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Die Erfindung betrifft eine Zerkleinerungsvorrichtung zum Zerkleinern von Zerkleinerungsgut, mit
- - einem Gehäuse mit zwei Seitenelementen und zwei jeweils einen Grundträger und ein Klemmelement aufweisenden Stirnelementen,
- - einem an dem Gehäuse angeordneten, durch einen ersten Antrieb angetriebenen ersten Rotationskörper mit einer sich in einer Hauptebene erstreckenden ersten Rotationsachse und mindestens einem ersten Zerkleinerungselement und
- - einem parallel zum ersten Rotationskörper angeordneten, durch einen zweiten Antrieb angetriebenen zweiten Rotationskörper mit einer sich in der Hauptebene erstreckenden zweiten Rotationsachse und mindestens einem mit dem ersten Zerkleinerungselement zusammenwirkenden zweiten Zerkleinerungselement.
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Zerkleinerungsvorrichtungen der eingangs genannten Art werden in der Recyclingindustrie dazu verwendet, unterschiedliche Güter, wie bspw. Altreifen, Blechteile oder verschiedene Konsumgüter zu zerkleinern, um diese anschließend einer Rohstoff-Rückgewinnung zuführen zu können.
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Zum Zerkleinern von Zerkleinerungsgut weisen die Zerkleinerungsvorrichtungen mindestens zwei wellenförmige Rotationskörper auf, welche in einem stabilen Gehäuserahmen gelagert sind und an denen scheibenförmige Zerkleinerungselemente befestigt sind, welche bei einer Verdrehung der Rotationskörper derart zusammenwirken, dass das Zerkleinerungsgut zwischen den Zerkleinerungselementen zerkleinert wird. Die mindestens zwei Rotationskörper rotieren dabei in entgegengesetzter Richtung, sodass das bezogen auf die Gebrauchslage von oben zugeführte Zerkleinerungsgut während des Zerkleinerungsprozesses durch einen Zerkleinerungsspalt zwischen den Rotationskörpern hindurchgeführt und dabei zerkleinert, bzw. zermalmt wird.
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Durch die hohen Belastungen sind die Zerkleinerungselemente während des Zerkleinerungsprozesses einem hohen Verschleiß ausgesetzt. Um einen dauerhaft zuverlässigen Betrieb der Zerkleinerungsvorrichtung gewährleisten zu können, ist es daher erforderlich, im Rahmen von regelmäßig stattfindenden Wartungs- und/oder Instandsetzungsarbeiten die Zerkleinerungselemente auszutauschen. Hierzu ist es notwendig die Rotationskörper aus der Zerkleinerungsvorrichtung auszubauen und nach einem Austausch der Zerkleinerungselemente wieder einzubauen.
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Aus der
EP 1099 481 ist beispielsweise eine Zerkleinerungsvorrichtung mit einem zweigeteilten Stirnelement, mit einem unteren Stirnteilelement und einem oberen Stirnteilelement, bekannt. Die beiden Stirnteilelemente sind jeweils separat an Seitenteilen befestigt, sodass das obere Stirnteilelement zum Herausnehmen der mindestens einen zwischen den beiden Stirnteilelementen gelagerten Schneidwelle von dem Gehäuserahmen abnehmbar ist.
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Bekannte Zerkleinerungsvorrichtungen weisen den Nachteil auf, dass die Zerkleinerungselemente bedingt durch den unverändert hohen Verschleiß der Zerkleinerungselemente besonders häufig ausgetauscht werden müssen, wodurch die Anlagenverfügbarkeit sinkt.
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Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Zerkleinerungsvorrichtung bereitzustellen, die einen schnellen Ein- und Ausbau der Rotationskörper ermöglicht, um eine hohe Anlagenverfügbarkeit zu erzielen und den Verschleiß der Zerkleinerungselemente reduziert.
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Die Erfindung löst die Aufgabe durch eine Zerkleinerungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildung der Zerkleinerungsvorrichtung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Kennzeichnend für die erfindungsgemäße Zerkleinerungsvorrichtung sind ein parallel zum ersten Rotationskörper angeordneter dritter Rotationskörper und ein parallel zum zweiten Rotationskörper angeordneter vierter Rotationskörper. Erfindungsgemäß ist der dritte Rotationskörper durch einen dritten Antrieb angetrieben und der vierte Rotationskörper ist durch einen vierten Antrieb angetrieben. Der dritte Rotationskörper weist erfindungsgemäß eine sich in einer im Abstand zur Hauptebene angeordneten Nebenebene erstreckende dritte Rotationsachse und mindestens ein mit dem ersten Zerkleinerungselement zusammenwirkendes drittes Zerkleinerungselement auf. Der vierte Rotationskörper weist erfindungsgemäß eine sich in der Nebenebene erstreckende vierte Rotationsachse und mindestens ein mit dem zweiten Zerkleinerungselement zusammenwirkendes viertes Zerkleinerungselement auf.
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Die Stirnelemente weisen jeweils einen Grundträger und ein Klemmelement auf und sind parallel zueinander an dem Gehäuse der Zerkleinerungsvorrichtung angeordnet. Der Grundträger ist beispielsweise mit den Seitenelementen verschraubt. Die Stirnelemente sind bevorzugt senkrecht zur Hauptebene angeordnet. Das Klemmelement ist lösbar an dem Grundträger befestigt. Beispielsweise weist das Klemmelemente Befestigungsmittel, z.B. Bohrungen, zur Fixierung einer Transportbrücke auf. Die Seitenelemente erstrecken sich zwischen den beiden Stirnelementen und sind bspw. parallel zueinander angeordnet. Darüber hinaus sind die Stirnelemente und die Seitenelemente bevorzugt plattenartig ausgebildet, d.h. die Dicke ist deutlich geringer als die Breite und/oder Länge. Die Stirn- und Seitenelemente sind vorzugsweise aus einem metallischen Werkstoff gebildet. Das Gehäuse weist einen durch die Seiten- und Stirnelemente gebildeten kammerartigen Innenraum auf, in dem die Rotationskörper angeordnet sind. Der Innenraum weist einen ersten freien Bereich und einen zweiten freien Bereich auf. Die beiden freien Bereiche sind beabstandet zur Hauptebene und bevorzugt parallel zu dieser angeordnet. Bezogen auf die Gebrauchslage der Zerkleinerungsvorrichtung ist der erste freie Bereich oberhalb der Hauptebene und der zweite freie Bereich unterhalb der Hauptebene angeordnet.
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Die Rotationskörper sind zylinderartig, bspw. wellenförmig, ausgebildet, jeweils an den Stirnelementen zwischen dem Grundträger und dem Klemmelement bspw. in Lagereinheiten, z.B. Wälzlager wie Pendelrollenlager, gelagert und durch die vier Antriebe, separat antreibbar. Die Rotationskörper sind beispielsweise über Kupplungselemente, bspw. nicht schaltbare Kupplungen mit den Antrieben verbunden. Die ersten und zweiten Rotationsachsen erstrecken sich jeweils in der Hauptebene. Die dritten und vierten Rotationsachsen erstrecken sich jeweils in der Nebenebene. Die Nebenebene ist beabstandet zur Hauptebene und bevorzugt parallel zu dieser angeordnet. Die Rotationskörper sind derart in der Haupt- und Nebenebene angeordnet, dass eine stufenartige Anordnung der Rotationskörper gebildet ist. Vorzugsweise sind die Rotationskörper symmetrisch zu einer mittig zwischen den beiden Seitenelementen verlaufenden senkrecht zur Hauptebene angeordneten Symmetrieebene angeordnet. Beispielsweise weisen der erste und zweite Rotationskörper und/oder der dritte und vierte Rotationskörper dadurch jeweils den gleichen Abstand zu der Symmetrieebene auf. Die Nebenebene und die Hauptebene verlaufen parallel zu einer in der Gebrauchslage horizontalen Ebene der Zerkleinerungsvorrichtung.
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Der erste und der zweite Rotationskörper bilden vorzugsweise ein sogenanntes Hauptschneidwerk. Der erste Rotationskörper ist parallel und bevorzugt benachbart zum zweiten Rotationskörper angeordnet, sodass zwischen dem ersten und dem zweiten Rotationskörper ein erster Zerkleinerungsspalt gebildet ist. Der dritte und der vierte Rotationskörper bilden bevorzugt ein sogenanntes Nebenschneidwerk. Der dritte Rotationskörper ist parallel und bevorzugt benachbart zum ersten Rotationskörper angeordnet und der vierte Rotationskörper ist parallel und bevorzugt benachbart zum zweiten Rotationskörper angeordnet, sodass zwischen dem dritten und vierten Rotationskörper ein zweiter Zerkleinerungspalt entsteht. Das Nebenschneidwerk weist gegenüber dem Hauptschneidwerk einen größeren Abstand zwischen den Rotationskörpern auf. Der zweite Zerkleinerungsspalt ist bevorzugt größer ausgebildet als der erste Zerkleinerungsspalt.
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Die Zerkleinerungselemente sind scheibenartig ausgebildet. Die Zerkleinerungselemente sind jeweils koaxial zu den Rotationsachsen an den Rotationskörpern angeordnet. Beispielsweise ist das erste Zerkleinerungselement koaxial zur ersten Rotationsachse an dem ersten Rotationskörper angeordnet. Ferner sind die Zerkleinerungselemente in einem Bereich der Rotationskörper angeordnet, der sich zwischen den beiden Stirnelementen erstreckt. Vorzugsweise weisen die Rotationskörper jeweils mehrere Zerkleinerungselemente auf, die bevorzugt drehgesichert und besonders bevorzugt lösbar an den Rotationskörpern angeordnet sind. Beispielsweise sind die Rotationskörper als Zahnwellen ausgebildet und die Zerkleinerungselemente weisen an die Zahnwelle angepasste freie Bereiche auf, sodass die Zerkleinerungselemente vor der Montage in der Zerkleinerungsvorrichtung auf die Zahnwellen aufgeschoben werden können.
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Im Betrieb der Zerkleinerungsvorrichtung wird Zerkleinerungsgut dem Innenraum des Gehäuses durch den ersten freien Bereich zugeführt. Der dritte Rotationskörper rotiert bevorzugt synchron zu dem ersten Rotationskörper. Der vierte Rotationskörper rotiert bevorzugt synchron zu dem zweiten Rotationskörper. Die ersten und zweiten Rotationskörper rotieren in entgegengesetzter Richtung, sodass das Zerkleinerungsgut zwischen dem ersten und zweiten Zerkleinerungsspalt zwischen den Rotationskörpern hindurchgeführt wird. Hierbei wirken die mindestens beiden ersten und zweiten Zerkleinerungselemente derart zusammen, dass das Zerkleinerungsgut zerkleinert, bzw. zermalmt wird. Durch die dritten und vierten Zerkleinerungselemente werden die ersten und zweiten Zerkleinerungselemente entlastet.
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Zum Wechsel der Rotationskörper, z.B. im Wartungsfall oder Reparaturfall, wird der Zerkleinerungsprozess beendet und das Klemmelement von dem Grundträger gelöst. An dem Klemmelement kann z.B. eine Transportbrücke beispielsweise an den Befestigungsmitteln montiert werden, sodass das Klemmelement von dem Grundträger abgehoben werden kann. Die Kupplungen der Rotationskörper werden gelöst, sodass die Rotationskörper aus dem Gehäuse entnommen werden können. Beispielsweise können die verschlissenen Zerkleinerungselemente ausgetauscht oder vorzugsweise die Rotationskörper mit den verschlissenen Zerkleinerungselementen durch andere bereits mit neuen Zerkleinerungselementen vormontierte Rotationskörper ersetzt werden. Hierbei können unterschiedliche Rotationskörper auch verschiedene Zerkleinerungselemente aufweisen, die beispielsweise derart ausgebildet sind, dass spezielle Werkstoffe, bspw. Kunststoffwerkstoffe zuverlässiger zerkleinert werden können. Anschließend wird das Klemmelement erneut an dem Grundträger angeordnet und an diesem befestigt.
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Durch den erfindungsgemäßen dritten und vierten Rotationskörper können der Verschleiß der Zerkleinerungselemente reduziert und somit auch die Betriebskosten gesenkt werden. Die erfindungsgemäße Anordnung der Rotationskörper gewährleistet hohe Durchsatzleistungen. Mit den mindestens vier Rotationskörpern wird ermöglicht, dass selbst Störgut, d.h. schwierig zu zerkleinerndes Zerkleinerungsgut, mit der Zerkleinerungsvorrichtung zerkleinerbar ist. Dadurch, dass die Rotationskörper an den Stirnelementen zwischen dem Grundträger und dem Klemmelement gelagert sind, wird ein schneller Austausch der Rotationskörper ermöglicht, wodurch die Wartungskosten gesenkt werden.
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Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Klemmelement entlang einer am Stirnelement, insbesondere am Grundträger, angeordneten Führung zwischen einer die Rotationskörper lagesichernden Klemmstellung und einer die Rotationskörper zur Entnahme freigebenden Entnahmestellung verstellbar ist. Das Klemmelement ist in der Klemmstellung derart in der Führung an dem Grundträger angeordnet, dass die Rotationskörper jeweils zwischen dem Grundträger und dem Klemmelement lagegesichert angeordnet, z.B. eingeklemmt sind. Der Grundträger weist einen freien Bereich auf, in dem das Klemmelement in der Klemmstellung aufgenommen ist. Der freie Bereich weist vier jeweils einem der vier Rotationskörper zugeordnete erste Klemmteilabschnitte auf. Die ersten Klemmteilabschnitte bilden mit vier an dem Klemmelement angeordneten zweiten Klemmteilabschnitten in der Klemmstellung vier Klemmabschnitte zur lagesichernden Aufnahme der Rotationskörper.
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Vorzugsweise sind die ersten und zweiten Klemmteilabschnitte jeweils an den Umfang der Rotationskörper angepasst und beispielsweise halbkreisförmig ausgebildet. An einem Grundträger sind vorzugsweise zwei Führungen angeordnet, zwischen denen die vier Klemmteilabschnitte angeordnet sind. Ausgehend von der Klemmstellung ist das Klemmelement in die Entnahmestellung verstellbar, z.B. verschiebbar. In der Entnahmestellung ist das Klemmelement aus der Führung entnehmbar und die Rotationskörper sind zur Entnahme aus dem Gehäuse freigegeben. Dadurch dass das Klemmelement entlang der Führung zwischen der Klemmstellung und der Entnahmestellung verstellbar ist, können die Rotationskörper besonders effizient ein- oder ausgebaut werden. Hierdurch können Stillstandzeiten und Wartungskosten weiter reduziert werden.
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Das Klemmelement kann bezogen auf die Hauptebene in beliebiger Richtung, bspw. parallel zur Hauptebene, zwischen der Klemmstellung und der Entnahmestellung verstellbar sein. Gemäß einer weiteren Weiterbildung der Erfindung ist jedoch vorgesehen, dass das das Klemmelement senkrecht zur Hauptebene zwischen der Klemmstellung und der Entnahmestellung verstellbar ist. Die Führung ist in dem freien Bereich an dem Grundträger angeordnet und bevorzugt in einem spitzen Winkel, besonders bevorzugt in einem Winkel von 0-85°, zur Hauptebene angeordnet. Ausgehend von der Entnahmestellung ist das Klemmelement senkrecht zur Hauptebene entlang der Führung, insbesondere entlang der beiden Führungen, in den Grundträger, insbesondere den freien Bereich des Grundträgers, einschiebbar. Bezogen auf die Gebrauchslage der Zerkleinerungsvorrichtung ist das Klemmelement von oben aus dem Grundträger entnehmbar und/oder in diesen einschiebbar.
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Dadurch wird gewährleistet, dass das Klemmelement einfacher verstellbar ist und in der Klemmstellung durch die Anordnung der Führung stabiler an dem Grundträger aufgenommen ist. Ferner ist das Klemmelement hierdurch zuverlässiger in der Führung zwischen der Klemmstellung und der Entnahmestellung verstellbar.
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Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Zerkleinerungsvorrichtung ein jeweils an einem Stirnelement angeordnetes, das Klemmelement in der Klemmstellung festlegendes Arretierungselement aufweist. Das Arretierungselement ist bspw. zylinderartig ausgebildet und weist einen z.B. kreisförmigen, polygonalen oder elliptischen Querschnitt auf. Das Arretierungselement ist bevorzugt lösbar zwischen dem Grundträger und dem Klemmelement angeordnet. In der Klemmstellung ist das Arretierungselement zwischen einer die Verstellung des Klemmelements blockierenden Sperrstellung und einer das Klemmelement zur Verstellung in die Entnahmestellung freigebenden Freigabestellung verstellbar. Das Arretierungselement weist bevorzugt einen Kopplungsabschnitt, z.B. ein Innengewinde oder einen Innensechskant, zum Zusammenwirken mit einem Werkzeug, bspw. einem Inbusschlüssel auf. Durch das Arretierungselement wird auf vorteilhafte Weise einer unerwünschten Verstellung des Klemmelements entgegengewirkt.
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Das Arretierungselement kann beliebig an dem Stirnelement, z.B. im Bereich der Führung am Grundträger angeordnet sein. Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist jedoch vorgesehen, dass das Arretierungselement in der Klemmstellung lösbar in einer Aufnahme angeordnet ist, die in der Klemmstellung durch einen ersten Aufnahmeabschnitt an dem Grundträger und einen zweiten Aufnahmeabschnitt an dem Klemmelement gebildet ist. Die Aufnahme ist bevorzugt eine Öffnung des Stirnelements, in der das Arretierungselement in der Klemmstellung in der Sperrstellung angeordnet ist. Die beiden Aufnahmeabschnitte sind in diesem Fall freie Abschnitte des Grundträgers oder des Klemmelements, die in der Klemmstellung die Öffnung bilden. Der erste Aufnahmeabschnitt ist vorzugsweise im Bereich der Führung, bevorzugt an die Führung angrenzend, an dem Grundträger angeordnet. Die beiden Aufnahmeabschnitte sind derart ausgebildet, dass das Arretierungselement in der Klemmstellung entlang der Aufnahme zwischen der Sperrstellung und der Freigabestellung verstellbar ist. Beispielsweise sind die Aufnahmeabschnitte derart ausgebildet, dass in der Aufnahme bspw. ein als Zylinderstift ausgebildetes Arretierungselement anordbar ist. Die Aufnahmeabschnitte weisen vorzugsweise einen sich parallel zu den Rotationsachsen erstreckenden, z.B. halbkreisförmigen oder polygonalen, Querschnitt auf. Dadurch, dass das Arretierungselement in der durch die Aufnahmeabschnitte gebildeten Aufnahme angeordnet ist, kann auf vorteilhafte Weise eine einfache und zuverlässige Arretierung des Klemmelements in der Klemmstellung ermöglicht werden.
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Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Führung eine an dem einen von Grundträger und Klemmelement angeordnete Nut und ein an dem anderen von Grundträger und Klemmelement angeordnetes Führungselement aufweist. Die Nut ist bevorzugt an dem Grundträger, insbesondere angrenzend an den freien Bereich des Grundträgers angeordnet. Das Führungselement kann einstückig mit dem Grundträger oder dem Klemmelement ausgebildet sein oder lösbar mit dem Grundträger oder dem Klemmelement verbunden sein. Bevorzugt ist das Führungselement lösbar mit dem Grundträger oder dem Klemmelement verbunden. Das Führungselement ist vorzugsweise an dem Klemmelement angeordnet und bevorzugt derart ausgebildet, dass es innerhalb der Führung verschiebbar ist. Beispielsweise ist das Führungselement als Passfeder ausgebildet. Die Passfeder ist innerhalb der Nut verstellbar, z.B. verschiebbar. Durch diese vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung kann eine einfache und kostengünstig herstellbare Führung ermöglicht werden.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Klemmelement in der Klemmstellung durch ein sich senkrecht zu der Hauptebene erstreckendes Sicherungselement mit dem Grundträger verbindbar ist. Das Sicherungselement ist z.B. zylinderartig ausgebildet und bevorzugt derart an und /oder in dem Klemmelement und an und/oder in dem Grundträger angeordnet, dass das Klemmelement in der Klemmstellung vor einer unerwünschten Verstellung gesichert ist. Vorzugsweise durchdringt das Sicherungselement das Klemmelement in der Klemmstellung und ist mit dem Grundträger im Eingriff. Bevorzugt sind an dem Stirnelement drei Sicherungselemente angeordnet. Ein erstes Sicherungselement ist z.B. zwischen dem ersten und dem zweiten Rotationskörper angeordnet. Ein zweites und ein drittes Sicherungselement sind beispielsweise im Bereich der Führungen angeordnet. Beispielsweise ist das Sicherungselement eine Zylinderschraube nach DIN 912. Die Zylinderschraube ist z.B. in der Klemmstellung in einer Bohrung innerhalb des Klemmelements angeordnet und mit einem am Grundträger angeordneten Gewinde in Eingriff. Durch das Sicherungselement kann einer unerwünschten Verstellung des Klemmelements unterstützend zum Arretierungselement weiter entgegengewirkt werden, sodass das Klemmelement die Rotationskörper während des Zerkleinerungsprozesses zuverlässig an dem Stirnelement sichert.
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Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Zerkleinerungsvorrichtung ein an dem Grundträger angeordnetes erstes Verschleißelement und ein an dem Klemmelement angeordnetes zweites Verschleißelement aufweist. Bevorzugt ist an den Seitenelementen jeweils ein drittes Verschleißelement angeordnet. Die Verschleißelemente sind am Gehäuse angeordnet und vorzugsweise lösbar an den Stirnelementen oder den Seitenelementen angeordnet. Das erste und zweite Verschleißelement ist vorzugsweise plattenartig ausgebildet und weist eine geringere Dicke als das Stirnelement auf. Das erste Verschleißelement ist an den Grundträger angepasst und das zweite Verschleißelement ist an das Klemmelement angepasst. Vorzugsweise ist das zweite Verschleißelement mit dem Klemmelement verstellbar.
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Die Verschleißelemente sind beispielsweise aus einem metallischen Werkstoff gebildet und schützen Stirn- und Seitenelemente vor Verschleiß, d.h. vor der Abnutzung durch das Zerkleinerungsgut. Das dritte Verschleißelement weist bevorzugt eine deutlich größere Dicke auf als das erste und/oder zweite Verschleißelement. Weiterhin ist das dritte Verschleißelemente beabstandet zur Hauptebene angeordnet und vorzugsweise näher an dem ersten freien Bereich des Innenraums angeordnet. Ferner ist das dritte Verschleißelement derart ausgebildet, dass das Zerkleinerungsgut durch das dritte Verschleißelement im Innenraum gehalten wird. Beispielsweise weist das dritte Verschleißelement in eine der Hauptebene entgegengerichtete Richtung eine zunehmende Dicke auf. Bevorzugt sind an einem Seitenelement mehrere dritte Verschleißelemente angeordnet, die bevorzugt aneinander angrenzen und im Wartungsfall separat austauschbar sind. Durch die Verschleißelemente kann auf vorteilhafte Weise gewährleistet werden, dass die Stirn- und Seitenelemente geschützt werden. Nachdem die Verschleißelemente durch die hohen Belastungen während des Zerkleinerungsprozesses irreparabel beschädigt sind, können sie schnell und unkompliziert ausgetauscht werden.
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Die Rotationskörper können in beliebiger Art und Weise zwischen dem Grundträger und dem Klemmelement in Lagereinheiten angeordnet sein. Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist jedoch vorgesehen, dass die Zerkleinerungsvorrichtung ein zwischen dem Grundträger und dem ersten Verschleißelement angeordnetes erstes Abstandselement und ein zwischen dem Klemmelement und dem zweiten Verschleißelement angeordnetes zweites Abstandselement aufweist. Die Abstandselemente sind bevorzugt derart ausgebildet, dass die Lagereinheiten jeweils zwischen dem Grundträger und dem ersten Verschleißelement und/oder dem Klemmelement und dem zweiten Verschleißelement angeordnet, bevorzugt eingeklemmt sind. Die Abstandselemente sind vorzugsweise identisch ausgebildet. Beispielsweise sind die Abstandselemente quaderförmig, z.B. als Distanzklotz, ausgebildet. Durch die Abstandselemente ist der Abstand zwischen dem Grundträger und dem ersten Verschleißelement und/oder der Abstand zwischen dem Klemmelement und dem zweiten Verschleißelement definiert. An dem Grundträger und dem Klemmelement können Vertiefungen zur drehgesicherten Aufnahme der Lagereinheiten angeordnet sein. Durch die Abstandselemente können die Lagereinheiten einfach und besonders zuverlässig zwischen dem Grundträger, dem Klemmelement und dem ersten und zweiten Verschleißelement drehgesichert angeordnet werden.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass an dem Grundträger und/ oder dem Klemmelement zwischen dem ersten und dem zweiten Rotationskörper ein mit dem Klemmelement und/oder dem Grundträger in Eingriff bringbares Zentrierelement angeordnet ist. Das Zentrierelement ist bevorzugt zylinderartig ausgebildet und weist vorzugsweise einen sich senkrecht zur Hauptebene erstreckenden, z.B. kreisförmigen, polygonalen oder ellipsenförmigen Querschnitt auf. Beispielsweise ist das Zentrierelement stiftartig, z.B. als Zylinderstift ausgebildet.
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Das Zentrierelement ist an dem Grundträger oder dem Klemmelement angeordnet und bevorzugt einstückig mit dem Grundträger oder dem Klemmelement ausgebildet, beispielsweise mittels einer Pressverbindung. An dem Klemmelement oder dem Grundträger ist zwischen dem ersten und zweiten Rotationskörper eine bevorzugt senkrecht zur Hauptebene verlaufende Öffnung, z.B. eine Bohrung, angeordnet. Das Zentrierelement ist mit der Öffnung in Eingriff bringbar. Bei der Verstellung des Klemmelements ausgehend von der Entnahmestellung in die Klemmstellung wird das Zentrierelement mit der Öffnung in Eingriff gebracht. Durch das Zentrierelement kann auf vorteilhafte Weise gewährleistet werden, dass das Klemmelement zuverlässig ausgerichtet und zentriert am Grundträger positioniert wird.
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Nach einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Zerkleinerungsvorrichtung ein jeweils an einem der Antriebe angeordnetes Dämpfungselement aufweist. Die Antriebe sind jeweils auf den Dämpfungselementen angeordnet. Die Dämpfungselemente sind bevorzugt identisch ausgebildet, weisen vorzugsweise ein Kernelement und ein das Kernelement umgreifendes Mantelelemente auf. Das Kernelement ist bspw. aus einem metallischen Werkstoff gebildet und das Mantelelement ist vorzugsweise aus einem dämpfenden Kunststoffwerkstoff, bspw. Polyurethan, gebildet. Darüber hinaus sind die Dämpfungselemente zylinderartig ausgebildet und weisen beispielsweise einen kreisförmigen, polygonalen oder ellipsenförmigen Querschnitt auf. Bevorzugt sind an den beiden Antrieben jeweils vier Dämpfungselemente angeordnet. Durch die Dämpfungselemente werden die Antriebe äußerst vorteilhaft vor Stößen und Impulsen während des Zerkleinerungsprozesses geschützt.
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Gemäß einer äußerst vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Stirnelemente jeweils an einem an einer Stützeinheit angeordneten Stützelement angeordnet sind. Die Stützeinheit ist bspw. rahmenartig ausgebildet. Das Gehäuse ist auf der Stützeinheit angeordnet. Bevorzugt sind die Stirnelemente jeweils auf einem separaten Stützelement angeordnet. Bevorzugt ist die Zerkleinerungsvorrichtung mit der Stützeinheit in einem Untergrund, z.B. einer Betonfläche oder einem sonstigen Boden, verankert. Mit der Stützeinheit wird auf vorteilhafte Weise gewährleistet, dass die Zerkleinerungsvorrichtung gegen die hohen Kräfte, Impulse und Stöße während des Zerkleinerungsprozesses gesichert ist.
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Gemäß einer weiteren Weiterbildung der Erfindung weist die Zerkleinerungsvorrichtung eine Steuereinheit zur Steuerung des Zerkleinerungsprozesses auf. Die Steuereinheit ist vorzugsweise als programmierbare Einheit, z.B. als Computer, ausgebildet. Ferner steht die Steuereinheit bevorzugt mit Sensoren, z.B. Sensoren zur Drehmomentüberwachung der Rotationskörper in Verbindung. Darüber hinaus steht die Steuereinheit bevorzugt mit Steuermitteln für die Antriebe in Verbindung. Die Steuereinheit ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass sie in Abhängigkeit von Sensorsignalen ein vorgebbares Programm, z.B. ein Steuerprogramm, ausführt. Das vorgebbare Programm weist beispielsweise Einstellungsmöglichkeiten für vorgegebene Prozesszeiten, Einstellungsmöglichkeiten für Drehmomentwerte oder Einstellungsmöglichkeiten für unterschiedliche Prozessabläufe, wie z.B. die Drehrichtungen der Rotationskörper auf.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die Zeichnungen erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
- 1 eine perspektivische Ansicht einer Zerkleinerungsvorrichtung;
- 2 eine Explosionsdarstellung der Zerkleinerungsvorrichtung von 1;
- 3 eine perspektivische Ansicht eines Gehäuses der Zerkleinerungsvorrichtung von 1 mit einem in einer Klemmstellung angeordneten Klemmelement und einem in einer Sperrstellung angeordneten Arretierungselement und
- 4 eine perspektivische Ansicht eines Gehäuses von 3 mit einem in einer Entnahmestellung angeordneten Klemmelement und einem in einer Freigabestellung angeordneten Arretierungselement.
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In 1 ist in einer perspektivischen Ansicht eine Zerkleinerungsvorrichtung 1 dargestellt. Die Zerkleinerungsvorrichtung 1 weist ein Gehäuse 2 mit zwei Seitenelementen 3 und zwei Stirnelementen 4 auf. Die Stirnelemente 4 und die Seitenelementen 3 sindjeweils zueinander parallel angeordnet und bilden einen kammerartigen Innenraum 5. Die Zerkleinerungsvorrichtung 1 weist eine Stützeinheit 6 mit Stützelementen 7 auf. Das Gehäuse 2 ist mit den Stirnelementen 4 jeweils an einem Stützelement 7 angeordnet.
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Die Stirnelemente 4 weisen jeweils einen Grundträger 8 und ein Klemmelement 9 auf. An dem Gehäuse 2 sind ein erster Rotationskörper 10 und ein zweiter Rotationskörper 11 parallel zueinander angeordnet. Ein dritter Rotationskörper 12 ist parallel zum ersten Rotationskörper 10 angeordnet und ein vierter Rotationskörper 13 ist parallel zum zweiten Rotationskörper 11 angeordnet. Der erste Rotationskörper 10 weist eine erste Rotationsachse R1 und der zweite Rotationskörper 11 weist eine zweite Rotationsachse R2 auf. Die erste und zweite Rotationsachse R1, R2 erstrecken sich in einer Hauptebene H. Der dritte Rotationskörper 12 weist eine dritte Rotationsachse R3 und der vierte Rotationskörper 13 weist eine vierte Rotationsachse R4 auf. Die dritte und vierte Rotationsachse R3, R4 erstrecken sich in einer im Abstand A parallel zu der Hauptebene H angeordneten Nebenebene N. Die Rotationskörper 10, 11, 12, 13 sind jeweils in Lagereinheiten 15, hier Pendelrollenlager, zwischen dem Grundträger 8 und dem Klemmelement 9 angeordnet. Die Rotationskörper 10, 11, 12, 13 sind jeweils separat durch an der Stützeinheit 6 angeordnete Antriebe 16 antreibbar. Die Antriebe 16 sind jeweils über Kupplungen 17 mit den Rotationskörpern 10, 11, 12, 13 verbunden und jeweils durch vier identisch ausgebildete Dämpfungselemente 18, die zwischen der Stützeinheit 6 und den Antrieben 12 angeordnet sind, vor Stößen oder Impulsen geschützt.
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Der erste Rotationskörper 10 weist mehrere erste Zerkleinerungselemente 19 und der zweite Rotationskörper weist mehrere mit den ersten Zerkleinerungselementen 19 zusammenwirkende zweite Zerkleinerungselemente 20 auf. Der dritte Rotationskörper 12 weist mehrere mit den ersten Zerkleinerungselementen 19 zusammenwirkende dritte Zerkleinerungselemente 21 auf und der vierte Rotationskörper 13 weist mehrere mit den zweiten Zerkleinerungselementen 20 zusammenwirkende vierte Zerkleinerungselemente 22 auf. Die Zerkleinerungselemente 19, 20, 21, 22 sind jeweils koaxial zu den Rotationsachsen R1, R2, R3, R4 an den Rotationskörpern, 10, 11, 12, 13 angeordnet.
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Der erste und zweite Rotationskörper 10, 11 bilden ein Hauptschneidwerk 23 und der dritte und vierte Rotationskörper 12, 13 bilden ein Nebenschneidwerk 24. Zwischen dem ersten und zweiten Rotationskörper 10, 11 ist ein erster Zerkleinerungsspalt 25 angeordnet und zwischen dem dritten und vierten Rotationskörper 12, 13 ist ein zweiter Zerkleinerungsspalt 26 angeordnet. Der zweite Zerkleinerungsspalt 26 ist größer als der erste Zerkleinerungsspalt 25 ausgebildet (vgl. 2).
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Das Klemmelement 9 ist entlang zweier an dem Grundträger 8 angeordneter Führungen 27 zwischen einer die Rotationskörper 10, 11, 12, 13 lagersichernden, in 3 dargestellten, Klemmstellung und einer die Rotationskörper 10, 11, 12, 13 zur Entnahme freigebenden, in 4 dargestellten Entnahmestellung verstellbar. Der Grundträger 8 weist einen freien Bereich 28 mit vier jeweils einem der vier Rotationskörpern 10, 11, 12, 13 zugeordneten ersten Klemmteilabschnitten 29 auf, in dem das Klemmelement 9 in der Klemmstellung angeordnet ist. Die ersten Klemmteilabschnitt 29 bilden mit vier an dem Klemmelement 9 angeordneten zweiten Klemmteilabschnitten 30 in der Klemmstellung vier Klemmabschnitte 31 zur lagesichernden Aufnahme der Rotationskörper 10, 11, 12, 13. Die ersten und zweiten Klemmteilabschnitte 29, 30 sind jeweils an den Umfang der Rotationskörper 10, 11, 12, 13 angepasst und halbkreisförmig ausgebildet. In der Klemmstellung sind die Klemmabschnitte 31 zwischen den Führungen 27 angeordnet. Die Führungen 27 weisen jeweils eine an dem Grundträger 8 angeordnete Nut 32 und ein an dem Klemmelement 9 angeordnetes Führungselement in Form einer Passfeder 33 auf. Ausgehend von der Klemmstellung ist das Klemmelement 9 senkrecht zur Hauptebene H entlang der beiden Führungen 27 aus dem Grundträger 8 entnehmbar und in diesen einschiebbar.
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An den Stirnelementen 4 ist jeweils mindestens ein das Klemmelement 9 in der Klemmstellung festlegendes Arretierungselement 34 angeordnet. Das Arretierungselement 34 ist in einer Aufnahme 35 angeordnet, die in der Klemmstellung durch einen ersten Aufnahmeabschnitt 36 an dem Grundträger 8 und einen zweiten Aufnahmeabschnitt 37 an dem Klemmelement 9 gebildet ist. Die Aufnahme 35 ist in der Klemmstellung im Bereich der Führung 27 angeordnet. Das Arretierungselement 34 ist zwischen einer die Verstellung des Klemmelement 9 blockierenden, in 3 dargestellten, Sperrstellung und einer das Klemmelement 9 zur Verstellung freigebenden, in 4 gezeigten, Freigabestellung verstellbar.
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In der Klemmstellung ist das Klemmelement 9 durch drei sich senkrecht zur Hauptebene H erstreckende Sicherungselemente 14, 38, 39 mit dem Grundträger 8 verbunden. Ein erstes Sicherungselement 14 ist zwischen dem ersten und zweiten Rotationskörper 10, 11 angeordnet. Ein zweites und drittes Sicherungselement 38, 39 sind im Bereich der Führungen 27 angeordnet. Die Sicherungselemente 14,38,39 sind in der Klemmstellung in einer Bohrung innerhalb des Klemmelements 9 angeordnet und mit einem am Grundträger 8 angeordneten Gewinde im Eingriff.
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An dem Grundträger 8 ist ein erstes Verschleißelement 40 und an dem Klemmelement 9 ein zweites Verschleißelement 41 angeordnet. An den Seitenelementen 3 sindjeweils drei dritte Verschleißelemente 42 angeordnet. Die Verschleißelemente 40, 41, 42 schützen die Stirn- und Seitenelemente 3,4 vor Verschleiß und sind nach einer irreparablen Beschädigung oder wenn der Verschleiß zu hoch ist austauschbar. Das erste Verschleißelement 40 ist an den Grundträger 8 und das zweite Verschleißelement 41 an das Klemmelement 9 angepasst. Das zweite Verstellelement 41 ist mit dem Klemmelement 9 verstellbar. Das dritte Verschleißelement 42 weist eine höhere Dicke als die ersten beiden Verschleißelemente 40, 41 auf. Zwischen dem Grundträger 8 und dem ersten Verschleißelemente 40 ist mindestens ein erstes Abstandselement 43 angeordnet. Zwischen dem Klemmelement 9 und dem zweiten Verschleißelement 41 ist mindestens ein zweites Abstandselement 44 angeordnet. Dadurch sind die Lagereinheiten 15 jeweils zwischen dem Grundträger 8 und dem ersten Verschleißelement 40 und dem Klemmelement 9 und dem zweiten Verschleißelement 41 eingeklemmt. An dem Grundträger 8 und dem Klemmelement 9 sind zusätzlich Vertiefungen 45 zur drehgesicherten Aufnahme der Lagereinheiten 15 angeordnet.
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An dem Klemmelement 9 ist ein Zentrierelement 46 angeordnet, das mittels einer Pressverbindung einstückig mit dem Klemmelement 9 ausgebildet ist. Das Zentrierelement 46 ist mit einer an dem Grundträger 8 senkrecht zur Hauptebene H verlaufenden Bohrung 47 in der Klemmstellung in Eingriff bringbar.
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Die Zerkleinerungsvorrichtung 1 weist eine Steuereinheit (nicht dargestellt) zur Steuerung eines Zerkleinerungsprozesses auf. Im Betrieb der Zerkleinerungsvorrichtung 1 wird Zerkleinerungsgut (nicht dargestellt) dem Innenraum 5 des Gehäuses 2 zugeführt. Der ersten und zweiten Rotationskörper 10, 11 drehen in entgegengesetzter Richtung. Der dritte Rotationskörper 12 dreht synchron zum ersten Rotationskörper 10 und der vierte Rotationskörper 13 dreht synchron zum zweiten Rotationskörper, sodass das Zerkleinerungsgut zuerst durch den zweiten Zerkleinerungsspalt 26 und dann durch den ersten Zerkleinerungsspalt 25 hindurchgeführt wird. Die Zerkleinerungselemente 19, 20, 21, 22 wirken derart zusammen, dass das Zerkleinerungsgut zerkleinert, bzw. zermalmt wird. Durch die dritten und vierten Zerkleinerungselemente 21, 22 werden die ersten und zweiten Zerkleinerungselemente 19, 20 entlastet.
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Zum Wechsel der Rotationskörper 10, 11, 12, 13, z.B. im Wartungsfall oder Reparaturfall, wird der Zerkleinerungsprozess beendet. Die Arretierungselemente 34 werden von der Sperrstellung (vgl. 3) in die Freigabestellung (vgl. 4) verstellt und die Sicherungselemente 14, 38, 39 werden gelöst. An dem Klemmelement 9 kann z.B. eine Transportbrücke (nicht dargestellt) beispielsweise an Befestigungsmitteln 48 montiert werden, sodass das Klemmelement 9 ausgehend von der Klemmstellung (vgl. 3) in die Entnahmestellung (vgl. 4) verstellt, bzw. verschoben und von dem Grundträger 8 abgehoben werden kann. Die Kupplungen 17 werden gelöst, sodass die Rotationskörper 10, 11, 12, 13 aus dem Gehäuse 2 entnommen werden können. Beispielsweise können die verschlissenen Zerkleinerungselemente 19, 20, 21, 22 ausgetauscht oder die Rotationskörper 10, 11,12,13 mit den verschlissenen Zerkleinerungselementen 19, 20, 21, 22 durch andere bereits mit neuen Zerkleinerungselementen 19, 20, 21, 22 vormontierte Rotationskörper 10, 11, 12, 13 ersetzt werden. Anschließend wird das Klemmelement 9 erneut an dem Grundträger 8 angeordnet und ausgehend von der Entnahmestellung in die Klemmstellung verstellt. Die Sicherungselement 14, 38, 39 werden wieder angebracht und die Arretierungselemente 34 von der Freigabestellung in die Sperrstellung verstellt.
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Durch den dritten und vierten Rotationskörper 12, 13 können der Verschleiß der Zerkleinerungselemente 19, 20, 21, 22 reduziert und somit auch die Betriebskosten gesenkt werden. Die Anordnung der Rotationskörper 10, 11, 12, 13 gewährleistet hohe Durchsatzleistungen. Mit den mindestens vier Rotationskörpern 10, 11, 12, 13 wird ermöglicht, dass selbst Störgut (nicht dargestellt), d.h. schwierig zu zerkleinerndes Zerkleinerungsgut, mit der Zerkleinerungsvorrichtung 1 zerkleinerbar ist. Dadurch, dass die Rotationskörper 10, 11, 12, 13 an den Stirnelementen 4 zwischen dem Grundträger 8 und dem Klemmelement 9 gelagert sind, wird ein schneller Austausch der Rotationskörper 10, 11, 12, 13 ermöglicht, wodurch die Wartungskosten gesenkt werden. Dadurch dass das Klemmelement 9 entlang der Führung 27 zwischen der Klemmstellung und der Entnahmestellung verstellbar ist können Stillstandzeiten und Wartungskosten weiter reduziert werden. Arretierungselemente 34 und Sicherungselemente 14, 38, 39 sichern das Klemmelement 9 vor einer unerwünschten Verstellung.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Zerkleinerungsvorrichtung
- 2
- Gehäuse
- 3
- Seitenelement
- 4
- Stirnelement
- 5
- Innenraum
- 6
- Stützeinheit
- 7
- Stützelement
- 8
- Grundträger
- 9
- Klemmelement
- 10
- erster Rotationskörper
- 11
- zweiter Rotationskörper
- 12
- dritter Rotationskörper
- 13
- vierter Rotationskörper
- 14
- erstes Sicherungselement
- 15
- Lagereinheiten
- 16
- Antrieb
- 17
- Kupplung
- 18
- Dämpfungselement
- 19
- erstes Zerkleinerungselement
- 20
- zweites Zerkleinerungselement
- 21
- drittes Zerkleinerungselement
- 22
- viertes Zerkleinerungselement
- 23
- Hauptschneidwerk
- 24
- Nebenschneidwerk
- 25
- erster Zerkleinerungsspalt
- 26
- zweiter Zerkleinerungsspalt
- 27
- Führung
- 28
- freier Bereich des Grundträgers
- 29
- erste Klemmteilabschnitte
- 30
- zweite Klemmteilabschnitte
- 31
- Klemmabschnitte
- 32
- Nut
- 33
- Passfeder
- 34
- Arretierungselement
- 35
- Aufnahme
- 36
- erster Aufnahmeabschnitt
- 37
- zweiter Aufnahmeabschnitt
- 38
- zweites Sicherungselement
- 39
- drittes Sicherungselement
- 40
- erstes Verschleißelement
- 41
- zweites Verschleißelement
- 42
- drittes Verschleißelement
- 43
- erstes Abstandselement
- 44
- zweites Abstandselement
- 45
- Vertiefungen
- 46
- Zentrierelement
- 47
- Bohrung
- 48
- Befestigungsmittel
- A
- Abstand zwischen Hauptebene und Nebenebene
- H
- Hauptebene
- N
- Nebenebene
- R1
- erste Rotationsachse
- R2
- zweite Rotationsachse
- R3
- dritte Rotationsachse
- R4
- vierte Rotationsachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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