des Gehäuses 2 drehbar gelagert. Konkret ist dazu sowohl an der Oberseite, als auch an der Unterseite des Gehäuses jeweils ein Lagerungsflansch 25 vorgesehen, in welchem sich jeweils ein Pendelrollenlager 26 zur Lagerung der Arbeitswelle 24 befindet.
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An der Arbeitswelle 24 sind Schlagelemente in Form von Ketten 27 zum Einwirken auf das in den Arbeitsraum 16 eingebrachte Material vorgesehen. Die einzelnen Kettenglieder der Ketten 27 sind dabei so abgerundet, dass sie keine scharfen Kanten aufweisen. Zum Anbringen der Ketten 27 an der Arbeitswelle 24 sind in Höhenrichtung zueinander beabstandet insgesamt fünf ringförmige Tragelemente 28, an denen jeweils zwei einander gegenüberliegende Ketten 27 befestigt sind, mit der Arbeitswelle 24 dreh- und axialfest verbunden. Für die drehfeste Verbindung zwischen den ringförmigen Tragelementen 28 einerseits und der Arbeitswelle 24 andererseits sind formschlüssige Verbindungen in Form von Passfederverbindungen vorgesehen. Zur axialfesten Fixierung der ringförmigen Tragelemente 28 sind in der Arbeitswelle 24 ringförmig umlaufende Aufnahmenuten 30 ausgebildet, in welche die ringförmigen Tragelemente 28 eingreifen. Zur Vereinfachung der Montage umfassen die ringförmigen Tragelemente 28 jeweils zwei Umfangssegmente 29, welche gegen die Arbeitswelle 24 verschraubt sind.
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Ferner sind an der Vorrichtung 1 Antriebsmittel zum Antreiben der Arbeitswelle 24 vorgesehen. Diese umfassen vorliegend einen drehzahlgesteuerten Elektromotor 31, welcher eine rotierend anteibbare Motorwelle 32 besitzt. Der Elektromotor 31 ist derart an der Unterseite des Gehäuses angebracht, dass die Motorwelle 31 und die Arbeitswelle 24 koaxial zueinander verlaufen. Dazu ist an der Unterseite des Gehäuses ein Befestigungsflansch vorgesehen, an welchem der Elektromotor 31 verschraubt ist.
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Darüber hinaus umfassen die Antriebsmittel eine Ausgleichskupplung 33, welche zwischen der Motorwelle 32 und der Arbeitswelle 24 angeordnet ist, um Drehzahlschwankungen bzw. Winkelabweichungen zwischen der Motorwelle 32 und der Arbeitswelle 24 zu kompensieren. Konkret ist die Ausgleichskupplung 33 als Klauenkupplung mit einem elastischen Zwischenelement ausgebildet.
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Zum Ausbringen des zerkleinerten bzw. aufbereiteten Materials aus dem den Siebkorb 15 umgebenen Ringraum 22 sind in der Bodenwand 5 zwei Auslassöffnungen ausgebildet. Diese münden jeweils in einen nach unten weisenden Auslasstrichter 34, wie in 1 erkennbar ist. Die beiden Auslasstrichter 34 sind jeweils auf einander gegenüberliegenden Seiten der Arbeitswelle 24 beziehungsweise des Antriebsmotors 31 angeordnet und besitzen einen rechteckigen Querschnitt.
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Untenseitig an die Auslasstrichter 34 kann sich eine Fördereinheit 35 zum Abführen des zerkleinerten/aufbereiteten Materials anschließen, wie sie beispielsweise als separate Baugruppe in der 9 und in der 10 dargestellt ist.
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Diese umfasst jedem Auslasstrichter 34 nachgeschaltet eine Fördervorrichtung 36, wobei die Fördervorrichtungen 36 parallel zueinander verlaufen. Jede Fördervorrichtung 36 umfasst ein längliches, im wesentlichen rechteckiges Fördergehäuse 37 und innerhalb dieses Fördergehäuses 37 jeweils eine Förderschnecke 38, welche von einem korrespondierenden, am oberen, in der 9 und 10 rechts dargestellten Ende des Fördergehäuses 37 angeordneten Elektromotor 39 angetrieben wird. An dem in den 9 und 10 links angeordneten Ende des Fördergehäuses 37 ist eine nach oben offene Einlassöffnung 40 vorgesehen, welche sich direkt an den jeweiligen Auslasstrichter 34 anschließt.
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Soll mit der zuvor beschriebenen Vorrichtung 1 Material, insbesondere Altpapier enthaltendes Material, zerkleinert und/oder aufbereitet werden, so wird dieses durch die Zellenradschleuse 14 dem Arbeitsraum 16 zugeführt. Dabei erstreckt sich die Zuführöffnung 12 oberhalb des Arbeitsraums 16.
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Durch die rotierende Arbeitswelle 24 werden die Ketten 27 um die Längsachse der Arbeitswelle 24 gedreht. Dadurch werden Stoßvorgänge auf das eingebrachte Material, beispielsweise Altpapier, ausgeübt. Ferner wird das eingebrachte Material derart verwirbelt, dass zwischen den einzelnen Bestandteilen, beispielsweise Papierfetzen, des eingebrachten Materials sekundäre Stoßvorgänge auftreten und eine weitere Zerkleinerung bzw. Aufbereitung stattfindet.
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Dieser Effekt kann beeinflusst werden durch Prallleisten 41, welche an dem Siebkorb 15, insbesondere an der Seitenwand 18 oder im Bodenbereich, angeordnet sind und in den Arbeitsraum 16 ragen. Eine beispielhafte Ausführungsform für solche Pralleisten 41 ist in 8 dargestellt. Die Pralleiste 41 besitzt zahnförmige Vorsprünge 42. Es ist vorgesehen, die Prallleiste 41 außerhalb des Siebkorbs 15 derart anzubringen, dass die zahnförmigen Vorsprünge 42 durch die Sieböffnungen 19 ragen. Dadurch können zusätzliche Stoßvorgänge des zu zerkleinernden/ aufzubereitenden Materials stattfinden, so dass der Materialaufschluss verbessert wird.
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Unterschreitet das zerkleinerte Material, beispielsweise Papierfetzen, eine durch die Sieböffnungen 19 vorgegebene Größe, so tritt das Material infolge der einwirkenden Zentrifugalkraft bzw. Schwerkraft durch die Sieböffnungen 19, welche in der Bodenplatte 17 und in der Seitenwand 18 des Siebkorbs 15 ausgebildet sind, in den Ringraum 22 aus.
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Schwerkraftbedingt fällt das zerkleinerte Material im Ringraum 22 nach unten und wird über die Auslasstrichter 34 nach unten ausgetragen. Mittels der nachgeschalteten Fördereinheit 35 erfolgt ein Weitertransport zur weiteren Bearbeitung, so dass Materialstauungen vermieden werden können und ein kontinuierlicher Betrieb der Vorrichtung 1 möglich ist. Durch die direkte, koaxiale Verbindung der Motorwelle 32 mit der Arbeitswelle 24 an der Unterseite des Gehäuses kann dabei eine besonders platzsparende Bauweise realisiert werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vorrichtung
- 2
- Gehäuse
- 3
- Tragrahmen
- 4
- Tragprofil
- 5
- Bodenwand
- 6
- Deckenwand
- 7
- Umfangswand
- 8
- Wartungsöffnung
- 9
- Überdruckventil
- 10
- Unterdruckventil
- 11
- Zuführanordnung
- 12
- Zuführöffnung
- 13
- Elektromotor
- 14
- Zellenradschleuse
- 15
- Siebkorb
- 16
- Arbeitsraum
- 17
- Bodenplatte
- 18
- Seitenwand
- 19
- Sieböffnung
- 20
- Abschnitt
- 21
- Seitenwandsegment
- 22
- Ringraum
- 23
- Schwenktragprofil
- 24
- Arbeitswelle
- 25
- Lagerungsflansch
- 26
- Pendelrollenlager
- 27
- Ketten
- 28
- ringförmiges Tragelement
- 29
- Umfangssegment
- 30
- Aufnahmenut
- 31
- Elektromotor
- 32
- Motorwelle
- 33
- Ausgleichskupplung
- 34
- Auslasstrichter
- 35
- Fördereinheit
- 36
- Fördervorrichtung
- 37
- Fördergehäuse
- 38
- Förderschnecke
- 39
- Elektromotor
- 40
- Einlassöffnung
- 41
- Prallleiste
- 42
- zahnförmiger Vorsprung
- X
- Schwenkachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 2788544 B1 [0005]
- DE 102017103844 A1 [0006]
