DE2503621C3

DE2503621C3 - Zerkleinerungsvorrichtung mit Zahnscheibe

Info

Publication number: DE2503621C3
Application number: DE2503621A
Authority: DE
Inventors: Gustav 6969 Hardheim Eirich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-01-29
Filing date: 1975-01-29
Publication date: 1985-10-24
Also published as: JPS592538B2; CA1084468A; US4050637A; IT1056587B; SE7600851L; AT351910B; DE2503621A1; IN142648B; JPS51100377A; BR7600526A; ATA7376A; DK35376A; CH611535A5; DK137916C; SE419176B; FR2299086B1; ES444577A1; FR2299086A1; GB1506968A; DK137916B

Description

Die Erfindung betrifft eine Zerkleinerungsvorrichtung, insbesondere für elastische, zähe und sperrige Materialien sowie Müll und andere Abfallstoffe, mit einem mit überkritischer Drehzahl angetriebenen, innen glattwandigen Behälter und mindestens einem exzentrisch angeordneten, schnellaufenden Werkzeug, das eine zur Behälterachse etwa parallel angeordnete Welle aufweist.

Es ist bekannt, daß sich die Umwcltexpcrten in zunehmendem Maße über die steigenden Mengen dos Abfalles sowohl der Städte und Gemeinden als auch der Industrie Gedanken machen. Große und moderne Abfallbeseitigungsanlagen können aufgrund der Gegebenheiten den Abfall auch nur in eine andere, wenn auch verdichtete Form umwandeln.

Auch die Situation bei den Rohstoffvorräten der Weltwirtschaft haben zu der Erkenntnis geführt, daß eine bessere Verwertung der verfügbaren Rohstoffe, Fabrikationsrückstände und Abfallstoffe angestrebt werden muß. Erwünscht wäre daher eine Vorrichtung zur Zerkleinerung von in großen Mengen anfeilenden heterogenen Materialien, z. B. Haushalts- und Industrie müll, selbst bei Zulieferung in Säcken, und der in diesem Müll enthaltenen hochwertigen Materialien, wie Papier oder Verpackungsstoffe aller Art.Textilmaterialien usw. Man könnte derartige Materialien nach ihrer Verkleinerung anderen Weiterverarbeitungsstufen zuführen, notwendige Voraussetzung ist jedoch ein geeignetes Zerkleinerungsgerät.

Ein weiteres Problem besteht bei der Papier- und Holzfaserplatten erzeugenden Industrie: die Holzproduktion vermag dem rasch steigenden Papierverbrauch nicht standzuhalten. Es erscheint daher wichtig, daß in der Forstwirtschaft bisher ungenutzt gebliebene Baumrückstände, wie Ast-, Wurzelholz und Rinde in der vorstehend genannten Industrie bei der Erzeugung von Papieren, Faser- und Dämmplaiten, verarbeitet werden können.

Auf dem Gebiet dsr Feinmahlung harter und spröder, trockener und fließfähiger Materialien stehen verschiedene bekannte Maschinen z. B. nach dem Abrollverfahren arbeitende Geräte zur Verfugung, die jedoch nicht in der Lage sind, elastische, zähe, feuchte, klebrige oder sperrige Materialien zu verarbeiten. Wenn solche Stoffe rationell einer Feinmahlung unterzogen werden sollen, stehen keine preiswerten und leistungsfähigen Maschinen zur Verfügung.

J5 Die bislang verwendeten Vorrichtungen zum Zerkleinern der eingangs genannten Materialien benötigen in nachteiliger Weise entweder einen beachtlichen maschinentechnischen Aufwand mit zum Teil sperrigen Zerkleinerungswerkzeugen, oder oie Zerkleinerung führt nur zu einem Größenmaß, bei dem keine Aussicht auf Weiterverarbeitung des erzeugten Produktcbesteht. In der Regel schaltet man weitere Maschinen für die zusätzliche weitere Zerkleinerung der Produkte nach, wodurch sich jedoch die Anlagekosten insgesamt in unwirtschaftlicher Weise steigern.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Zerkleinerungsvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die sowohl Fabrikationsrückstände als auch Müll oder Rohstoffe in sehr wirksamer Weise bei minimalem maschinentechnischen Aufwand in nahezu jedem Konsistenzbereich zerkleinert und vermischt.

Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das schnellaufende Werkzeug mit mindestens einer Zahnscheibe versehen ist, deren Ebene quer

SS zur Werkzeugwelle liegt und die teilweise in das an der Behälterwand befindliche Gut eintaucht und deren Drehrichtung entgegengesetzt zu der der benachbarten Behälterwand ist, und daß das schnellaufende Werkzeug im Behälter etwa radial verschiebbar ist. Das erfinderi sehe Prinzip geht von der Erkenntnis aus, daß man in Frage kommenden Materialien mit einer Zahnkreisscheibe zerkleinern könnte, wobei selbstverständlich Kreissägen für Holz — selbst für Metall — an sich bekannt sind. Das bei der Zerkleinerung der sperrigen, elastischen und zähen Materialien bis zur Feinmahlung auftretende Problem besteht nach einer weiteren Erkenntnis gemäß der Erfindung nun darin, wie die genannten Materialien in den Wirkungsbereich der

Zahnkreisscheibe zu bringen wären. Die Erfindung macht sich hier die Wirkung der Zentrifugalkraft in einem schnell umlaufenden Behälter zunutze, der mit überkritischer Drehzahl angetrieben wird. Bei anderen Arten von Maschinen ist die Verwendung eines mit überkritischer Drehzahl angetriebenen Behälters bereits bekannt, wobei als kritische Drehzahl diejenige Anzahl Umdrehungen pro Minute für den Antrieb des Behälters verstanden wird, bei welcher die Zentrifugalkraft größer als das Gewicht des betreffenden Gutes ist, so daß es an die Innenwandung des Behälters angedrückt wird.

Die Wirkung der Zentrifugalkraft zielt in vorteilhafter Weise in zwei Richtungen:

1. Die zu zerkleinernden, zum Teil sperrigen Materialien werden ohne weitere Vorbehandlung zunächst in den Behälter der Zerkleinerungsvorrichtung eingegeben und automatisch durch die hohe Umdrehungszahl an die Innenwand des Behälters gedruckt. Dadurch sind sie fesigthalten sind werder. mit der Umfangsgeschwindigkeit des Behälters an das um seine eigen'- Achse rotierende, sonst ortsfest angeordnete schnellaufende Werkzeug herangeführt Auf diese Weise erfolgt der Eingriff zuverlässig und unter Übertragung hoher Verkleinerungsleistungen, weil die Umdrehungsgeschwindigkeit des Behälters verhältnismäßig hoch ist.

2. Von einem gewissen Feinheitsgrad des zerkleinerten Gutes an erfolgt die weitere Zerkleinerung und schließlich Feinstmahlung nur dann rationell und wirksam, wenn hinreichend starke Impulse auf das zu zerkleinernde Gut übertragen werden können. Es handelt sich hier um Stöße, welche die Partikel über ihre Bruchgrenze hinaus belasten. Bei zunehmendem Feinheitsgrad wird aber die Masse der schon vorzerkleinerten Partikel zunehmend kleiner, so daß der Impuls, Produkt aus Masse χ Geschwindigkeit, ebenfalls stark abnimmt und folglich auch die Zerkleinerungswirkung.

In überraschender Weise werden die schon vorzerkleinerten Partikd geringer Masse durch die Zentrifugalkraft fest an die Behälterwandung gepreßt Die Partikel haften an ihr und aneinander an und erfahren erhöhte Reibungswiderstände einerseits und Summierung der Massenträgheitskräfte andererseits, hervorgerufen durch eben das Anpressen der Partikel aneinander und an die Behälterwand durch die Zentrifugalkraft Damit ist die Übertragung eines hohen Impulses zur weiteren Feinstzerkleinerung der Partikel gewährleistet.

Die bei den bislang bekannten Maschinen verwendeten schnellaufenden Werkzeuge weisen zumeist in Richtung deren jeweiliger Welle eine zu große Erstreckung auf, wodurch sich bei preiswerten Baustoffen der Maschine eine zu hohe Materialbeanspruchung einerseits und eine Prallwirkung nur mit sehr schlechtem Wirkungsgrad ergeben. Bei wiederum anderen Maschinen wurden für andere Zwecke mit in Achsrichtung der Welle der schnellaufenden Werkzeuge nach oben und/oder unten abgewinkelte Zähne verwendet. Es hat sich jedoch gezeigt, daß die Schrägstellung einer Zahnkreisscheibe gemäß der Erfindung oder gar das Abwinkein von Zähnen allein Vibrationen und andere Nachteile mit sich bringen, wodurch keine Lösung der gestellten Aufgabe erreichbar ist.

Es ist zwar auch schon eine mit überkritischer Drehzahl arbeitende Mühle bekannt, bei welcher in einem samt dem Mahlgut mit überkritischer Drehzahl um seine Achse umlaufet/.en Mahlbehälter ein Mahlkörper auf dem Mahlgut abrollt. Diese Mühle ist aber für viele Zwecke in Verbindung mit den eingangs beschriebenen Materialien, die für die Zerkleinerungsvorrichtung gemäß der Erfindung in Frage kommen, nicht geeignet, z. B. kann kein klebriges Material und insbesondere nicht grobes Stückgut (Müllsäckc) mit der bekannten Mühle verarbeitet werden. Dagegen ist die Zerkleinerungsvorrichtung gemäß der Erfindung für nahezu alle Materialien, insbesondere die Verarbeitung der eingangs erwähnten Stoffe geeignet, wobei sowohl pulver- und sandartige, trockene und feuchte als auch klebrige Massen, wie z. B. Ton oder mit Kalkstücken versetzter Ton, Stoffe, Schuhe und andere zähe Materialien ohne weiteres zerkleinert werden können.

In vorteilhafter Weise ist die Erfindung weiter dadurch ausgestaltet, daß mehrere Zahnscheiben übereinander derart im Abstand voneinander auf der Welle befestigt sind, daß auf der Höhe des Zwischenraumes das an die Zwischenwand gedruckte Gut ringwulstartig stehen bleibt. Erwünscht ist stets eine große Geschwindigkeitsdifferenz zwisrK»n dem an der Behälterwand angedrückten und festhakenden Gut und dem in dieses Gut eingreifenden Werkzeug, d. h. der Zahnkreisscheibe, um möglichst hohe und intensive Impulse auf das zu zerkleinernde Material zu überragen. Die vorstehend genannte Maßnahme, mehrere Zahnscheiöen im Abstand voneinander auf der Welle zu befestigen, ist besonders dann sinnvoll, wenn erfindungsgemäß die Welle des schnellaufenden Werkzeuges in Achsrichtung verschiebbar ist. in diesem Falle bestreicht man zunächst bei einer ersten Stellung ringstreifenförmig an der Behälterwand soviele Gutbereiche, wie Zahnscheiben auf der Welle befestigt sind. Im kontinuierlichen Betrieb wird die Welle in langsamem Rhythmus um eine bestimmte Länge axial verschoben, und die erwünschte große Geschwindigkeitsdifferenz zwischen Werkzeug und Gut ist dann gegeben, wenn längs der nicht bearbeiteten Ringstreifen das Gut wulstartig stehen geblieben ist. Die axiale Auf- und Abwärtsbewegung der Werkzeugwelle erfolgt ununterbrochen, so daß die gesamte Behälterinnenwand von d>. η Zahnscheiben ganz bestrichen ist.

Weiterhin ist es gemäß der Erfindung zweckmäßig, wenn mehrere .schnellaufende Werkzeuge exzentrisch im Behälter angeordnet sind. Dann vollzieht sich- in der Maschine die Zerkleinerung sperriger Abfjllstoffe. wie Verpackungsmaterial, Kunststoffbehälter, Gummistükke. Schuhe, Schläuche, Papiere und Kartons aller Art. gebündelt und lose, besonders schnell. Die Zerkleinerungsvorrichtung gemäß der Erfindung arbeitet in jedem Konsistenzbereich einwandfrei. Voraussetzung ist allerdings, daß die Drehrichtung der Zahnscheibe der der benachbarten Behälterwand entgegengesetzt ist, wie einRangs schon erwännt. Andernfalls verklemmt sich das Gut zwischen Werkzeug und Behälter, oder es wird gestaut, und die Werkzeugwelle wird fiberbear;-sprucht.

Für den diskontinuierlichen Betrieb ist vorzugsweise gemäß der Erfindung im Behälterboden eine verschließbare Entleerungsöffr jng vorgesehen. Nachdem z. B. ein Meter lange Jungfichtenstämme samt Ästen und Zweigen und Rinde auf etwa ein bis fünf Millimeter große Faserstücke zerkleinert sind, kann vcn der oberen Behälteröffnung her in an sich bekannter Weise eine Umlenkeinrichtung auf den Boden abgesenkt werden, die innerhalb kürzester Zeit bei geöffneter Entleerungsöffnung das gesamte zerkleinerte Gut austrägt. Die Vorrichtung ist dann für die nächste Charge bereitet, nachdem die Entleerungsöffnung verschlossen ist.

Für den kontinuierlichen Betrieb mit trockenen oder

nahezu trockenen Materialien sind gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung an der oberen Behälteröffnung ein Saugrohr, eine Zuleitung und eine Abdeckung angeordnet Die Zuleitung wird vorzugsweise in der Behältermitte und tief bis fast an den Behälterboden hinabreichend angeordnet, damit die Luftströme gleichmäßig und intensiv mit Material beladen und zur Zentrifugalabscheidung möglichst in Drehung versetzt werden. Wenn das zu zerkleinernde Gut die hinreichend geringe Partikelgröße hat, werden diese nach dem Aufprall und der Zerkleinerung, durch welche sie kurzzeitig von der Behälterwand abgelöst wurden, sich kurzzeitig im Raum des Behälters aufhalten. Wenn sie klein genug sind, ist ihr Gewicht so gering, daß sie von dem Luftstrom abgezogen werden. Anderenfalls werden sie durch die Zentrifugalkraft wieder an die Behälterwand angedrückt. In vorteilhafter

t** *7,,l A, I > 1 nfT den Werkzeuges und damit auch der Zahnscheiben radial zum Behälter sollte selbstverständlich beachtet werden, daß der Abstand zwischen der Werkzeugwellc und der Welle des Antriebsmotors für das Werkzeug stets gleich bleibt, damit z. B. die Keilriemen auch vor. während und nach der Verschiebung gespannt verbleiben; d. h. die Verschiebung des Werkzeuges zum Behälter auf einem Kreis stattfindet, dessen Zentrum die Achse des Antriebsmotors ist.

ίο Sehr wesentlich ist auch die überraschende Tatsache, daß die Behälterwand und damit die Welle des schnellaufenden Werkzeuges relativ hoch bzw. lang ausgebildet ist, um eine größere Durchsatzlcisiung mit der Maschine zu erreichen. Wenn z. B. die Wandhöhe

ij des Behälters gleich dem Radius des Behälters ist, kann mit der Zerkleinerungsvorrichtung gemäß der Erfindung eine doppelt so große Menge verarbeitet werden

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zerkleinerndes Gut eingegeben und andererseits automatisch durch die Partikelg'öße des zerkleinerten Gutes sortiert durch das Saugrohr oben abgezogen werden.

Gemäß der Erfindung weist die Zahnscheibe eine Dicke von zwei bis zwölf Millimeter, vorzugsweise von 24 bis 8 mm und einen Durchmesser von hundert bis neunhundert Millimeter, vorzugsweise von dreihundert bis siebenhundertfünfzig Millimeter auf. Der Durchmesser hängt selbstverständlich von der Größe der Maschine ab. Wichtig ist die Umfangsgeschwindigkeit der Scheiben, die bei Feinaufschluß in Bereichen von etwa 70 bis 120m/sec. liegt; bei speziellen Aufgaben u. U. noch höher. Bei Vorzerkleinerung und Großaufschluß liegen die Umfangsgeschwindigkeiten zwischen ¹A bis '/2 der genannten Werte. Zweckmäßig ist es erfindungsgemäß ferner, wenn die jeweilige Prallfläche der Zähne zur Zahnscheibe radial oder vorhängend angeordnet ist. Es versteht sich, daß für hohe Beanspruchungen oder die Verlängerung der Standzeiten der Vorrichtung die Prallflächen auch gepanzert sein sollten. Allgemein gesagt liegt die Zahnform für die Zahnkreisscheibe gemäß der Erfindung zwischen der Form für die Holzsägeblätter und für die Metallkreissägeblätter.

Während man annehmen könnte, das große und kräftige Schlegel eine entsprechend gute Wirkung im Sinne der Erfindung haben sollten, hat sich dies als unzutreffend erwiesen. Vielmehr vollzieht sich der eigentliche Zerkleinerungsprozeß im wesentlichen an den Kanten der Prallfläche, so daß die Wirkung der Zerkleinerungsvorrichtung in überraschender Weise dadurch gesteigert werden konnte, daß man die oben bezeichneten schmalen Zahnscheiben anstelle massiver Schlegel verwendet Die vorzügliche Eignung und die überraschende technische Wirkung der hochtourigen, rotierenden Zahnscheiben gemäß der Erfindung für die Zerkleinerung von Stoffen grundverschiedener Beschaffenheit beruht auf dem kombinierten Effekt von Schneiden, Zersägen, Zerreißen und Zerkleinern durch Stoß- bzw. Prallbeanspruchung des Behandlungsgutes. Die Zahnscheibe gemäß der Erfindung vereinigt diese kombinierten Arbeits- und Angriffeffekte besser als jedes andere bekannte Zerkleinerungsgerät Deshalb ist die Maschine gemäß der Erfindung so überraschend für die verschiedenartigen Materialsorten geeignet, während die bekannten Maschinen immer nur auf bestimmte Gebiete, Sorten, Arbeiten oder Mengen ausgelegt sind.

Bei der Verschiebbarkeit der Achse des Schnelläufen-

einer Tellermühle arbeiten würde, bei der im wesenili chen die Behandlung nur am Boden des tcllcrartigcn Behälters stattfindet.

Auf die vielseitige Anwendbarkeit der wenig investitionsintensiven Zerkleinerungsvorrichtung gemäß der Erfindung, insbesondere die Verarbeitung von

»j schlammigem, klebrigem, auch fasrigem und körnigem Material, wurde schon hingewiesen. Gegenüber den bekannten Maschinen zum Mischen oder Aufbereiten von Stoffen, die teilweise ähnliche maschinelle Maßnahmen anwenden, wie bei der Vorrichtung gemäß der Erfindung vorgesehen sind, sei noch auf den wesentlichen Unterschied hingewiesen, οε3 bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung in der Regel außer dem schnellaufenden Werkzeug keine andere Einbauten im Behälter vorgesehen sind, insbesondere keine Umlen ker, die zuviel Leistung verzehren wurden. Die Vorrichtung könnte lediglich bei Spezialausbildungen mit ein- und ausfahrbaren Umlenkeinrichtungen, z. B. für die Entleerung durch eine am Boden, zentral angeordnete öffnung, oder bei langsamer — wenn auch noch mit überkritischer Drehzahl — umlaufendem Behälter ausgestattet sein. Vorzugsweise ist an die sehr einfache Ausführungsform mit Behälter und nur einem schnellaufenden Werkzeug gedacht, wodurch in vorteilhafter Weise sehr viel freier Raum zum Eingeben auch sperriger Materialien zur Verfügung steht Außer sehr harten, abrasiven Stoffen, die gewöhnlich auch nicht mit Metallsägen zerkleinert werden können, können alle Materialien, auch keramische Stoffe, die im MUH vorkommen, in die Maschine eingegeben werden.

Ein überraschender Vorteil der Vorrichtung gt.viäß der Erfindung ist die erreichbare Qualitätssteigerung zahlreicher, aus mehreren Grundstoffen gewonnener Erzeugnisse, z. B. die optimale Ausnutzung von Naturprodukten, speziell der nicht vermehrbaren. Erstmals

SS durch die erfindungsgemäße Vorrichtung ist man in der Lage, die Erkenntnis auszunutzen, daß chemische Reaktionen, speziell zwischen Feststoffen mit .und ohne Flüssigkeitsanteil,die besten Ergebnissedann erbringen, wenn die Partikel der Ausgangsstoffe gemeinsam auf

te möglichst hohe Feinheit gemahlen werden. Dadurch erfolgt ein Zusammenschluß sehr feiner Partikel, der mit einer Kaltschweißung derselben vergleichbar ist

Die Zahnscheiben, Trennscheiben, insbesondere Kreissägen gemäß der Erfindung haben sich hervorra-.

6$ gend bei der Trennung und dem Aufschluß weicher, mittelharter Stoffe und selbst von Metallen bewährt Durch die hochtourige Drehung der Zahnscheibe wird diese sehr steif und scharf. Bei der Verarbeitung von

flüssigen Materialien wird die Zerkleinerung durch die mechanische Stoßübertragung noch zusätzlich durch die entstehende Kavitation verbessert, die ebenfalls durch die hohen Umfangsgeschwindigkeiten hervorgerufen wird.

Sehr vorteilhaft ist auch die Möglichkeit, daß mit der ncut'f. Maschine gemäß der Erfindung zerkleinerte, mit Bindemitteln oder sonstigen Stoffen gemischte Abfallprodukte in Granulatform überführt werden können, insbesondere wenn aus Abfalltongemischen körnige to leichte Zuschlagstoffe oder rieselfähige Preßmassen erzeugt werden sollen. Für diese ist die Rieselfähigkeit häufig entscheidend, weil nur eine rieselfähige Ware gut für eine rasche und gleichmäßige Beschickung von Formgebungsmaschinen geeignet ist. Auch dieses Problem löst die Maschine gemäß der Erfindung in überraschend vorteilhafter Weise durch die Zusammenlegung des Zerkieinerungsprozesses, des Mischprozesses. verbunden mit genauer Feuchtigkeistabstimmung, und Überführung der Masse in Granulatform.

Mit der neuen Zerkleinerungsvorrichtung können auch Granulierprozesse durch einfache Maßnahmen beschleunigt und intensiviert werden. Nach Abschluß des Zerkleinerungs- und Mischprozesses in der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden dafür die Drehzahl ij und Neigung des Behälters auf die für Granulaterzeugung zweckmäßigste Einstellung gebracht und das schnellaufende Werkzeug mit den Zahnscheiben auf die Drehrichtung des Behälters umgeschaltet. Man stimmt zweckmäßig auch die Drehzahl der Zahnscheiben so ab, daß gegenüber dem Behälter eine leichte Voreilung gegeben ist. durch welche dem zu granulierenden Gut eine zusätzliche Rollbewegung erteilt wird. Dies ist entscheidend für den raschen Verlauf des Granulierprozesses.

Außerdem eignet sich der von den Zahnscheiben innerhalb des Behälters ununterbrochen erzeugte Auswurfstrahl des Behandlungsgutes in idealer Weise zur Erwärmung oder Kühlung desselben. Der Strahl ist dann durch heiße oder kalte Gase zu beaufschlagen.

Bei der Verarbeitung zäher, klebriger Massen kann die Energieaufnahme der Zahnkreisscheiben erheblich reduziert werden, wenn man während des Arbeitsprozesses die freiliegenden Oberflächen der Scheiben durch Aufsprühen von Flüssigkeit oder Netzmittel feucht hält. Dadurch wird die Reibung zwischen der Scheibe und dem Bchandlungsgut erheblich reduziert und die Energieaufnahme ohne Beeinträchtigung des Aufschlußeffektes verringert. Im Gegensatz zu anderen Aufbereitungsmaschinen greifen die Zahnscheiben gemäß der Erfindung nur zu einem kleinen Teil ihrer Oberfläche in das Behandlungsgut ein, so daß beste Voraussetzungen gegeben sind, die Oberflächen durch Sprühdüsen feucht zu halten und damit die Energieausnutzung zu steigern.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den Zeichnungen. Es zeigen

F i g. 1 schematisch in Draufsicht eine Zerkleinerungsvorrichtung gemäß der Erfindung mit zwei exzentrisch angeordneten schnellaufenden Werkzeugen, einer Entleerungsöffnung und der Vorrichtung zur Verstellung des einen Werkzeuges im Behälter,

Fig.2 die Schnittansicht durch eine spezielle Ausführungsform der erfindungsgemäßen Zerkleinerungsvorrichtung mit zur Horizontalen gekippten Behälterachse,

Fi g. 3 die Draufsicht auf drei spezielle Ausführungsformen einer Zahnkreisscheibe und

Fig.4 die Seitenansicht des schnellaufenden Werkzeuges mit der oben angeordneten Spannvorrichtung.

Der Behälter I der Zerkleinerungsvorrichtung ist während des Zerkleinern mit überkritischer Drehzahl verschiedener Stufen mit verschiedenen Drehzahlen antreibbar: Gegebenenfalls für die Vorzerkleinerung mit einer geringeren, wenn auch überkritischen Drehzahl; und bei einer Feinzerkleinerungsstufe mit einer Drehzahl, die auf erheblich größere Werte für eine Vergrößerung der Masse auf das 2- bis lOOfache (bei feinem Korn ggf. 300fache) gesteigert wird. Die Behälterwandung ist innen glatt. An ihr liegt in der Fig. 1 angedeutet das schon vorzerkleinerte, jedoch noch weiter zu zerkleinernde Gut 2 an. Die Zahnkreisscheibe 3 des rechten schnellaufenden Werkzeuges bzw. S des gestrichelten, in Fig. 1 links angedeuteten Werkzeuges taucht am Umfang teilweise in das Gut 2 ein. Das insgesamt mit 4 bezeichnete schnellaufende Werkzeug besitzt gemäß Darstellung der Fig.4 fünf übereinanderangeordnete Zahnkreisscheiben 3,3" usw. Diese Zahnscheiben sind für eine schnelle Auswechselbarkeit lösbar an der Welle 5 des Werkzeuges 4 angebracht, welche an ihrem oberen Ende eine Keilriemenscheibe 6 aufweist und über den in Fig.2 schematisch angedeuteten Keilriemen 7 durch den Motor 8 angetrieben wird.

In F i g. 1 ist ein Umlenker 14 gezeigt, der lediglich bei periodischer Arbeitsweise der Maschine zur Austragung des Gutes durch die Entleerungsöffnung 12 in der Behältermitte erforderlich ist. Bei der Verarbeitung von sperrigem Gut wird der Umlenker 14 während des eigentlichen Zerkleinerungsvorganges hochgezogen, so daß er kein Hindernis bildet. Bei nicht sperrigem Behandlungsgui kann der Um'enker entweder um seine Achse 15 geschwenkt oder herausgehoben werden, so daß er während des Zerkleinerungsvorganges nicht in die Materialschicht eingreift und keine Reibungsverluste verursacht. Bei der Verarbeitung von Sperrmüll ist eine möglichst große freie Einlauföffnung vorzusehen. Deshalb ist es zweckmäßig, die Achsen der schnellaufenden Werkzeuge 4 im Falle der Ausführungsform der Fi g. 2 mit dem schräg angeordneten Behälter in dessen oberen Bereich anzuordnen.

Das schneilaufende Werkzeug 4 kann durch den Werkzeugträger 20 gehoben, gesenkt und geschwenkt werden. Durch die Schwenkbewegung des Trägers kann man die Entfernung zwischen den Zahnscheiben 3 und der Wand des Behälters 1 auch bei durch Abnutzung kleiner werdenden Zahnscheiben konstant halten. Femer gibt diese Schwenkbewegung die Möglichkeit, bei stoßweiser Beschickung des Gerätes, wenn beispielsweise größere Materialmengen plötzlich zugeführt werden, die Welle des schnellaufenden Werkzeuges 4 durch automatische Steuerung mittels hydraulischer Schwenkvorrichtungen, die Zahnscheiben 3. auf größeren Abstand von der Behälterwand zu bringen, so daß ohne Stoßbelastung der Antriebselemente ungleichförmige Materialschichten zwischen die Behälterwand 1 und Zahnscheiben 3 hindurchgeleitet werden können. Mit fortschreitender Zerkleinerung wird der Abstand zwischen den Zahnscheiben und der Behälterwand sukzessive verringert. Damit steigt die Unempfindlichkeit der Maschine gegen harte grobstückige Fremdkörper.

Die Schwenkbewegung des Werkzeugträgers 20 gibt ferner die Möglichkeit, das schnellaufende Werkzeug 4

in den Bereich der nicht näher bezeichneten, am oberen Rand des Behälters 1 angeordneten Öffnung einzuschwenken, so daß nach Lösen einiger Schraubverbindungen das Werkzeug 4 samt Zahnscheiben 3, 3' usw. aus der Maschine gezogen werden kann und schnell gegen eine zweite mit geschärften Zahnscheiben ausgetauscht <verden kann.

In F i g. 2 isi der Drehzapfen 21 gezeigt, der außerhalb des Behälters 1 angeordnet ist und das Werkzeug 4 samt Antriebsmotor 8 trägt. Durch periodisches Anheben und Senken des Drehzapfens 21 mittels kleinem Hydraulikzylinder erreicht man. daß die Zahnscheiben die Gesamthöhe der Behälterseitenwand bestreichen, lsi die Maschine mit mehr als einem schnellaufenden Werkzeug 4 ausgerüstet, genügt im allgemeinen die Heb- und Senkbewegung einer Werkzeugwelle. Damit wird eine stete Umlagerung des Behandlungsgutcs erreicht, so daß die Zahnscheiben der übrigen, nicht höhenverstellbaren Werkzeuge stets in neue Matenalschichten eingreifen.

Soll das behandelte Material bei periodischer Arbeitsweise durch die Behälteröffnung 12 entleert werden, schaltet man den Behälter 1 während des Entleerungsvorganges auf unterkritische Drehzahl. Die Zahnscheiben 3 säubern dann die Behälterwandung von eventuell noch anhaftendem Material. Der Umlenker 14 bewirkt den restlosen Austrag der Füllung in wenigen Sekunden.

Obwohl die Ausführungsform der F i g. 2 auf eine steile Schräglage des Behälters 1 zur Horizontalen gezeigt ist und dies bei Versuchen sich als bevorzugt herausgestellt hat ist die Erfindung hierauf selbstverständlich nicht beschränkt

Mit der in Fig. 1 schematisch angedeuteten Hydraulik 22 wird der Werkzeugträger 20 so geschwenkt, daß das schnellaufende Werkzeug 4 aus der oberen, mit ausgezogenen Linien gezeigien Stellung in die untere gestrichelt gezeigte Stellung auf dem gezeigten Kreisbogen 11 verschoben wird. Durch die radiale Komponente ist damit in einfacher Weise eine Verschiebbarkeit des schnellaufenden Werkzeuges 4 zur Behältermitte 10 hin bzw. von dieser fort möglich.

Man beachte die entgegengesetzten Drehrichtungen des Behälters 1 gemäß Pfeil 9 und der schnellaufenden Werkzeuge 4 gemäß Pfeil 13 in F i g. 1.

In Fig.2 ist die sich im Behälterboden befindende automatisch zu öffnende und zu schließende Entleerungsöffnung !2 gezeigt, die gestrichelt in der geöffneten Stellung gezeigt ist. Wahlweise können ferner eine bis tief auf den Boden des Behälters I reichende Zuleitung 23 und ein Saugrohr 24 oben an der Bchältcröffnung vorgesehen sein. Bei Trockcnmuhlung von nicht sperrigem Gut arbeitet die Maschine zweckmäßig im kontinuierlichen Betrieb. Aus den von den Zahnscheiben erzeugten Auswurfstrahlcn wird der Feinstanteil durch das Saugrohr 24 in Richtung des

■o Pfeiles 25 abgesaugt. Materialien, die sich nicht /ur Absaugung eignen, insbesondere feuchtes und nasses Gut, werden durch die Bodenöffnung 12 ausgetragen. In diesem Fall kann die Vorrichtung für die Luftzulcitimg und -Ableitung entfallen. Die Luftzuleitung entfallt iiuch

>5 bei Verarbeitung von Sperrgut. Für diesen Fall ist >.in großer Einlauftrichter 26 mit Pendelklappe 27 zwet".·. mäßig.

In Fig.4 ist oben noch die hydraulische Spannvorrichtung 28 angedeutet, deren Zugstange 29 durch die

*> als Hohlwelle ausgebildete Welle 5 führt. Diese ;rägt in dem in Fig.4 gezeigten Ausführungsbeispiel unten einen Flansch 30, so daß die Zahnscheiben 3,3" usw. mit den dazugehörigen Distanzbüchsen 31 oben leicht zugänglich gemeinsam zwecks Auswechslung gespannt

²S oder entspannt werden können.

In Fig.3 wurde eine Zahnscheibe mit drei verschiedenen Segmenten unterschiedlicher Zahnformen angedeutet Die feine Zahnung 32 ist speziell gegen größere metallische Fremdkörper unempfindlich, z. B. im Müll befindliche Bügeleisen. Sie bewirkt jedoch ein rasches Aufreißen und Vorzerkleinern von Säcken, Kartons und ähnlichen großformatigen Teilen. Bei der Verarbeitung von Holz oder ähnlichen Materialien ohne Hartstoffabteil werden scharfe Zahnungen zur Anwendung gebracht, wie sie z. B. bei 33 oder 34 gezeigt sind. Zahnscheiben mit den radialen Schlitzen 33 sind sowohl in der Hcrsteüung als Instandhaltung sehr einfach. Sind die sich in Eingriff befindenden Schneidkanten abgenutzt, genügt ein Umwenden der Zahnscheibe, um die

*> bisher im Arbeitsschatten liegenden Schneidkanten in Eingriff zu bringen.

Bei der Zahnform der Gruppe 34 deutet die gestrichelte Linie 35 an, daß die eigentliche Prallfläche 36 (die oben beschriebene Schneidkante), wenn die Drehrichtung im Sinne des Pfeiles 37 liegt, radial vorlaufend angeordnet ist.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Zerkleinerungsvorrichtung, insbesondere für elastische, zähe und sperrige Materialien sowie Müll und andere Abfallstoffe, mit einem mit überkritischer Drehzahl angetriebenen, innen glattwandigen Behälter und mindestens einem exzentrisch angeordneten, schnellaufenden Werkzeug, das eine zur Behälterachse etwa parallel angeordnete Welle aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das schnellaufende Werkzeug (4) mit mindestens einer Zahnscheibe (3, 3', 3", 3'" usw.) versehen ist, deren Ebene quer zur Werkzeugwelle (5) liegt und die teilweise in das an der Behälterwand befindliche Gut (2) eintaucht und deren Drehrichtung (9) entgegengesetzt zu der der benachbarten Behälterwand ist, und daß das schnellaufende Werkzeug (4) im Behäli£-(1) etwa radial verschiebbar ist.

2.VQrf>eätung nach Anspruch !, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Zahnscheiben (3,3', 3" usw.) übereinander derart im Abstand voneinander auf der Welle (5) befestigt sind, daß auf der Höhe des Zwischenraumes das an die Behälterwand gedrückte Gut (2) wulstartig stehen bleibt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (5) des schnellaufenden Werkzeuges (4) in Achsrichtung verschiebbar ist.

4. Vorri?h'ung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere schnellaufende Werkzeuge (4) exzenu<sch im Behälter (1) angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach den . .nsprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß für den diskontinuierlichen Betrieb im Behälterboden eine verschließbare Entleerungsöffnung (12) vorgesehen ist.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß für den kontinuierlichen Betrieb mit trockenen Materialien an der oberen Behälteröffnung ein Saugrohr (24), eine Zuleitung (23) und eine Abdeckung angeordnet sine:

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnscheibe (3) eine Dicke von 2 bis 12 mm, vorzugsweise 2,5 bis 8 mm und gegebenenfalls einen Durchmesser von 100 bis 900 mm, vorzugsweise von 300 bis 750 mm aufweist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweilige Prallfläche (36) der Zähne (32, 33, 34) zur Zahnscheibe (3) radial oder vorhängend angeordnet ist.