DE2605050A1

DE2605050A1 - Shredder zum zerkleinern von zuckerrohr

Info

Publication number: DE2605050A1
Application number: DE19762605050
Authority: DE
Inventors: Diedrich Dittmann
Original assignee: BMA Braunschweigische Maschinenbauanstalt AG
Current assignee: BMA Braunschweigische Maschinenbauanstalt AG
Priority date: 1976-02-10
Filing date: 1976-02-10
Publication date: 1977-08-11
Also published as: ZA7786B; FR2340985A1; PH20280A; DE2605050B2; FR2340985B1; DE2605050C3; US4083502A; AU2049076A; BR7700810A; JPS5935660B2; GB1524931A; JPS5298139A; AU503950B2

Description

2605UbO

BRAUNSCHWEIGISCHE MASCHINENBAUANSTALT Am Alten Bahnhof 5 3300 Braunschweig

Shredder zum Zerkleinern von Zuckerrohr

Die Erfindung betrifft einen Shredder zum Zerkleinern von Zuckerrohr oder anderem Material, bei dem in einem Gehäuse ein mit Schlägern besetzter Rotor mit einem am Gehäuse nachgiebig abgestützten Amboß zusammenwirkt.

Die zunehmend mechanisierte Ernte von Zuckerrohr führt dazu, daß mit dem Zuckerrohr auch Steine, mitunter sogar Metallteile in den Shredder geraten. Im günstigsten Fall tritt ein extrem starker Verschleiß der Schläger und der entsprechenden Teile des Amboß ein, sehr oft müssen auch Schaden hingenommen werden.

Diese Nachteile beruhen darauf, daß bei vielen bekannten Ausführungen von Shreddern, siehe z. B. DT-AS 17 82 530, US-PS 32 48 263, US-PS 33 51 295, der Amboß zwar relativ zum Rotor einstellbar ist, jedoch nicht nachgiebig ausweichen kann, wenn relativ harte Fremdkörper in den Arbeitsspalt zwischen den Schlägern des Rotors und dem-Amboß gelangen.

In der GB-PS 4 62 128 ist ein Shredder beschrieben, dessen Rotor Messer aufweist, die mit Gegenmessern zusammenwirken, welche am Amboß gehalten sind. Der Amboß ist an dem Ende, das zur Guteintrittsseite hinweist, gelenkig mit einem Hebelsystem verbunden, daß von einer Zugfeder beaufschlagt wird und am anderen Ende um eine parallel zur Rotorachse verlaufende Achse schwenkbar, jedoch relativ zum Rotor unnachgiebig gelagert. Die Zugfeder wirkt über das Hebelsystem so auf den Amboß, daß dieser in Richtung

- 2 7 Π Π P 1 2 / ·"! " 7 1

auf den Rotor angedrückt wird. Auf diese Weise kann der Amboß mit seinen Messern Fremdkörpern am Anfang des Arbeitsspaltes ausweichen, indem er mit dem zur Guteintrittsseite weisenden Ende gegen die Federwirkung ausgelenkt wird, am anderen Ende besteht jedoch keine Nachgiebigkeit. Die Folge dieser Ausgestaltung ist, daß die zusammenwirkenden Messer beim Eindringen von Fremdkörpern extrem stark verschlissen oder sogar zerstört werden.

Bei einem Steinebrecher, der nach Art eines Shredders ausgebildet ist - siehe US-PS 18 64 973 -, ist der Amboß relativ zum Rotor so angeordnet, daß sich ein in Gutdurchsatzrichtung verjüngender Arbeitsspalt ergibt. Das Ende des Amboß, das an der Gutaustrittsseite liegt, wird von einer Feder beaufschlagt und in Richtung Rotor gedrückt. Der Amboß kann daher um eine Schwenkachse am anderen Ende radial ausweichen. Abgesehen davon, daß ein keilförmig verjüngter Arbeitsspalt für Zuckerrohr oder ähnliches Gut nicht anwendbar ist, ist eine Übertragung dieser Art der Abstützung des Amboß auf einen Shredder zum Zerkleinern von Zuckerrohr nicht geeignet, die bereits geschilderten Nachteile zu vermeiden, die entstehen, wenn harte Fremdkörper in den Arbeitsspalt geraten. Dies ergibt sich daraus, daß Federn, die am Amboß angreifen und etwa radial gerichtete Wirkrichtungen haben, gegen ein radiales Auslenken durch den Fremdkörper einen je nach Federkennlinie mit zunehmender Auslenkung steil ansteigenden Widerstand ausüben, so daß der Fremdkörper die schneidend zusammenwirkenden Elemente mit zum Teil extrem erhöhtem Arbeitsdruck passieren müßte. Die Folge wäre günstigstenfalls eine geringe Minderung des Verschleißes; mögliche Zerstörungen der Schneiden können auf diese Weise keinesfalls zuverlässig verhindert werden.

Bei Shreddern, die zum Zerkleinern von Müll vorgesehen sind, ist die Wahrscheinlichkeit, daß Metallteile oder andere widerstandsfähige sperrige Teile in den Arbeitsspalt geraten, sehr groß. Es ist daher üblich, solche Shredder so auszubilden, daß der Amboß

7 o 9 9_ 3 2 / " ^r 7

oder Teile des Amboß nachgiebig ausweichen können. So ist zum Beispiel bei dem Shredder nach der DT-PS 11 04 301 eine Reihe einzelner federbeaufschlagter Reißzähne vorgesehen, wobei jedoch die Wirkrichtung der Federn weitgehend radial zur Drehachse des Rotors verläuft. Abgesehen davon, daß einzelne Reißzähne als Schneidelemente des Amboß nicht in der Lage wären, Zuckerrohr so aufzubereiten, wie es für die nachfolgende Verarbeitung erforderlich ist, tritt auch bei dieser Ausführung der Nachteil auf, daß der Widerstand, den die Reißzähne einem Ausweichen entgegensetzen, mit zunehmender radialer Auslenkung je nach Federkennung steil ansteigt. Das bedeutet, daß die Reißzähne den Fremdkörpern einen höheren Widerstand entgegensetzen als dem normalen zu verarbeitenden Gut.

Bei einem anderen bekannten Müllshredder, der in der DT-AS 20 34 074 sowie im DT-GM 70 25 833 beschrieben ist, ist der Rotor an seinen zwei Enden an zwei zueinander parallelen, gleichlangen Lenkern aufgehängt und bildet zusammen mit diesen und dem Gehäuse, an welchem die Lenker abgestützt sind, ein Lenkerparallelogramm. An dem Lenker, der den Amboß an der Guteintrittsseite des Arbeitsspaltes hält, greift auf der Länge eine Einstellspindel an, durch welche die Größe des Arbeitsspaltes zwischen Rotor und Amboß gewählt werden kann. In die Einstellspindel sind jedoch Gummifedern eingebaut, die es ermöglichen, daß der Amboß unter nachgiebiger Verformung der Gummifedern um seine Sollage herum schwingen kann. Der Amboß kann aufgrund des Lenkerparallelogrammes nur in der Weise ausweichen, daß er auf seiner gesamten Länge gleichmäßig an allen Stellen vom Rotor wegbewegt wird. Bei einem Shredder zum Zerkleinern von Zuckerrohr hätte das zur Folge, daß erhebliche Mengen an Zuckerrohr unzureichend zerkleinert aus dem Shredder austreten würden. Ein zuverlässiger Schutz der Zerkleinerungselemente vor überhöhter Belastung durch Fremdkörper gewährt aber auch diese Hebelabstützung des Amboß nicht, denn auch die in die Einstellspindel eingebauten Gummifedern setzen der Ausweichbewegung des Amboß einen extrem steil ansteigenden Widerstand entgegen, so daß ein starker Verschleiß oder eine

- 4 7 0 9 B .'J 2 / Π R 7 1

Zerstörung von Schneiden des Amboß oder des Schlägers nicht vermieden werden können.

Nachdem weder die bekannten Shredder zum Zerkleinern von Zuckerrohr noch die Shredder zum Zerkleinern von Müll noch andere Zerkleinerungsmaschinen, die nach dem Prinzip von Hammermühlen aufgebaut sind, Anregungen bieten, wie eine Überbeanspruchung der zerkleinernd zusammenwirkenden Teile vermieden werden könnten, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Shredder der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß sein Amboß mit der jeweils für das Zerkleinerungsgut erforderlichen Kraft jedoch nachgiebig so abgestützt werden kann, daß der Widerstand des Amboß gegen ein Ausweichen in radialer Richtung an allen seinen Stellen gleichgroß ist und auch bei großen Ausweichbewegungen nur in sehr geringem Maße zunimmt.

Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Shredder erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Amboß an seinem zur Guteintrittsseite weisenden Ende, wenigstens an seinen beiden axialen Enden, jeweils mit einem Lenker gelenkig verbunden ist, welcher mit dem Amboß einen spitzen Winkel bildend, mit seinem anderen Ende am Gehäuse angelenkt ist, daß etwa auf der Mitte des Amboß wenigstens ein am Gehäuse abgestütztes, federndes Druckglied mit tangential zur Amboßkrümmung verlaufender Wirkrichtung angreift und daß beiden Enden des Amboß verstellbare, am Gehäuse abgestützte Widerlager zur Einstellung des Arbeitsspaltes zwischen Rotor und Amboß gegenüberstehen.

Die Wirkung, die mit der vorstehend geschilderten Ausbildung des Shredders erzielt wird, besteht darin, daß der Amboß an keiner Stelle seines Bereiches einer radialen Auslenkung durch Fremdkörper einen extrem hohen oder extrem niedrigen Widerstand entgegensetzt. Die weitaus wichtigste Wirkung der genannten Merkmale besteht jedoch darin, daß der Widerstand des Amboß gegen Auslenkungen durch Fremdkörper auch dann nur sehr geringfügig zunimmt, wenn der Amboß um größere Strecken ausgelenkt wird.

709832/0571

- Λτ -

Das bedeutet in der Praxis, daß der Amboß mit derjenigen hohen Kraft an seinen festen Widerlagern anliegt, die erforderlich ist, um ein radiales Nachgeben bei normaler Betriebslast zu verhindern, während dann, wenn Fremdkörper in den Arbeitsspalt zwischen Rotor und Amboß geraten, beliebige weite, nachgiebige Ausweichbewegungen des Amboß eintreten, die ohne wesentliche Steigerung des Ausweichwiderstandes stattfinden, so daß eine Beschädigung der für die Gutzerkleinerung dienenden Elemente zuverlässig verhindert und einem vorzeitigen Verschleiß weitgehend vorgebeugt wird. Dabei besteht außerdem der Vorteil, daß der Angriffspunkt der tangential zur Amboßkrümmung wirkenden Druckkraft des federnden Druckgliedes etwa auf der Mitte des Amboßumfanges liegt, so daß der Amboß beim Passieren eines Fremdkörpers auch gewisse Schwenkbewegungen um diesen Angriffspunkt ausführen kann. Dadurch wird verhindert, daß der Amboß ale Ganzes um größere Beträge im Sinne einer allgemeinen Vergrößerung des Arbeitsspaltes vom Rotor entfernt wird; denn dadurch würden größere Mengen an Gut mangelhaft zerkleinert werden. Durch die neue Ausgestaltung des Shredders bleibt der Arbeitsspalt im wesentlichen erhalten, der Amboß weicht nur lokal aus. Alle Ausweichbewegungen des Amboß vollziehen sich aber im Sinne einer Bewegung, bei der der Lenker, der guteintrittsseitig am Amboß angreift, eine kreisförmige Schwenkbewegung um seinen gehäusefesten Anlenkpunkt ausführt. Je größer dieser Lenker ist und je mehr sich die durch seine beiden Enden gehende Linie einer Tangente an die Krümmung des Amboß im Bereich der Anlenksteile des Lenkers am Amboß annähert, um so geringer ist der Anstieg des Ausweichwiderstandes des Amboß.

Wichtig für die Brauchbarkeit der Erfinder ist es, daß der neue Shredder durch die neue Ausbildung nicht Eigenschaften einbüßt, die sich bei den bisherigen Ausführungen als notwendig oder vorteilhaft erwiesen haben. Im Sinne dieser Aufrechterhaltung vorteilhafter Eigenschaften ist eine weitere Ausgestaltung des neuen Shredders dadurch gekennzeichnet, daß die Lenker im gleichen Sinn wie der Amboß bogenförmig gekrümmt sind. Durch diese

7 0 9 8 3 2 / π ^I; 7 1

Maßnahme wird sichergestellt, daß der Amboß, ohne durch die Lenker behindert zu werden, zu Revisionsarbeiten oder zum Austausch der zerkleinerungswirksamen Elemente aus dem Gehäuse herausgeschwenkt werden kann.

Hinsichtlich der Ausbildung des Druckgliedes ergeben sich je nach angestrebter Druck- oder Federungswirkung Möglichkeiten zu verschiedenartiger Variation. Es ist beispielsweise möglich, das Druckglied als Tellerfedersatz mit einstellbarer Vorspannung auszubilden. Bei Tellerfedern ist ein hoher Druckwert bei geringen Federwegen verwirklichbar.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß Druckglied als Gasfederglied auszubilden. Dabei besteht der Vorteil darin, daß die Federkennung in sehr weitem Umfange beeinflußbar ist.

Alternativ dazu kann das Druckglied als hydropneumatisches Federglied ausgebildet werden.

Je nach Wahl des Druckgliedes läßt sich unter Umständen eine Ausfuhrungsform des erfindungsgemäß ausgebildeten Shredders verwirklichen, bei welcher auch bei größeren Auslenkungen des Amboß aus der Sollstellung kaum noch ein wesentlicher Anstieg des Druckes eintritt.

Es ist zweckmäßig, wenn die verstellbaren Widerlager, gegen die der Amboß unter der Wirkung des Druckgliedes anliegt, als verstellbare Keilflächen ausgebildet sind, es besteht dann die Möglichkeit zu individueller, feinfühliger Einstellung des Arbeitsspaltes. Er kann dann beliebig im Sinne einer konstanten Spaltbreite, im Sinne einer im gewissen Umfange von der Guteintrittsstelle bis zur Austrittsstelle abnehmenden Spaltbreite oder anders eingestellt werden. Je nach Gutqualität kann die Spaltbreite unter Beibehaltung der genannten Charakteristika vergrößert oder verkleinert werden.

709P32/P571

Der Bogen, über den sich der Amboß erstreckt, ist abhängig von der Zerkleinerungsarbeit, die geleistet werden muß. Aufgrund der hohen Standfestigkeit der zerkleinerungswirksamen Teile des erfindungsgemäß ausgebildeten Shredders ist es möglich, den Amboß kleinzuhalten und die erforderliche Zerkleinerungsarbeit bereits dann zu gewährleisten, wenn sich der Amboß über einen Bogen von 90 ° erstreckt.

Für hochwirksame Zerkleinerungsarbeiten bei schwer zerkleinerbaren Gütern, die erfordern, daß der Amboß sich über einen sehr großen Umfang des Rotors erstreckt, ist es zweckmäßig, wenn anstelle eines einzigen zwei Ambosse vorgesehen werden, wobei der weitere Amboß - bezogen auf die Drehrichtung des Rotors - in gleicher Weise aufgehängt, abgestützt und von einem Druckglied beaufschlagt wird wie der erstere.

Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäß ausgebildeten Shredders ist in den Zeichnungen dargestellt.

Figur 1 zeigt eine Schema-Seitenansicht des erfindungsgemäß ausgebildeten Shredders.

Figur 2 zeigt eine Darstellung der System- bzw. Wirklinien der Amboßabstützung des erfindungsgemäß ausgebildeten Shredders.

In Figur 1 ist ein Shredder 1 gezeigt, der ein Gehäuse 2 aufweist, welches mit einer nach oben offenen Guteintrittsöffnung versehen ist. Im Inneren des Gehäuses ist ein Rotor 4 drehbar gelagert, der in üblicher Weise angetrieben wird und miteinander überdeckenden Hämmern ausgerüstet ist. Einzelheiten der Rotorkonstruktion bilden jedoch nicht den Gegenstand der Erfindung, der Rotor ist daher nur schematisch eingezeichnet. Ein Pfeil 5 deutet seine Drehrichtung an.

Um das in das Gehäuse 2 eintretende Gut, insbesondere Zuckerrohr

⁷ Π ^c) 0 3 2 / ^! 7 i

zu zerkleinern, muß der Rotor 4 mit einem Amboß 6 zusammenwirken. Bei der in der Figur 1 gezeigten Ausführung erstreckt sich der Amboß 6 über einen Bogen von 90 °. Seine Arbeitsseite ist als Rost ausgebildet und besteht aus axial verlaufenden Stäben 7 und diese verbindenden, in ümfangsrichtung verlaufenden Stäben 8. Diese zerkleinerungswirksamen Elemente 7 und 8 des Amboß 6 sind leicht auswechselbar ausgebildet, damit die Instandhaltung des Shredders I vereinfacht wird.

Der Amboß 6 ist an seinem zur Guteintrittsseite, d. h. zur Guteintrittsöffnung 3 hinweisenden Ende über ein Gelenk 9 mit einem Lenker 10 verbunden, der im wesentlichen aufrechtstehend angeordnet ist und an seinem unteren Ende mittels eines Gelenkes 11 am Gehäuse 2 abgestützt ist. Um die in Figur 1 in strichpunktierten Linien dargestellte Wartungsposition des Amboß 6 bequem und ohne Behinderung durch den Lenker 10 einstellen zu können, ist dieser bogenförmig gekrümmt.

Etwa auf der Mitte des Amboß ist ein Gelenk 12 vorgesehen, an welchem ein Druckglied 13 angreift. Die Wirkrichtung des Druckgliedes verläuft parallel zur Tangente an den Bogen des Amboß 6 an der Stelle des Gelenkes 12. Das federnde Druckglied 13 ist am Gehäuse 2 in einem Gelenk 14 abgestützt. Im Beispiel gemäß Figur 1 besteht das federnde Druckglied aus einem Satz Tellerfedern 15, die mittels einer Gewindespindel 16 und einer entsprechenden Mutter 17 in gewünschter Weise vorspannbar sind.

Um zwischen dem Rotor 4 und den zerkleinerungswirksamen Elementen 7 und 8 des Amboß 6 einen exakt definierbaren Arbeitsspalt 18 einstellen zu können, befinden sich am guteintrittsseitigen Ende sowie am gutaustrittsseitxgen Ende des Amboß 6 einstellbare Widerlager 19 bzw. 20. Diese Widerlager haben miteinander zusammenwirkende Keilflächen 21 und gehäusefeste Einstellschrauben 22.

— Q —

⁷ 0 9 0 Ί? /

AA

Aus der Figur 2 ist ersichtlich, daß das Widerlager 21 eine Verstellung in Richtung des Pfeiles 22 gewährleistet, während das Widerlager 20 eine Verstellung in Richtung der Pfeile 23 ermöglicht.

Wenn in den Arbeitsspalt 18 ein Fremdkörper eindringt, kann der Amboß 6 diesem Fremdkörper ausweichen, wobei er von der Guteintrittsseite her beginnend zunächst eine Relativbewegung um das Widerlager 20 ausführt, dabei jedoch durch den Lenker 10 mit seinem oberen Ende längs eines Bogens 24 in Figur 2 bewegt wird. Dabei tritt zugleich eine Relativbewegung des Gelenkes 12, an welchem das federnde Druckglied 13 angreift, um das Gelenk 9 des Lenkers 10 statt.

Aus der Figur 2 ist ersichtlich, daß dann, wenn die dargestellte Geometrie eingehalten wird, sehr große Ausweichbewegungen des Amboß zu nur sehr geringfügigen Verkürzungen der Wirklänge des federnden Druckgliedes 13 führen. Das bedeutet, daß selbst bei hoher Federvorspannung und Federn mit steiler Federkennlinie nur äußerst geringe Steigerungen des Widerstandes eintreten, die das federnde Druckglied 13 gegen Auslenkungen auf den Amboß 6 ausübt. Bei geeigneter Federwahl oder bei Verwendung von federnden Druckgliedern, die auf pneumatischer, hydraulischer oder hydropneumatischer Basis arbeiten, können Federungskennlinien verwirklicht werden, die zumindest innerhalb des Arbeitsbereiches, in welchem die zu erwartende maximale Auslenkung des Amboß 6 liegt, nur zu vernachlässigbar kleinen oder unter Umständen auch zu gar keinen Erhöhungen der Ausweichwiderstandswerte des Amboß 6 führen.

Voraussetzung für diese Wirkung ist die Einhaltung der in Figur 2 gezeigten Geometrie. Das Ergebnis ist, daß die zerkleinerungswirksamen Elemente 7 und 8 des Amboß 6 sowie des Rotors 4 vor einer Beschädigung durch Fremdkörper sowie vor frühzeitigem Verschleiß geschützt sind, denn im Gegensatz zu bekannten Shreddern steigt die Andruckkraft des Amboß nicht mit zunehmender Auslenkung steil an.

709832/Π£71

- ίο -

Claims

Patentansprüche

Shredder zum Zerkleinern von Zuckerrohr oder anderem Material, bei dem in einem Gehäuse ein mit Schlägern besetzter Rotor mit einem am Gehäuse nachgiebig abgestützten Amboß zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet daß der Amboß (6) an seinem zur Guteintrittsseite weisenden Ende wenigstens an seinen beiden axialen Enden jeweils mit einem Lenker (10) gelenkig verbunden ist, welcher mit dem Amboß einen spitzen Winkel bildend, mit seinem anderen Ende am Gehäuse (2) angelenkt ist und daß etwa auf der Mitte des Amboß wenigstens ein am Gehäuse abgestütztes, federndes Druckglied (13) mit tangential zur Amboßkrümmung verlaufender Wirkrichtung angreift und daß beiden Enden des Amboß verstellbare, am Gehäuse abgestützte Widerlager (20, 21) zur Einstellung des Arbeitsspaltes (18) zwischen Rotor und Amboß gegenüberstehen.
2. Shredder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Lenker (10) im gleichen Sinn wie der Amboß (6) bogenförmig gekrümmt sind.
3. Shredder nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Druckglied (13) als Tellerfederpaket (15) mit einstellbarer Vorspannung ausgebildet ist.
4. Shredder nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Druckglied (13) als Gasfederglied ausgebildet ist.
5. Shredder nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckglied (13) als hydropneumatisches Federglied ausgebildet ist.

- 11 -

'/09832/0571

ORIGINAL INSPECTED
6. Shredder nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerlager (19, 20) verstellbare Keilflächen (21) aufweisen und daß am Amboß (6) entsprechende Gegenkeilflachen vorgesehen sind.
7. Shredder nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Amboß (6) über einen Bogen von 90 erstreckt.
8. Shredder nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer Amboß (6), bezogen auf die Drehrichtung des Rotors (4), gleichsinnig auf Lenkern (10) abgestützt sowie von einem Druckglied (13) beaufschlagt vorgesehen ist.

3 2/ 0 K 7 1