DE2256267C3 - Mit Scherwirkung arbeitender Zerkleinerer - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen mit Scherwirkung arbeitenden Zerkleinerer. Derartige Zerkleinerer zum Zerkleinern verschiedener Abfallmaterialien, wie zum Beispiel Fahrzeugreifen, die Wulstdrähte enthalten, leere Blechdosen, Kunststoffe, Papier und dergleichen sind bekannt

Solche mit Scherwirkung arbeitenden Zerkleinerer umfassen üblicherweise ein Gehäuse, welches eine Zerkleinerungskammer umschließt mehrere einander gegenüberliegende in der Zerkleinerungskammer angeordnete Messer und ein rotierendes Schneidwerkzeug, das an seinem äußeren Umfang mit Messern versehen ist, die mit den stationären Messern zusammenwirken und das drehbar in der Zerkleinerungskammer unterstützt ist, Abfallmaterial wird der Zerkleinerungskammer durch einen Einfüllstutzen zugeführt und durch die Scherkraft zerkleinert, die zwischen den stationären Messern und den Messern der rotierenden Schneidwerkzeuge wirkt

Die DE-PS 8 65 249 betrifft eine Schneidmühle mit einer Messeranordnung an einem Rotor und zugehörigen Messern an der inneren Mantelfläche des Stators. Dabei sind die Schneidkanten der rotierenden Messer als auch die der feststehenden Messer unter einem Winkel zur Rotorachse geneigt, und zwar jeweils entgegengesetzt. Diese bekannte Schneidmühle ist jedoch wenig effektiv, da sie das zu zerkleinernde Material bei zunehmender Zerkleinerung nicht öfter einem Schervorgang unterwirft.

Bei den bekannten mit Scherwirkung arbeitenden Zerkleinerern sind die stationären Messer und die rotierenden Messer jedoch gewöhnlich parallel zueinander angeordnet und erstrecken sich ferner parallel zu der Achse der Zerkleinerungskammer, so daß das Material in Linienberührung unter der Scherkraft, die zwischen den stationären Messern und den rotierenden Messern wirkt, zerschnitten wird (vgl. DE-PS 4 55 908 und US-PS 28 30 770). Die rotierenden Messer müssen daher mit einer hohen Geschwindigkeit bzw. Drehzahl angetrieben werden, um eine große Trägheitskraft zu erzeugen, damit eine ausreichende Scherkraft an den rotierenden Messern zur Verfügung steht. Es werden

jedoch, wenn das Material zwischen den rotierenden und den feststehenden Messern zerkleinert wird, nicht nur sehr große Stöße und eine große Lärmerzeugung bewirkt, sondern es wird auch Wärme in den rotierenden Messern, den feststehenden Messern und dem Gehäuse erzeugt, wodurch zum einen teilweise Beschädigungen und zum anderen eine deutliche Abnutzung an diesen Teilen und anderen Bestandteilen verursacht wird Darüber hinaus bringt die Wärmeerzeugung die Gefahr von Explosionen und von Entflammen des Materials während der Zerkleinerung mit ."vieh und mindert die Qualität des durch das Zerkleinern erhaltenen Produktes, was von Bedeutung ist, wenn dieses einer weiteren Verwendung zugeführt wird.

Darüber hinaus sind die aus Industriegütern bestehenden Abfallprodukte unterschiedlich in ihren Eigenschaften: einige sind hart wie Eisen, andere sind weich wie Gummi und einige zerbrechlich usw. spröd wie Glas und Porzellan. Die Abfallmaterialien weisen ferner eine unendliche Vielzahl von Formen auf. Wenn man beabsichtigt, diese verschiedenen Materialien häufigen Schervorgänge bzw. Zerkleinerungsvorgänge auszusetzen, müssen die rotierenden Messer natürlich mit einer hohen Geschwindigkeit, d.h. einer hohen Drehzahl angetrieben werden, die üblicherweise in der Größenordnung von 800 bis 1200 U/min liegt, wodurch starke Schläge und Lärm während des Zerkleinems erzeugt werden.

Wenn das zerkleinerte Material einer Weiterverwendung zugeführt werden soll, ist es oft erwünscht, daß das zerkleinerte Erzeugnis eine einheitliche Größe aufweist, die je nach Verwendung verschieden groß sein kann. So muß die Größe des zerkleinerten Materials etwa bei 5 mm liegen, wenn es als Füllmaterial verwendet werden soll oder bei etwa 150 mm für Rückgewinnungszwecke. Es ist nahezu unmöglich, diese Anforderungen in einfacher Weise mit den herkömmlichen mit Scherwirkung arbeitenden Zerkleinerern zu erfüllen.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Zerkleinerer vorzusehen, bei dem das zu verkleinernde Material bereits im Bereich der Einlaßöffnung einem ersten Schervorgang und mit zunehmender Zerkleinerung öfter einem Schervorgang unterworfen wird, wobei das zerkleinerte Material in befriedigender Weise vorwärtsbewegt wird.

Diese Aufgabe wird durch einen mit Scherwirkung arbeitenden Zerkleinerer gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 gelöst, der dadurch gekennzeichnet ist, daß die Einfüllöffnung im Bereich des Hinterendes der Zerkleinerungskammer vorgesehen ist, daß die Messer des Rotors spiralförmig in einem Drallwinkel (alpha) relativ zur Achse der Zerkleinerungskammer angeordnet sind, daß sich der Rotor, der auf einer Welle in der Zerkleinerungskainmer getragen wird, aus mehreren einzelnen blockartigen Schneidwerkzeugen zusammensetzt, die nebeneinander in der Zerkleinerungskammer angeordnet sind, wobei die Anzahl der Messer an den Schneidwerkzeugen gegen das die Einlaßöffnung aufweisende Hinterende zu abnimmt und gegen das Vorderende zu ansteigt.

Mit dem erfindungsgemäßen Zerkleinerer können verschiedene Materialien bei niedrigen Drehgeschwindigkeiten abgeschert werden. Die mit den spiralförmig angeordneten Messern versehenen einzelnen Blöcke bzw. Scheiben sind leicht bearbeitbar und leicht austauschbar, vereinfachen die Wartung und Inspektion und sind den gewünschten Schub- bzw. Vorschubverhältnissen im Zerkleinerer anpaßbar, wobei die spiralförmig angeordneten Messer femer dazu eingerichtet sind, wahlweise in der gewünschten Anordnung angebracht zu werden, um einen optimalen Zerkleinerungsbetrieb zu erreichen, der dem jeweiligen Zweck der Zerkleinerung und der Art des zu zerkleinernden Materials angepaßt ist Der erfindungsgemäße Zerkleinerer kann das zugeführte Material auch zu einer einheitlichen Größe zerkleinern. Er kann verschiedene Materialien durch Abscheren mit einer niedrigen Drehgeschwindigkeit zerkleinern, während er einen Schub bzw. Vorwärtsschub auf diese Materialien ausübt, wodurch die Schläge und Stöße und die Lärmerzeugung vermindert werden und häufige Schervorgänge sichergestellt werden. Das durch den Einfüllstutzen zugeführte Material wird von den spiralförmig angeordneten Messern und den stationären Messern in Schervorgängen zerschnitten, während es in der Zerkkleinerungskamrner unter der Wirkung des Schubs vorwärtsbewegt wird, der durch die Flächen der spiralförmig angeordneten Messer der rotierenden Schneidwerkzeuge ausgübt wird. Die Erfindung sieht einen Zerkleinerer vor, der zu einer Verminderung der Umweltbelästigung bzw. -verschmutzung beiträgt und der selbst keine sekundäre Umweltbelästigung bzw. -verschmutzung mit sich bringt

Im folgenden wird die Erfindung anhand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Gesamtdarstellung einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen mit Scherwirkung arbeitenden Zerkleinerers;

F i g. 2 eine perspektivische Gesamtdarstellung einer abgewandelten Ausführungsform;

Fig.3 in einer Vorderansicht im Längsschnitt die wesentlichen Teile des Zerkleinerers gemäß F i g. 1;

Fig.4 eine Seiten- bzw. Stirnansicht der gleichen Ausführungsform in einem Querschnitt;

F i g. 5 eine Vorderansicht des Zerkleinerers gemäß F i g. 2, in einem Längsschnitt, der die wesentlichen Teile des Zerkleinerers zeigt;

F i g. 6 eine quer geschnittene stirnseitige Seitenansicht dieser Ausführungsform;

F i g. 7 eine Vorderansicht im Längsschnitt, die eine Abwandlung des Zerkleinerers gemäß P i g. 2 zeigt;

F i g. 8 eine Vorderansicht in einem Längsschnitt, die eine weitere Abwandlung des Zerkleinerers nach F i g. 1 zeigt;

F i g. 9 eine stirnseitige Seitenansicht in der Einzelheiten eines rotierenden Schneidwerkzeuges mit daran befestigten, spiralförmig angeordneten Messern zu sehen sind;

Fig. 10 eine Vorderansicht des Schneidwerkzeuges gemäß F i g. 9;

F i g. 11 in auseinandergezogener Darstellung eine Einzelheit des Schneidwerkzeuges gemäß den Fig.9 und 10;

Fig. 12 in einer stirnseitigen Seitenansicht ein scheibenförmiges StUckgrößeneinstellteil, das aus unterteilten Segmenten zusammengesetzt ist;

Fig. 13 einen Längsschnitt durch das in Fig. 12 gezeigte Teil;

F i g. 14 eine stirnseitige Seitenansicht einer anderen Ausführungsform des Stückgrößeneinstellteils;

Fig. 15 und 16 -tirnseitige Seitenansichten weiterer AusfUhrungsformen von Stückgrößeneinstell teilen;

Fig. 17 eine stirnseitige Seitenansicht eines Stückgrößeneinstellteiles mit Auslaßsteueröffnungen, wel-

ches an dem Vorderende der Zerkleinerungskammer befestigt ist;

F i g. 18 und 19 in Vorderansichten Anordnungen von blockartigen bzw. blockförmigen rotierenden Schneidwerkzeugen, und

F i g. 20 eine Vorderansicht der rotierenden Schneidwerkzeuge mit dazwischen angeordneten StückgröBeneinstellteilen.

Wie aus den Fig.3 und 4 zu ersehen, ist ein Gehäuseteil 2 mit halbkreisförmigem Querschnitt und einem Einfüllstutzen 1 im oberen Bereich seines Einlaßendes mit einem Gehäuseteil 3 von halbkreisförmigem Querschnitt mittels Schraubenbolzen 4 verbunden, um eine zylindrische Zerkleinerungskammer 5 zu erhalten. Eine den Einfüllstutzen begrenzende innere Gehäusewand la ist bogenförmig nach innen auf ein feststehendes Messer 6 zu geführt, das an dem unteren Gehäuseteil angeordnet ist und dient somit zur Führung des vom Einfüllstutzen 1 zugeführten Materials. Der Hauptabschnitt der Zerkleinerungskammer 5, der sich von dem Einfüllstutzen 1 bzw. einer Trennwand 7 erstreckt, ist in seinem oberen Bereich verschlossen und besitzt eine Tasche 9 über dem feststehenden Messer 6 auf der Seite, auf der die rotierenden Schneidwerkzeuge 8 auflaufen. Das in den Ausnehmungen der rotierenden Schneidwerkzeuge 8 mitgenommene Material wird nach außen in die Tasche 9 getrieben und gleitet dann entlang der Wand nach unten, die das Material auf die Kante des feststehenden Messers 6 führt. Die Tasche 9 stellt somit eine wirksame Scherarbeit sicher. Die Trennwand 7, die nicht immer notwendig ist, verhindert, daß ein grobes Material direkt in die Zerkleinerungskammer 5 weitergeführt wird, so daß das Material den blockartigen rotierenden Schneidwerkzeugen 8, die in einer aneinandergereihten Anordnung von einer Welle getragen werden, gleichförmig zugeführt wird, um eine wirksame Zerkleinerungsarbeit zu erreichen.

Ein Paar stationärer Messer 6 werden einander gegenüberliegend zwischen aneinander angrenzenden Flächen der Gehäuseteile 2 und 3 mittels Schraubenbolzen 10 an ihrem Platz gehalten. Die feststehenden rviciser 6 erstrecken sich über die gesamte Lange eier Zerkleinerungskammer 5 und parallel zu deren Achse. Da die in den feststehenden Messern 6 ausgebildeten Löcher 11 für den Durchgang der Bolzen die Form von Langlöchern haben und Einstellschraubenbolzen 12 von rückwärts gegen die Messer 6 anliegen, sind diese feststehenden, d. h. nicht umlaufenden Messer 6 diametral in Richtung auf das Innere der Zerkleinerungskammer 5 oder in Gegenrichtung durch die Betätigung der Einstellschraubenbolzen 12 verschiebbar.

Eine weitere Tasche 13, die unter dem Messer 6, links in Fig.4 ausgebildet ist trägt zu einer wirksamen Scherarbeit wie oben beschrieben bei, wenn das sich in der unteren Hälfte der Zerkleinerungskammer 5 befindende Material in den Ausnehmungen der rotierenden Schneidwerkzeuge 8 umläuft

Die untere Wand 3a des Gehäuses 3 erstreckt sich bis in den Bereich des vordersten bzw. äußersten rotierenden Schneidwerkzeuges 8, wo sie einen Ausschnitt aufweist um eine öffnung 14 am Vorderende der Zerkleinerungskammer 5 zu schaffen. Die öffnung 14 steht mit einer Auslaßöffnung 15 in Verbindung, über welche die Zerkleinerungskammer 5 nach außen geöffnet ist Um die einander gegenüberliegenden Enden der Zerkleinerungskammer 5 zu verschließen, sind die einander gegenüberliegenden Endwände der Gehäuseteile 2 und 3 mit Öffnungen versehen, deren Durchmesser größer ist als der Außendurchmesser der rotierenden Schneidwerkzeuge 8 und Flanschteile 16 und 17 sind in diese Öffnungen eingefügt und mittels Schraubbolzen 18 bzw. 19 befestigt. Die Flanschteile 16 und 17 tragen Lager 20 bzw. 21, welche die entgegengesetzten Enden der Hauptwelle 22 unterstützen. Bei der gezeigten Ausführungsform trägt die Hauptwelle 22 sechs blockartige rotierende Schneidwerkzeuge 8, wobei letztere Seite an Seite angeordnet sind. Die beiden beim Einfüllstutzen 1 angeordneten rotierenden Schneidwerkzeuge weisen drei spiralförmig angeordnete Messer 8a auf; die nächsten beiden rotierenden Schneidwerkzeuge besitzen vier Messer und die beiden gegen den Auslaß zu angeordneten rotierenden Schneidwerkzeuge weisen sechs Messer auf. Die rotierenden Schneidwerkzeuge 8 sind so angeordnet daß die spiralförmig angeordneten Messer 8a benachbarter Schneidwerkzeuge gegeneinander versetzt, d. h. nicht in Verlängerung voneinander, sondern phasenverschoben angeordnet sind.

Die Fig.9 bis II zeigen ein Ausführungsbeispiel des mit drei Messern versehenen rotierenden Schneidwerkzeuges. Ein Hauptkörper 24 mit einer Mittelbohrung 23 für den Durchgang der Hauptwelle 22 ist mit drei Vorsprängen 25 versehen. Die in bezug auf die DrehricMung vordere Seite jedes Vorsprunges 25 besitzt eine in einem geeigneten Drallwinkel α relativ zu der Achse der Bohrung 23 ausgebildete Aufnahmefläche 26.

Ein flacher, plattenförmiger Messerträger 27, der dazu bestimmt ist mit der Aufnahmefläche 26 verbunden zu werden, ist fest mit einem Messer 8a aus Schnellstahl versehen. Wenn der Messerträger 27 an der Aufnahmefläche 26 befestigt ist, erstreckt sich das Messer Sa natürlich in dem Drallwinkel λ relativ zu der Achse. Zur Befestigung des Messerträgers 27 an der Aufnahmefläche 26 mittels Befestigungsschrauben 28 weist die Aufnahmefläche 26 Gewindebohrungen 28 auf, und der Messerträger 27 ist mit Langlöchern 30 versehen, die angesenkt sind, damit die Köpfe der Schrauben 28 nicht über die Fläche de» rvlcsscrirägers 27 vorspringen.

Um das Spiel bzw. den Abstand zwischen den Kanten der feststehenden Messer 6 und der Messer 8a der rotierenden Schneidwerkzeuge 8 einstellbar zu machen, sind Ausnehmungen 31 in der Rückseite jedes Messerträgers 27 zwischen benachbarten Langlöchern 30 ausgebildet, wie aus Fig. 11 zu ersehen ist; und Gewindebohrungen 33 sind in einem Teil 32 des Hauptkörpers 24 derart ausgebildet daß sie den Ausnehmungen 31 (Fig.9) gegenüberliegen. In jedes dieser Gewindelöcher 33 ist eine Einstellschraube 34 geschraubt wobei der Kopf der Schraube in Kontakt mit dem Boden der Ausnehmung 31 ist Eine Sicherungsmutter 35 hält jeweils die Einstellschraube 34 in ihrer Stellung fest und die Schrauben sind so angeordnet daß, wenn sie in Gewindeeingriff mit den Gewindebohrungen 33 sind, ihre Verdrehung eine Auswärtsbewegung des Messerträgers 27 bewirkt um den Abstand einzustellen. Gemäß einer alternativen Ausführungsform können die Bodenfläche jeder Ausnehmung 31 und der Teil 32 des Hauptkörpers mit Bohrungen versehen sein, die gegensinnige Gewinde aufweisen, in weiche Einstellschrauben geschraubt sind, die mit gegensinnigen Gewinden versehene Abschnitte besitzen. Das Drehen der Schrauben 34 nach rechts oder links bewegt dann die Messerträger 27 rückwärts oder vorwärts. In der Ausführungsform gemäß den

F i g. 9 bis 11 werden die Einstellschrauben 34 gedreht, um die Stellung des Messerträgers 27 zu bestimmen und die Sicherungsmuttern 35 werden dann angezogen, um die Schrauben in ihrer Stellung festzuhalten. Nach Durchführung dieser Einstellung werden die Befestigungsschrauben 28 angezogen, um den Messerträger in seiner Stellung zu befestigen.

Wie bereits beschrieben, sind die rotierenden Schneidwerkzeuge 8, deren jedes eine Mehrzahl von spiralförmig angeordneten Messern 8a an seinem äußeren Umfang aufweist, auf der Hauptwelle 22 Seite an Seite befestigt, wobei die entgegengesetzten Enden der Welle in den Lagern 20 und 21 unterstützt sind. Ein Befestigungselement 37, wie zum Beispiel eine Mutter, die im Gewindeeingriff mit einem Gewinde 22a auf dem äußeren Umfang der Hauptwelle 22 steht, sichert die rotierenden Schneidwerkzeuge 8 auf der Hauptwelle 22 gegen Verschiebung. Bei der dargestellten Ausführungsform werden die rotierenden Schneidwerkzeuge 8 darüber hinaus durch einen Keil bzw. eine Paßfeder mit der Hauptwelle 22 verbunden. Sobald ein zu den Antriebsmitteln an einem Ende der Hauptwelle 22 gehörender Motor mit Strom versorgt wird, werden die rotierenden Schneidwerkzeuge 8 in der Zerkleinerungskammer 5 gedreht. Angenommen die tangentiale von dem rotierenden Schneidwerkzeug 8 entlang seinem Umfang ausgeübte Kraft aufgrund der Drehung des Motors sei F, dann wird das Material mit einer Kraft F cos α geschert und durch eine Schubkraft F sin λ vorwärtsgeschoben, da die spiralförmig angeordneten Messer 8a in dem Drallwinkel λ geneigt sind. Daher gleitet das zu kleinen Stücken zerkleinerte Material auf den Vorderflächen der spiralförmig angeordneten Messer 8a und wird vorwärtsgeschoben. Wenn die rotierenden Schneidwerkzeuge 8 mit wechselnder Phasenlage, wie in Fig.3 gezeigt, angeordnet sind, dienen die Stirnseiten bzw. die Berührungsflächen der rotierenden Schneidwerkzeuge als Barrieren, um das Material zurückzuhalten und das Material häufigeren Scherungen auszusetzen.

Auf der Hauptwelle 22 ist an der Auslaßseite des

vnrHprstpn rntiprpnHpn ^rhnpiHwprjrTPucrpc R pin Stückgrößeneinstellteil 38 zum Regulieren der Stückgröße des zerkleinerten Materials angeordnet. Das Stückgrößeneinstellteil 38 weist die Form einer Scheibe auf, deren Durchmesser kleiner ist als der Außendurchmesser des rotierenden Schneidwerkzeuges 8, jedoch größer als der Fußdurchmesser, d. h. der Durchmesser der Ausnehmungen des rotierenden Schneidwerkzeuges. Das Stückgrößeneinstellteil 38 verschließt fast ganz die öffnung 14, um einen ringförmigen Spalt zwischen dem äußeren Umfang des Stückgrößeneinstellteils 38 und dem inneren Umfang der Zerkieinerungsfcammer 5 zu bilden. Dieser Spalt dient dazu, zerkleinerte Stücke einer einheitlichen Größe zu erzeugen. Alternativ können mehrere Stückgrößeneinstellteile 38 zwischen benachbarten rotierenden Schneidwerkzeugen 8 angeordnet werden, wie in Fig.20 gezeigt ist In diesem Fall wird eine größere Wirksamkeit erreicht, indem scheibenförmige Stückgrößeneinstellteile 38 vorgesehen werden, die in Richtung auf das Auslaßende der Zerkleinerungskammer 5 progressiv ansteigende Durchmesser aufweisen, wie ebenfalls in Fig.20 zu sehen ist

Darüber hinaus kann das Stückgrößeneinstellteil 38 mit einer großen Zahl von Auslaßsteueröffnungen 39 in einem Teil desselben ausgebildet sein, dessen Durchmesser größer ist als der Fußdurchmesser, d.h. der Durchmesser der Ausnehmungen des rotierenden Schneidwerkzeuges 8 (F i g. 8), so daß Stücke, die kleiner sind als die Auslaßöffnungen ausgeworfen werden können, um zerkleinerte Stücke einer einheitlichen Größe zu erhalten. Anstelle der Ausbildung von Auslaßsteueröffnungen 39 ist es auch möglich, netzförmige Metallelemente, wie sie in F i g. 14 gezeigt sind, zu verwenden.

Die F i g. 12,13 und 15 zeigen eine andere Bauart von Stückgrößeneinstellteilen 38 mit separaten Segmenten 38a, die auf einer auf der Hauptwelle 22 angeordneten Hülse 40 mittels mehrerer Schraubbolzen 41, die sich diametral durch die Segmente 38a erstrecken, befestigt sind. Indem Segmente verschiedener Größen, zum Beispiel großer, mittlerer und kleiner Größe versehen werden, kann der Spalt zwischen dem äußeren Umfang der Scheibe und der inneren Umfangsfläche der Zerkleinerungskammer 5 einfach eingestellt bzw. variiert werden, um die Größe der zerkleinerten Stucke zu verändern. Darüber hinaus können Auslaßsteueröffnungen 39 in den Segmenten 38a, wie in F i g. 15 gezeigt, vorgesehen sein und eine große, eine mittlere oder eine kleine Größe aufweisen, um zerkleinerte Stücke dreier verschiedener Größen zu bilden. Es ist ferner möglich, Segmente 38a zu verwenden, die radiale Langlöcher 42 aufweisen, so daß die Segmente 38a innerhalb des Bereiches versetzt werden können, der durch die Langlöcher 42 bestimmt wird, um die Größe nach Wunsch einzustellen (F i g. 16). Die Vorsehung unterteilter Segmente 38a ermöglicht, daß die die Stückgröße regulierenden Elemente leichter ausgetauscht werden können und die Stückgröße leichter eingestellt werden kann.

Die in den Fig.5 und 6 gezeigte Ausführungsform umfaßt ein Gehäuseteil 3, welches die untere Hälfte der Zerkleinerungskammer 5 bildet und eine sich über die ganze Länge der Kammer erstreckende öffnung aufweist. Die Öffnung ist mit einem Stückgrößeneinstellteil 44 verschlossen, das einen halbkreisförmigen Querschnitt aufweist und mit einer großen Anzahl von Auslaßsteueröffnungen 43 versehen ist. Zerkleinerte

^tiiplrp Hip njnht crrnßpr ale Hip Öffnnnapn 4^ einH fallpn durch die öffnungen 43 in dem Größeneinstellteil 44 heraus, während die Stücke, die größer sind als diese öffnungen, in den Ausnehmungen der rotierenden Schneidwerkzeuge 8 herumgetragen werden, um so lange Schub- und Schervorgänge ausgesetzt zu werden, bis sie genügend zerkleinert sind, um durch die öffnungen hindurchzugehen. Die Zerkleinerungskammer 5 dieser Bauart des Zerkleinerers ist an ihren entgegengesetzten Enden durch Flanschteile 16 und 17 verschlossen. Je nach Art des Materia's kann ein Teil des Materials während des Scherens zu einem feinen Pulver zerkleinert werden oder aufgrund der erzeugten Hitze geschmolzen werden. Daher sind an entgegengesetzten Enden des unteren Teils der geschlossenen Zerkleinerungskammer 5 Auslaßöffnungen 45 angeordnet aus denen das Pulver oder verflüssigte Material abfließen kann, damit die Lager und dergleichen gegen Verschleiß geschützt werden.

Üblicherweise ist das Größeneinstellteil 44 an seinen entgegengesetzten Umfangsseiten jeweils mit einem vorspringenden Flansch versehen, der an der unteren Sitzfläche des mit der öffnung versehenen Teils eingebaut und durch Schrauben befestigt ist Diese Konstruktionen sind jedoch sehr nachteilig, da alle blockartigen Schneidwerkzeuge 8 aus dem Hauptkörper ausgebaut werden müssen, um die Größe der

zerkleinerten Stücke einzustellen, die Zerkleinerungskammer 5 zu reinigen oder das Stückgrößeneinstellteil 44 auszutauschen. Die in F i g. 5 gezeigte Ausführungsform umfaßt Leisten 46, die unter den feststehenden Messern 6 angeordnet und mit den feststehenden Messern 6 an ihren Platz durch Schraubbolzen befestigt sind. Zwischen dem an dem Stückgrößeneinstellteil 44 angreifenden Abschnitt 47 jeder Leiste 46 und der inneren Wand des mit einer Öffnung versehenen Gehäuseteils ist ein keilförmiger Raum ausgebildet. Das Stückgrößeneinstellteil 44 ist an seinen entgegengesetzten Enden scharfkantig, d. h. mit angeschrägten Kanten versehen, die daher in die keilförmigen Räume passen und erlauben, daß die daran angreifenden Abschnitte 47 der Leisten 46 das Stückgrößeneinstellteil 44 festhalten. Entsprechend dieser Konstruktion kann das Gehäuseteil 2, welches an dem Gehäuseteil 3 bei 48 angelenkt ist, um die Gelenke 48 geöffnet werden, um das feststehende Messer ö und die Leiste 4ö an einer Seite zu entfernen. Das Stückgrößeneinstellteil 44 kann dann vorteilhafterweise entlang der inneren Wandfläche der Öffnung herausgezogen werden. Die am Größeneinstellteil 44 angreifenden Abschnitte 47 der Leisten 46 verhindern eine mögliche Verwerfung der entgegengesetzten Enden des Stückgrößeneinstellteils 44 während des Zerkleinerns und stellen einen einwandfreien Betrieb sicher. Dieselbe Wirkung kann in ähnlicher Weise erreicht werden, indem die entgegengesetzten Enden des Stückgrößeneinstellteils 44 mittels Zugbolzen befestigt werden, die anstelle der vorstehend beschriebenen Mittel verwendet werden.

F i g. 7 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform, bei der die Größe des Materials sowohl in der unteren Hälfte als auch am Vorderende der Zerkleinerungskammer 5 reguliert werden kann. Gemäß dieser Ausführungsform werden die zerkleinerten Stücke, deren Größe die Größe der Einstell- bzw. Steueröffnungen 43 des Größeneinstellteiles 44 in der unteren Hälfte nicht übersteigt, durch die Öffnungen 43 ausgeworfen. Hierdurch wird das unnütze Weiterbewegen der zerkleinerten Stücke vermieden, während der Schub flhwpsrhwärht wirH Olpir Jvrmtio u/*»rH*»n nur Hia ^tiiolr**

die größer als die Öffnungen 43 sind, weiter der Scherwirkung ausgesetzt, während sie durch den Schub vorwärtsbewegt werden und schließlich in einheitlicher Größe das Größeneinstellteil 38 durchlaufen.

Obwohl die Ausführungsformen gemäß den Fig.3 und 8 rotierende Schneidwerkzeuge 8 aufweisen, die alle in verschiedenen Phasenlagen angeordnet sind, können die ersten drei benachbart dem Einfüllstutzen 1 angeordneten rotierenden Schneidwerkzeuge Seite an Seite derart angeordnet werden, daß durchgehende spiralförmig angeordnete Messer gebildet werden, während die übrigen drei rotierenden Schneidwerkzeuge mit ihren Messern gegeneinander phasenverschoben sind, wie in den F i g. 5 und 7 gezeigt ist

Es ist ferner möglich, wie in Fig. 10 gezeigt ist, die ersten drei rotierenden Schneidwerkzeuge benachbart dem Einfüllstutzen 1 mit kontinuierlich aneinander anschließenden spiralförmig angeordneten Messern zu versehen, die einen größeren Drallwinkel α aufweisen und die übrigen drei Schneidwerkzeuge mit kontinuierlich aneinander anschließenden spiralförmig angeordneten Messern zu versehen, die einen größeren Drallwinkel α aufweisen und die übrigen drei Schneidwerkzeuge mit kontinuierlich aneinander anschließenden spiralförmig angeordneten Messern unter einem kleineren* Drallwinkel «' zu versehen. Hierdurch wird sichergestellt, dnß das zugeführte Material zuerst einem größeren Schub ausgesetzt wird, daß der Schub sich jedoch gegen das Vorderende zu verringert und häufigere Schervorgänge in der Zerkleinerungskammer 5 bewirkt. Ferner kann, wie in Fig. 19 gezeigt, mindestens das vorderste, d. h. dem Vorderende nächste rotierende Schneidwerkzeug 8 mit Messern versehen sein, die in einem entgegengesetzten Drallwinkel tx angeordnet sind, um zu bewirken, daß das rotierende

ίο Schneidwerkzeug einen Schub in der entgegengesetzten Richtung ausübt, um das Material zurückzuhalten. Aufgrund dessen wird das Material häufiger Schervorgängen ausgesetzt, während der das Lager aufweisende Abschnitt gegen die schließlich zertrennten oder verflüssigten Stücke geschützt wird. Diese Konstruktion ist für einen Zerkleinerer der in den Fig. 5 und <J gezeigten Bauart geeignet, in dem die zerkleinerten Stücke durch die untere Hälfte der Zerkleinerungskammer 5 abgeführt werden.

Das scheibenförmige, mit Auslaßöffnungen 39 versehene Stückgrößeneinstellteil 38 kann mit drei Befestigungsabschnitten 49 versehen sein, die von seinem Umfang vorspringen und die, wie in F i g. 17 gezeigt ist, mittels Schraubenbolzen 49a an dem Gehäuseteil 3 befestigt sind, um zu verhindern, daß das Größeneinstellteil 38 mit den rotierenden Schneidwerkzeugen 8 umläuft. Wenn das Größeneinstellteil 38 in einer stationären Lage festgehalten wird, kann eine sekundäre Scherwirkung zwischen den gegen das Innere der Zerkleinerungskammer zu weisenden Umfangskanten der Öffnungen 39 und der Seitenfläche des vordersten rotierenden Schneidwerkzeuges erreicht werden.

Im Fall der Zerkleinerer der Bauart gemäß F i g. 1, bei der das Material am vordersten, d. h, am weitesten von dem Einfüllstutzen entfernten Ende der Zerkleinerungskammer 5 ausgeworfen wird, ist der Gehäuseteil 3 mittels Schraubenbolzen 51 auf einem Unterstützungsgestell 50 befestigt und ein Gehäuse 52, welches die Antriebsmittel für die Hauptwelle 22 umfaßt, ist vorgesehen. Das Unterstützungsgestell 50 ist an der Stelle ausgeschnitten, an der die Auslaßöff ,ung 15 im vordersten Bereich der Zerk!einer^|jn^<Tck2rnrner 5 angeordnet ist. Eine Aufnahmeeinrichtung zur Aufnahme der zerkleinerten Stücke wird in dem ausgesparten Teil 53 angeordnet.

Der in F i g. 2 gezeigte Zerkleinerer ist von einer Bauart, bei der das zerkleinerte Material aus der unteren Hälfte und dem vordersten Abschnitt der Zerkleinerungskammer 5 oder nur aus der unteren Hälfte

so derselben ausgeworfen wird. Das ausgeworfene Material wird durch einen Bandförderer 54 abgeführt, der sich in Längsrichtung durch das Unterstützungsgestell 50 erstreckt

Abfallmaterial, welches dem Einfüllstutzen 1 aus einem abnehmbaren Speisetrichter 55 zugeführt wird, wird von den rotierenden Schneidwerkzeugen 8 aufgenommen und durch eine Scherkraft, die zwischen den spiralförmig angeordneten Messern und den feststehenden Messern 6 wirkt zerkleinert, während es durch eine Schubkraft vorwärtsbewegt wird. Das Material, welches durch die dem Einfüllstutzen 1 benachbarten rotierenden Schneidwerkzeuge mit einer geringeren Anzahl von Messern in die Zerkleinerungskammer gedrückt wird, wird während des Zerkleinerns

⁶* progressiv vorwärtsbewegt und durch die mit einer größeren Anzahl von Messern versehenen rotierenden Schneidwerkzeuge 8 einer größeren Zahl von Schervorgängen ausgesetzt, wodurch eine wirkungsvolle Zer-

kleinerungsarbeit erreicht wird. Da die Messer 8a an den rotierenden Schneidwerkzeugen 8 spiralförmig angeordnet sind, tritt die Scherwirkung zwischen den Messern 8a und den stationären Messern 6 nicht plötzlich auf, sondern geht sukzessiv und kontinuierlich vor sich, um das Material sehr häufig und mit einer sehr geringen Lärmentwicklung und sehr ökonomisch mit einem niedrigen und gleichmäßigen Kraftaufwand zu zerkleinern. Die Veränderungen des Kraftaufwandes sind wesentlich geringer als bei den herkömmlichen Zerkleinerern. Da das Scheren des Materials wie bei Scheren mit zueinander schrägstehenden Schneiden ausgeführt wird, sind die bewirkten Stöße schwach und die Vorrichtung kann auch ein hartes Material, wie zum Beispiel Wulstdrähte oder Eisenplatten zerschneiden. Die gute Scherwirkung, die durch das Zusammenwirken der spiralförmig angeordneten Messer 8a und der feststehenden Messer 6 bewirkt wird, stellt ein leichtes und wirksames Zerkleinern nachgiebigen Materials, wie zum Beispiel Gummi oder Kunststoff sowie leichter Materialien wie Folien, Papier, geschäumtem Styrol und dergleichen sicher und führt zu hervorragenden Ergebnissen, wenn zerbrechliche Materialien, wie zum Beispiel Glas, Porzellan und dergleichen zu zerkleinern sind.

Die schräge Schneidwirkung, wie sie zum Beispiel bei Scheren auftritt und die jeweils punktweise wirkt, führt zu einem geringen Kraftaufwand beim Zerkleinern großen Materials, so daß die rotierenden Schneidwerkzeuge 8 in der Lage sind, mit einer wesentlich herabgesetzten Geschwindigkeit zu zerkleinern. Herkömmlicherweise werden ähnliche Zerkleinerer mit 800 bis 1200 U/min angetrieben, während die erfindungsgemäße Vorrichtung bei Drehzahlen zwischen etwa 20 und 100 U/min zufriedenstellend arbeitet.

Der Betrieb mit dieser niedrigen Geschwindigkeit führt zu einer wesentlichen Verringerung der Vibrationen und der Lärmentwicklung während des Zerkleinerns; und das durch den Einfüllstutzen 1 zugeführte Material wird daran gehindert, durch die beim Zerkleinern auftretenden Gegenkräfte nach oben

Die nierige Drehzahl bewirkt ferner eine Verringerung der Abnutzung und der Beschädigung der Messer und senkt dadurch in vorteilhafter Weise die Kosten der Zerkleinerung. Zusätzlich wird durch die Verringerung der Wärmeerzeugung in dem Material und die Verringerung der Abnutzung der rotierenden Schneidwerkzeuge, des Gehäuses und der stationären Messer die Zeit zwischen Überholungen der Vorrichtung und die Gesamtlebensdauer der Vorrichtung erhöht. Die Tatsache, daß das Material keine Hitze entwickelt, verhindert ein Austrocknen des Materials sowie des Staubs oder dergleichen, der an dem Material haftet und macht es damit möglich, das Material in feuchtem Zustand zu zerkleinern.

Die blockartigen rotierenden Schneidwerkzeuge 8 sind sehr billig in der Herstellung. Zum Beispiel sind die spiralförmig angeordneten Messer leicht an den Umfangsteilen anzubringen. Rotierende Schneidwerkzeuge, die geeignet sind verschiedene spezielle Materialien zu zerkleinern, können geschaffen werden, aufgrund der Konstruktionsmerkmale, daß die Messer zur Ausübung eines Schubes auf das Material spiralförmig angeordnet sind, daß die Messer in ihrer Phasenlage versetzt gegeneinander angeordnet sind und die Grundbzw. Fußdurchmesser der rotierenden Schneidwerkzeuge variiert werden können. Selbst wenn an einer Stelle ein Bruch auftritt, kann das gebrochene Teil leicht in einem einfachen Verfahren ausgestauscht werden.

Die Zerkleinerungokammcr 5, die in ihrem oberen Bereich und in ihrem Bodenbereich geschlossen ist, erlaubt keine Leerlaufbewegung des wiederholt angetriebenen Materials, sondern ermöglicht, daß das Material sich auf kürzestem Wege zu den Kanten der stationären Messer 6 bewegt, wodurch der Wirkungsgrad im Vergleich zu einem Zerkleinerer, der an seiner Oberseite über die gesamte Länge der Reihe von rotierenden Schneidwerkzeugen 8 offen ist, wesentlich erhöht wird. Die Bauart, wonach die rotierenden Schneidwerkzeuge 8 im Bereich des Einfüüstutzens 1 eine kleinere Anzahl von spiralförmig angeordneten Messern 8a aufweisen als die gegen das Vorderende zu angeordneten, führt dazu, daß das zugeführte Material leicht in die Zerkleinerungskammer aufgenommen bzw. gedrückt wird, wodurch eine mögliche Unterbrechung der gicichmäSigen Zufuhr des Materials aufgrund einer Verstopfung des Speisetrichters oder des Einfüllstutzens bzw. Einlaßstutzens 1 vermieden wird. Da die Anzahl der Messer an den rotierenden Schneidwerkzeugen 8 gegen das Vorderende der Zerkleinerunr;skammer zu größer ist, wird das Material häufiger dem Schervorgang ausgesetzt und kann gleichmäßig über alle Seite an Seite angeordneten Schneidwerkzeuge 8 verteilt sein, wodurch ein Verlust an Schervorgängen vermieden wird.

Ferner wird bei der Ausführungsform mit einer

jo Zerkleinerungskammer 5, die an ihren entgegengesetzten Seitenwänden verschlossen ist und in ihrer unteren Hälfte mit dem Stückgrößeneinstellteil 44 von halbkreisförmigem Querschnitt und mit Stückgrößeneinstellöffnungen 43, wie in F i g. 5 gezeigt, versehen ist, das Material von dem rotierenden Schneidwerkzeug herumgetragen, bis es zu einer Größe reduziert ist, die kleiner ist als die der öffnungen 43. Auf diese Weise kann ein zerkleinertes Erzeugnis einheitlicher Größe erhalten werden, was ve "teilhaft für die Verwendung des zerkleinerten Materials ist.

Wenn sowohl am Vorderende als auch in der unteren

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einstellteil vorgesehen ist, können die zerk'^inerten Stücke, die zu einer vorbestimmten Größe zerkleinert sind, zuerst durch das Stückgrößeneinstellteil 44 ausgeworfen werden, während die Stücke, deren Größe die vorbestimmte Größe überschreitet, weiter der Scherarbeit ausgesetzt werden, während sie unter dem beim Scheren erzeugten Schub vorwärtsbewegt werden und schließlich durch das Stückgrößeneinstellteil 38 herausfallen. Da die Stücke, die zu der vorbestimmten Größe zerkleinert sind, aus der unteren Hälfte zur Abfuhr herausfallen, wirkt der Schub ohne Verluste. Wenn das mit öffnungen 39 zur Steuerung des Auslasses versehene Stückgrößeneinstellteil 38 an den Gehäuseteilen 2 und 3 befestigt ist, wird das sekundäre Zerkleinern zwischen dem Größeneinstellteil 38 und dem vordersten rotierenden Schneidwerkzeug 8 ausgeführt

bo Es ist ferner möglich, die Größe des zerkleinerten Erzeugnisses dadurch zu steuern, daß blockartige rotierende Schneidwerkzeuge 8 verwendet werden, deren Fußdurchmesser im Bereich des Einfüllstutzens 1 geringer ist und gegen den Auslaß 15 zu größer ist. Der

fts relative Versatz zwischen den spiralförmigen Messern 8a der blockartigen rotierenden Schneidwerkzeuge 8 ermöglicht den Seitenflächen der rotierenden Schneidwerkzeuge 8 als Barrieren zu dienen, die bewirken, daß

das Material in seiner Geschwindigkeit herabgesetzt wird und von den rotierenden Schneidwerkzeugen 8 herumgetragen wird, um häufiger Schervorgängen ausgesetzt zu sein. Bei der Ausführungsfonn, bei der die spiralförmigen Messer 8a an mindestens dem vordersten rotierenden Schneidwerkzeug 8 einen entgegengesetzten Drallwinkel aufweisen, wie in F i g. 19 gezeigt ist, wird ein Rückwärtsschub ausgeübt werden, der ein Zurückhalten des Materials bewirkt Wenn ferner die rotierenden Schneidwerkzeuge so ausgebildet sind, daß, to wie in Fig. 18 gezeigt, der Drallwinkel gegen den Einfüllstutzen 1 zu größer und gegen den Auslaß 15 zu kleiner ist ist es möglich, die Geschwindigkeit des Vorschubes des Materials zu steuern.

Wie aus der vorstehenden Beschreibung hervorgeht, ist die Erfindung von großer praktischer Bedeutung. Material jeder Art kann mit hohem Wirkungsgrad zerkleinert werden, unabhängig davon, ob es hart oder weich, dick oder dünn, spröd oder nachgiebig ist Der erfindungsgemäße Zerkleinerer bewirkt selbst auch keine sekundären Belästigungen der Umwelt, wie sie zum Beispiel in Lärmerzeugung und Vibrationer bestehen könnten und trägt dazu bei, die Umweltverschmutzung durch Abfallmaterialien der Industrie zi verringern.

Es sind weitere Abwandlungen der beschriebener Ausführungsformen möglich. So kann zum Beispiel da; Gehäuse, welches die Zerkleinerungskammer bildet drei oder vier in Durchmesserrichtung auseinander nehmbare Segmente umfassen, wobei stationäre Messei zwischen den Verbindungsflächen der Segmente angeordnet sind. Die stationären Messer und die Größeneinstellteile von halbkreisförmigem Querschnitt können wie die rotierenden Schneidwerkzeuge ir Blöcke bzw. Abschnitte unterteilt sein, deren jeder eine gleiche Breite aufweist, so daß ein örtlich abgenutzte! oder beschädigter Abschnitt bzw. Block austauschbai ist Der Gehäuseteil 2 kann an seiner Innenwand mii Ausnehmungen 2a versehen sein, um eine sekundäre Zerkleinerung zwischen diesen Ausnehmungen 2a unc den rotierenden Schneidwerkzeugen 8 zu bewirker (F ig. 4).

Hierzu 16 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Mit Scherwirkung arbeitender Zerkleinerer mit einer zylindrischen Zerkleinerungskammer, die in einem Gehäuse ausgebildet ist, das aus mindestens zwei einander gegenüberliegenden, lösbar miteinander verbundenen Segmenten zusammengesetzt ist, wobei die Zerkleinerungskammer eine Einfüllöffnung und Auslaßeinrichtungen aufweist sowie stationäre Messer, die zwischen den Verbindungsflä- ι ο chen der Segmente angeordnet sind und sich im wesentlichen über die gesamte Länge der Zerkleinerungskammer und etwa parallel zur Achse der letzteren erstrecken, und mit einem Rotor, der in der Zerkleinerungskammer etwa koaxial zu ihr drehbar angeordnet ist, wobei der Rotor in seinem äußeren Umfangsbereich eine Anzahl von Messern aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Einfüllöffnung (1) im Bereich des Hinterendes der Zerkleiner-ongskammer (5) vorgesehen ist, daß die Messer (&*) des Rotors spiralförmig und in einem Drallwinkel (alpha) relativ zur Achse der Zerkleinerungskammer angeordnet sind, daß sich der Rotor, der auf einer Welle (22) in der Zerkleinerungskammer getragen wird, aus mehreren einzelnen blockar- tigen Schneidwerkzeugen (8) zusammensetzt, die nebeneinander in der Zerkleinerungskammer angeordnet sind, wobei die Anzahl der Messer an den Schneidwerkzeugen gegen das die Einlaßöffnung aufweisende Hinterende zu abnimmt und gegen das Vorderende zu ansteigt

2. Zerkleinerer insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dali die Auslaßeinrichtungen eine untere, sich fiber die gesamte Länge der Zerkleinerungskammer (5) e: !treckende öffnung sowie ein diese unter Öffnung abdeckendes Stückgrößeneinstellteil (44) mit etwa halbkreisförmigem Querschnitt und einer Vielzahl von Auslaßsteueröffnungen (43) umfassen.

3. Zerkleinerer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßeinrichtungen (14, 38, 39; 43, 44) eine Auslaßöffnung (14) am Vorderende der Zerkleinerungskammer (5) und ein diese Auslaßöffnung mindestens teilweise abdeckendes scheibenförmiges Stückgrößeneinstellteil (38) umfassen, wobei letzteres koaxial zu den Schneidwerkzeugen (8) angeordnet ist und eine Vielzahl von Auslaßsteueröffnungen (39) aufweist oder einen Auslaßsteuerabstand zwischen seinem äußeren Umfang und der inneren Umfangswand der *λ Zerkleinerungskammer freiläßt.

4. Zerkleinerer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorderende der Zerkleinerungskammer (5) geschlossen ist

5. Zerkleinerer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser (D) des Fußkreises der blockartigen rotierenden Schneidwerkzeuge (8) gegen das Hinterende zu kleiner und gegen das Vorderende zu größer ist.

6. Zerkleinerer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das scheibenförmige Stückgrößeneinstellteil (38) zwischen benachbarten der blockartigen rotierenden Schneidwerkzeuge (8) und/oder an der der Auslaßöffnung (14) am Vorderende der Zerkleinerungskammer (5) züge- ω wandten Seitenfläche des vordersten rotierenden Schneidwerkzeuges angeordnet ist und einen Außendurchmesser aufweist, der kleiner als der Außendurchmesser des rotierenden Schneidwerkzeuges, jedoch größer als der Durchmesser (D) des Fußkreises des rotierenden Schneidwerkzeugs ist

7. Zerkleinerer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Drallwinkel (alpha), unter dem die spiralförmig angeordneten Messer (Sa) an den blockartigen rotierenden Schneidwerkzeugen (8) angeordnet sind, gegen das Hinterende der Zerkleinerungskammer (5) zu größer und gegen das Vorderende zu kleiner ist

8. Zerkleinerer nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das scheibenförmige Stückgrößeneinstellteil (38) an der Auslaßöffnung (14) gegen ein Mitrotieren mit dem rotierenden Schneidwerkzeug (8) festgehalten ist

9. Zerkleinerer nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die spiralförmig angeordneten Messer (8a) am vordersten, blockartigen rotierenden Schneidwerkzeug (8) am Vorderende der Zerkleinerungskammer (5) in einem entgegengesetzten Drallwinkel (alpha) angeordnet sind.