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Vorrichtung zum mechanischen Zerkleinern von Papier- oder Kunststoffmaterial
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum mechanischen Zerkleinern von Papier-
oder Kunststoffmaterial, mit einem Schneidwerk mit auf zwei parallelen, gegenläufigen
Wellen angeordneten, miteinander zusammenwirkenden, insbesondere zahnscheibenartigen
Zerkleinerungsorganen.
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Bei dem hohen Anfall von Abfallstoffen, die aus Papiermaterial oder
Kunststoffmaterial bestehen, ist die Nachfrage nach Vorrichtungen, mit welchen dieses
Material zur leichteren Beseitigung und Vernichtung zerkleinert wird, sehr groß.
Ein großes Hindernis, das bisher den Verwendungsumfang der genannten Zerkleinerungsvorrichtungen
entscheidend hemmt, sind die relativ hohen Kosten dieser Vorrichtungen, die in erster
Linie durch die verwendeten Getriebe verursacht sind0 Auf diese schweren Zahnradgetriebe
entfallen bis über 50 96 der Herstellungskosten, Diese Getriebe, die zu der Erzeugung
der an den Schneidwerkswellen erforderlichen großen Drehmomente vorgesehen sind,
erhöhen auch den Energieverbrauch.
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Ausgehend von den vorstehend genannten Erkenntnissen liegt der Erfindung
die Aufgabe zugrunde, eine mechanische Zerkleinerungsvorrichtung der vorstehend
genannten Art zu schaffen, bei welcher die erforderlichen Drehmomente im Schneid-
und/oder Reißwerk auch ohne teure Getriebe erreicht werden.
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Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Vorrichtung der
eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die beiden Schneidwerkswellen der Vorrichtung
über mindestens eine Einwegkupplung mit mindestens einem hin- und hergehenden, verschwenkbar
gelagerten Dreharm verbunden sind, der seinerseits mit mindestens einer Antriebsvorrichtung
gekoppelt ist. Das erfindungsgemäß ausgebildete Schneidwerk weist also schrittweise
bewegte Schneidwerkswellen und auf ihnen angeordnete Zerkleinerungsorgane auf. Dieser
schrittweise Antrieb der Zerkleinerungsorgane ergibt eine enorme Kraftwirkung der
Zerkleinerungsorgane bei einem relativ kleinen Aufwand an Antriebsenergie und vor
allem an Vorrichtungsaufwande Eine erfindungsgemäß ausgebildete Vorrichtung kann
beispielsweise im Dauerbetrieb zur Verarbeitung des in einer Fertigungsstätte oder
Verkaufsstätte anfallenden, aus Papier, Pappe, Holz oder Kunststoff bestehenden
Verpackungsmaterials verwendet werden, wo es nicht darauf ankommt, daß das Material
innerhalb kürzester Zeit zerkleinert ist, dagegen auch starkwandiges Material, wie
Holzleisten, Blechemballagen, zerkleinert werden müssen. Es können normal dimensionierte
elektrische Antriebsmotoren mit einer gängigen Drehzahl verwendet werden0 Teuere
Drehmomentgetriebe sind nicht erforderlich0
Die freien Enden der
beiden Dreharme können beispielsweise über gleichlange Lenker mit der Kurbelstange
einer von einem rotierenden Antriebsmotor angetriebenen Kurbelscheibe verbunden
sein, wobei eine gleichzeitige Drehschrittbewegung der beiden Schneidwerkswellen
erzielt wird. Die beiden Dreharme können aber auch zur abwechselnden Drehschrittbewegung
der beiden Schneidwerkswellen mit ihren freien Enden an einer gemeinsamen Verbindungsstange
angelenkt sein, die ihrerseits an einer Kolbenstange eines Antriebszylinders oder
an der Kurbelstange eines Kurbeltriebes angelenkt ist. Bei einer abwechselnden Drehschrittbewegung
der beiden Schneidwerkswellen wird die Einzugskraftkomponente, die vom Schneidwerk
auf das Schneidgut ausgeübt wird, vermindert, weil die Gegenschnittflächen jeweils
feststehen.
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Dies ist bei bestimmten Schneidgutmaterialien von Vorteil, weil es
das Ausreißen des Schneidgutes begünstigt.
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Weitere Variationsmöglichkeiten sind die Koppelung der beiden Dreharme
jeweils mit gesonderten Kurbeln trieben, deren Kurbelscheiben über mindestens eine
Antriebskette
mit einem rotierenden Antriebsmotor verbunden sind, oder die Verwendung eines Antriebsmotors
mit Nockenscheibe, die in den Bereich der freien Enden der beiden Dreharme so ragt,
daß ihre Nocken die beiden Dreharme abwechselnd beaufschlagen und verschwenken.
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Vorteilhafterweise kann in die Antriebsverbindung, beispielsweise
zwischen eine Verbindungsstange und eine Kolben- oder Kurbelstange der Antriebseinrichtung,
mindestens ein Federpufferglied geschaltet sein, um die Antriebsvorrichtungen und
die Schneidwerkzeuge bei Stoßbelastungen des Schneidwerks zu schützen. Es ergibt
auch eine automatische Anpassung an den ständig wechselnden Kraftbedarf dieser Vorrichtungen,
wobei das Federpufferglied vorteilhafterweise mit einer Uberlastsicherungseinrichtung
gekoppelt sein kann, welche die Stromversorgung eines Antriebsmotors steuert und
in Abhängigkeit von der Stärke der Belastung des Federpuffergliedes anspricht.
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Nachfolgend werden verschiedene Ausführungsbeispiele des Schneidwerksantriebs
erfindungsgemäß ausgebildeter Zerkleinerungsvorrichtungen anhand der beiliegenden
schematischen Zeichnungen näher erläutert.
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Im einzelnen zeigen: Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel des Schneidwerkantriebs
der Zerkleinerungsvorrichtung; Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel des Schneidwerkantriebs;
Fig. 3 ein drittes Ausführungsbeispiel des Schneidwerkantriebs; Fig. 4 ein viertes
Ausführungsbeispiel des Schneidwerkantriebs.
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Alle dargestellten Ausführungsbeispiele zeigen Schneidwerke 10 mit
zwei parallelen Wellen 11 und 12, die mit Zahnscheiben 13 und 14 besetzt sind, wobei
die Zahnscheiben 13 auf Lücke zu den Zahnscheiben 14 stehen und im Schnittbereich
15 ineinandergreifen.
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Die Lagerstellen der Schneidwerkswellen 11 und 12 und das Gehäuse
der Zerkleinerungsvorrichtung, das einen Schacht zum Zuführen des Schneidgutes in
den
Schnittbereich der Zahnscheiben 13 und 14 aufweist, ist in allen
Figuren nicht dargestellt, da diese Teile nicht erfindungswesentlich sind.
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Der Antrieb der beiden Schneidwerkswellen 11 und 12 in gegenläufiger
Richtung erfolgt über Dreharme 16 und 17, die mit ihrem einen Ende auf der Welle
11 oder 12 über handelsübliche Binwegkupplungen 18 und 19 gekoppelt sind. Die Dreharme
bewirken also bei einer Verschwenkung um die Achsen der Schneidwerkswellen 11 und
12 in der einen ihrer Schwenkrichtungen eine Mitnahme der Wellen 11 und 12 und damit
der Zahnscheiben 13 und 14 in der durch Pfeile 20 und 21 gekennzeichneten Drehrichtung,
während sie sich in der anderen Verschwenkbewegung im Freilauf auf den Schneidwerkswellen
11 und 12 drehen. Solche Freilauf-Einwegkupplungen sind an sich bekannt und werden
daher nicht näher beschrieben.
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Sie haben einen günstigeren Wirkungsgrad als Klinkenschaltwerke, über
welche die Einwegkupplung der Dreharme 16 und 17 mit den Schneidwerkswellen 11 und
12 grundsätzlich ebenfalls erfolgen könnte, Beide Wellen könnten auch durch Zahnräder
miteinander gekoppelt sein, so daß ein Antrieb von nur einer Welle mittels
eines
einzigen Dreharmes erforderlich ist. Bei sämtlichen Ausführungsbeispielen können
zur Stoßsicherung und zum Überlastungsschutz Federpufferglieder an passenden Stellen
in die Antriebsverbindung eingesetzt und mit Begrenzungsschaltern gekoppelt sein0
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig0 1 sind die beiden Dreharme 16 und 17 über an
ihren anderen, schneidwerkswellenfernen Enden angreifende gleiche Lenker 21 und
22 gemeinsam mit dem freien Ende eines Kurbelarmes 27 gelenkig verbunden, dessen
zugeordnete Kurbelscheibe 24 über eine Keilriemen- oder Kettenverbindung 25 von
einem umlaufenden Elektromotor 26 angetrieben wird.
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Durch den Kurbeltrieb 23/24 werden die beiden Dreharme 16 und 17 in
Richtung der Pfeile 27 und 28 gleichzeitig und gegenläufig hin- und herbewegt, wobei
eine gleichzeitige Drehschrittbewegung der beiden Schneidwerkswellen 11 und 12 und
ihrer Schneidscheiben in Richtung der Pfeile 20 und 21 erzielt wird0
Bei
dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 sind die beiden Dreharme 16 und 17 des Schneidwerks
10 an eine gemeinsame Verbindungsstange 30 angelenkt, die längsverschiebbar gelagert
und unter Zwischenschaltung eines Federpuffergliedes 31 mit einem Kurbelarm 32 eines
aus Kurbelarm 32 und Kurbelscheibe 33 bestehenden Kurbeltriebes verbunden ist.
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Bei dieser Anordnung wird eine gleichsinnige hin-und hergehende Verschwenkbewegung
der beiden Dreharme 16 und 17 bewirkt, wodurch sich eine abwechselnde schrittweise
Drehbewegung der beiden Schneidwerkswellen 11 und 12 ergibt. Das Federpufferglied
31 ist mit einer schematisch angedeuteten Uberlastsicherungseinrichtung 45 gekoppelt,
die beispielsweise einen durch zwei Kontakte 46 symbolisierten, in Abhängigkeit
von der Federpressung ansprechenden Endschalter aufweisen kann, der in einen Steuerkreis
der Stromversorgungseinrichtung des Antriebsmotors gelegt ist.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig0 3 ist jedem der beiden Dreharme
16 und 17 des Schneidwerks 10 ein eigener Kurbeltrieb, bestehend aus Kurbelarm 34
oder 35 und Kurbelscheibe 36 oder 37, zugeordnet. Beide Kurbelscheiben
36
und 37 werden über jeweils koaxial angeordnete Kettenräder 38 und 39 und eine über
diese Kettenräder geführte, gemeinsame endlose Antriebskette 40 von einem gemeinsamen
Elektromotor 41 aus angetrieben0 Durch die Wahl der Relativstellungen der beiden
Kurbelscheiben 36 und 37 kann hierbei entweder eine gleichzeitige oder eine abwechselnde
Drehschrittbewegung der beiden Schneidwerkswellen 11 und 12 erreicht werden, was
zur Anpassung an bestimmte zu verarbeitende Werkstoffe bedeutend sein kann.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig0 4 weisen die beiden Dreharme
16 und 17 an ihren freien Enden Rollen 16a und 17a auf, die mit den Nocken 42 einer
zwischen den beiden Dreharmen 16 und 17 angeordneten Nockenscheibe 43 zusammenwirken,
die auf der Antriebswelle 44 eines nicht dargestellten Elektrogetriebemotors befestigt
sind0 Die Nockenscheibe 43 ist mit drei gleichmäßig verteilten Nocken 42 versehen,
so daß immer nur ein Dreharm 16 oder 17 beeinflußt wird und daher eine abwechselnde
schrittweise Bewegung der Schneidwerkswellen 11 und 12 erfolgt Die Nocken 42 wirken
beim Umlauf der Nockenscheibe 43 nacheinander auf die Rollen 16a und 17a der Hebelarme
16 und 17 ein.