DE2309400B2 - Schneidmühle - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Schneidmühlen mit horizontaler Rotorachse. Sie betrifft eine neuartige Ausbildung des Aufgabeschachtes für eine solche Mühle und dient dazu, eine Einwurfmöglichkeit insbesondere für große und sperrige Hohlkörper, aber auch für sonst übliches Aufgabegut zu schaffen und eine verbesserte Gutannahme durch die Mühle zu erreichen.

Der Preis einer Schneidmühle wird im wesentlichen durch den Durchmesser ihres Rotors bestimmt; bei der Weiterentwicklung einer solchen Mühle geht deshalb eine der Bestrebungen dahin, eine Lösung zu finden, die bei einem bestimmten Rotordurchmesser die Verarbeitung möglichst großer Aufgabestücke, z. B. großer Hohlkörper zuläßt Eine unter diesem Gesichtspunkt t><> entwickelte Schneidmühle ist durch die deutsche Patentschrift 1217 735 bekanntgeworden. Bei dieser Mühle sind die beiden Statormesser einander diametral gegenüberliegend angeordnet, wobei die durch diese Messer bestimmte Ebene in Drehrichtung des Rotors b5 um etwa 30° gegen die Horizontale geneigt ist. Da die beiden achsparallelen Wände des Aufgabeschachtes parallel zu den Tangenten an den Messerkreis des Rotors in den Schnittpunkten dieses Kreises mit der Messerebene der Statormesser angeordnet sind, wobei ihr Abstand zu diesen Tangenten etwa der Spanflächenbreite entspricht, verlaufen sie zunächst schräg nach oben bis etwa zur Horizontaltangente an den Messerkreis anschließend — nach Abknicken — senkrecht nach oben, so daß sie nun einen senkrechten Aufgabeschacht bilden. So wird allein auf geometrischem Wege erreicht, daß die Breite des Aufgabeschachtes wesentlich größer als der Messerkreisdurchmesser ist, und daß auch keine Verengung des Aufgabeschachtes erscheint, in der sperriges Gut oberhalb des Rotors stecken bleiben könnte.

In der Praxis hat aber ein derart ausgebildeter Aufgabeschacht den Nachteil, daß sehr große Hohlkörper, für die es zwar räumlich möglich ist, bis zum Rotor hinabzufallen, vom Rotor nicht angenommen werden, sondern sich auf den schnell aufeinanderfolgenden Messerschneiden abstützen ohne dabei zerkleinert zu werden. Für eine Zerstörung durch Verschleiß wäre der erforderliche Zeitaufwand wegen der geringen Reibungsbeiwerte und der hohen Verschleißbeständigkeit der heutigen Kunststoffe untragbar hoch.

Eine verbesserte Ausführungsform ist durch die DE-AS 12 10663 bekannt geworden. Bei der dort beschriebenen Schneidmühle wird der Einzugsraum des Aufgabeschachtes von einer im wesentlichen kurvenförmigen Wa=Id begrenzt, so daß der Einzugraum eine sich zum unteren Statormesser hin verjüngende Trichterform erhält Die kurvenförmige Wand kann dabei auch näherungsweise durch einzelne Platten ersetzt werden. Als Einzugsraum wird hier der keilförmig verjüngte und durch die eine Schachtwand begrenzte Raum oberhalb des Rotors verstanden, in dem alle zu zerkleinernden Gutteile beim Entlanggleiten an der Wand des Aufgabeschachtes in den Messerkreis hineingedrückt werden, so daß sie von den Rotormessern erfaßt und eingezogen werden, wobei eine Vorzerkleinerung erfolgt Die weitere Zerkleinerung auf die gewünschte Korngröße geschieht dann in bekannter Weise zwischen Rotor- und Statormessern.

Die Erfahrung hat gezeigt daß das Einziehen z. B. eines Hohlkörpers dann ohne Schwierigkeiten möglich ist, wenn die Tangenten is seinen Berührungspunkten an Messerkreis und Schachtwand einen Winkel kleiner als etwa 50°, vorzugsweise 40° einschließen. Faßt man also bei der Schneidmühle nach der DE-AS 12 «0 663 die den Einzugsraum begrenzende kurvenförmige Wand als Hüllkurve zu allen Kreisen auf, die den Messerkreis von außen berühren, und konstruiert für verschiedene Kreise die Tangenten in ihren Berührungspunkten mit dem Messerkreis bzw. der den Einzugsraum begrenzenden Wand, so kann man unschwer feststellen, daß der von jeweils zwei zusammengehörigen Tangenten eingeschlossene Winkel, d. h. also der Einzugswinkel, von 0° am unteren Statormesser auf etwa 60° am Ende der kurvenförmigen Wand stetig zunimmt Eine solche Änderung des Einzugswinkels wirkt sich jedoch sehr nachteilig auf das Einzugsverhalten dieser Schneidmühle aus: Der große Einzugs winkel am Anfang des Einzugsraumes erschwert die Gutannahme, wobei vor allem größere Hohlkörper von den Rotormessern nur schwer erfaßt und eingezogen werden können. Der kleine Einzugswinkel im Bereich des unteren Statormessers wiederum begünstigt ein Einklemmen von Mahlgut zwischen Begrenzungswand und Rotor, so daß die Schneidmühle abgewürgt wird und blockiert Diese Nachteile führen dazu, daß eine solche Schneidmühle

nicht optimal ausgelastet und störungsfrei betrieben werden kann.

Der Erfindung lag deshalb die Aufgabe zu Grunde, eine Ausbildung des Aufgabeschachts für eine Schneidmühle mit horizontaler Rotorachse und einer den Einzugsraum begrenzenden, bogenförmig ausgebildeten Wand, die sich, am ersten Statormesser nach dem Einzugsraum beginnend, entgegen der Drehrichtung des Rotors über einen Bereich von mindestens 60° erstreckt und dann in die gerade verlaufende Wand des Aufgabescheines übergeht, zu Finden, die eine geometrisch große öffnung aufweist und gleichzeitig eine gute Annahme insbesondere großer Hohlkörper durch den Rotor gewährleistet

Als Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, die Bogenform der den Einzugsraum begrenzenden Wand als Hüllkurve zu allen Kreisen zu konstruieren, die den Messerkreis des Rotors von außen berühren, und deren Mittelpunkte auf einer logarithmischen Spirale liegen, bei der die Tangenten in den Berührungspunkten der Kreise mit dem Messerkreis bzw. der Wand einen konstant bleibenden Winkel von etwa 30° bis 50°, vorzugsweise 40°, miteinander einschließen. Die logarithmische Spirale ist dabei durch die Funktion R = r ■ exp ίφ · tgy J bestimmt. R und φ sind Polarkoordinaten, r ist der Radius des Messerkreises und α der konstante Winkel von etwa 30° bis 50°, vorzugsweise 40°, den die Tangenten in den Berührungspunkten eines den Messerkreis von außen und die bogenförmige Schachtwand von innen berührenden Kreises miteinander einschließen.

Damit wird ein konstanter Einzugswinkel erzielt, der über die gesamte Länge des Einzugsraums für ein gleichmäßiges Einzugsverhalten sorgt, so daß die Nachteile der bekannten Ausführung, nämlich schlechte Gutannahme und Einklemmen des Mahlgutes, vermieden werden, so daß eine optimale Auslastung und störungsfreier betrieb möglich sind.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung ergibt sich auch ein verlängerter Einzugsraum, wobei die parallel liegenden, geraden Wände des Aufgabeschachtes mit der durch Rotorachse und Schneide des ersten Statormessers bestimmten Ebene, die waagrecht oder in bevorzugter Weise in Drehrichtung des Rotors geneigt sein kann, einen Winkel von mindestens 100° bilden. Dieser Winkel ist von der genannten Ebene entgegen der Rotordrehrichtung zu zählen.

Neben der beschriebenen, exakt zu konstruierenden Bogenform lassen sich aber auch Näherungslösungen finden, durch die sich die erfindungsgemäße Wirkung erreichen läßt. So kann die Bogenform der den Einzugsraum begrenzenden Wand beispielsweise durch eine Folge von einzelnen geraden Stücken angenähert werden, sofern nur der oben beschriebene Tangentenwinkel an keiner Stelle von den genannten Zahlenwerten wesentlich abweicht. Andernfalls würde sich der Hohlkörper an der betreffenden Stelle gegen die Wand abstützen ohne an ihr entlangzugleiten, also nicht in den Messerkreis hineingedrückt werden, sondern auf »dem Rotor tanzen« ohne eingezogen zu werden. Die räumliche Anordnung von Aufgabeschacht mit anschließendem Einzugsraum kann derart getroffen sein, daß die parallelen Wände des Aufgabeschachtes in bekannter Weise lotrecht verlaufen.

Der Erfinder hat jedoch erkannt, daß es vorteilhaft sein kann, den Aufgabeschacht entgegen dem Drehsinn des Rotors noch stärker zu neigen, um den vom Einzugsraum überdeckten Winkeibereich vergrößern zu können. Die Größe der Neigung ist durch die Bedingung begrenzt, daß das vom Rotor herumgeschleuderte, teilzerkleinerte Gut auf der dem Einzugsraum gegenüberliegenden Schachtwand wieder nach unten in den Wirkungsbereich des Rotors rutschen muß. Beispielsweise beträgt bei Kunststoffen der Grenzwert der Neigung etwa 45° zur Lotrechten.
Eine weitere Verbesserung der Betrisbsweise einer

to Schneidmühle mit dem erfindungsgemäß ausgebildeten Aufgabeschacht wird dadurch erreicht, daß hinter dem — in Drehrichtung des Rotors gesehen — letzten Statormesser vor dem Aufgabeschacht eine an sich bekannte Abweisnase angeordnet ist, durch die erreicht wird, daß der hier etwa unter 45° zum Messerkreis des Rotors wegfliegende Gutstrom nicht entgegen der Bewegungsrichtung des Frischgutes in den Aufgabeschacht eintritt, wodurch sich hier eine große Menge teilzerkleinerten Gutes ansammeln und so die Frischgutzufuhr drosseln würde, sondern gleich zum Rotor zurück umgelenkt wird, so daß er von dessen Messern erfaßt und der weiteren Zerkleinerung zugeführt wird.

Der Erfinder hat auch erkannt, daß die Lage des letzten Statormessers relativ zum ersten nach dem Einzugsraum auf dem Guteinzug durch den Rotor keinen Einfluß hat Dadurch wird die erfindungsgemäße Ausbildung des Aufgabeschachtes auch bei Schneidmühlen mit mehr als zwei Statormessern anwendbar und bringt dort noch weitere Vorteile. Bei großen

jo Schneidmühlen muß nämlich die Zahl der Rotor- und Statormesser entsprechend dem Vergrößerungsfaktor erhöht werden, um eine der Vergrößerung des Rotordurchmessers entsprechende Erhöhung des Durchsatzes zu erreichen.

j5 Bei mehr als zwei Statormessern nimmt die Schachtbreite der Mühle zwangsläufig ab, da für die Siebfläche ein bestimmtes Maß eingehalten werden muß, und zwar ist erfahrungsgemäß immer etwa der halbe Rotorumfang erforderlich. Daher ist es hier besonders wichtig, daß durch die Lehre der Erfindung die größtmögliche Schachtbreite erreicht werde", kann. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.

F i g. 1 zeigt einen Querschnitt durch eine Schneidmühle, bei der die durch Rotorachse und Schneide des ersten Statormessers nach dem Einzugsraum bestimmte Ebene und die Trennebene zwischen Ober- und Unterteil des Mühlengehäuses waagrecht liegen.

F i g. 2 zeigt einen Querschnitt durch eine Schneidmühle, bei der die durch Rotorachse und Schneide des ersten Statormessers nach dem Einzugsraum bestimmte Ebene und die Trennebene zwischen Ober- und Unterteil des Mühlengehäuses im Drehsinn des Rotors geneigt sind.

Das zu zerkleinernde Gut kommt über eine Schurre 2 in den Aufgabeschacht 3 der Schneidmühle 1, wo es von den Messern 4 des horizontal gelagerten Rotors 5 erfaßt und im Bereich des bogenförmig um den Rotor

bo herumgezogenen Einzugsraums 6 vorzerkleinert wird. Die Zerkleinerung auf die endgültige Korngröße erfolgt durch Zusammenwirken der Rotormesser 4 mit den im Gehäuseoberteil 7 bzw. Gehäuseunterteil 8 befestigten Su.:ormessern 9, 10, 11. Das fertige Granulat verläßt

b5 den Mahlraum durch das Sieb 12.

Die den Einzugsraum 6 begrenzende Wand 13 ist als Hüllkurve zu allen Kreisen 14 konstruiert, die den Messerkreis 15 des Rotors 5 vor außen berühren und

deren Mittelpunkte auf der logarithmischen Spirale 16 Hegen. Diese Spirale schneidet den Messerkreis 15 beim Statormesser 9, wobei an diesem eine Spanfläche freigelassen wird, und ihr weiterer Verlauf entgegen der Drehrichtung 17 des Rotors ist dadurch bestimmt, daß die Tangenten 18 und 19 in den Berührungspunkten der Kreise 14 mit dem Messerkreis 15 und der Wand 13 einen konstanten Winkel 20 einschließen. In F i g. 1 beträgt dieser Winkel 40°, in F i g. 2 30°. Dadurch wird ein weit um den Rotor herumgezogener Einzugsraum mit optimalen Verhältnissen für die Gutannahme gewonnen, welcher in F i g. 1 einen Bereich von etwa

70°, in Fig.2 einen solchen von etwa 120° überdeckt. Ohne die Fläche des Siebes 12 gegenüber bekannten Schneidmühlen verkleinern zu müssen, kann dabei der durch die parallelen Wände 23 und 24 gebildete Schacht 3 eine für die Aufnahme von großen Hohlkörpern ausreichende Breite erhalten, die in F i g. 2 z. B. 80% des Messerkreisdurchmessers beträgt Hinter dem Statormesser 11 ist die Wand des Gehäuseoberteils 7 als Abweisnase 21 ausgebildet, durch die das hier vom Rotor weggeschleuderte Gut wieder in den Rotorbereich umgelenkt wird.

Hierzu 2 Blait Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Schneidmühle mit horizontaler Rotorachse und einer den Einzugsraum begrenzenden, bogenförmig s ausgebildeten Wand, sie sich, am ersten Statormesser nach dem Einzugsraum beginnend, entgegen der Drehrichtung des Rotors über einen Bereich von mindestens 60° erstreckt und dann in die gerade verlaufende Wand des Aufgabeschachtes übergeht, ι ο dadurch gekennzeichnet, daß sich die Bogenform der Wand (13) als Hüllkurve zu allen Kreisen (14) ergibt, die den Messerkreis (15) des Rotors (5) von außen berühren und deren Mittelpunkte auf einer logarithmischen Spirale (16) liegen, is bei der die Tangenten (18, 19) in den Berührungspunkten der Kreise (14) mit dsm Messerkrsis (15) bzw. der Wand (13) einen konstant bleibenden Winkel (20) von etwa 30° bis 50°, vorzugsweise 40°, miteinander einschließen.

2. Schneidmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Achse des Rotors (5) und die Schneide des ersten Statormessers (9) bestimmte Ebene waagrecht angeordnet ist

3. Schneidmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Achse des Rotors (5) und die Schneide des ersten Statormessers (9) bestimmte Ebene im Drehsinn (17) des Rotors (5) geneigt ist

4. Schneidmühle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die parallelen Wände (23, 24) des Aufgabeschachtes in bekannter Weise lotrecht angeordnet sind.

5. Schneidmühle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die parallelen Wände (23, 24) entgegen dem Drehsinn (17) des Rotors (5) geneigt angeordnet sind.

6. Schneidmühle nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daU hinter dem letzten Statorrnesser (11) vor dem Aufgabeschacht (3) eine an sich bekannte, bis nahe an den Messerkreis (15) reichende Abweisnase (21) angeordnet ist.