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Zerkleinerungsanlage, insbesondere zur
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Zerkleinerung von sperrigem Abfallmaterial
Zerkleinerungsanlage,
insbesondere zur Zerkleinerung von sperrigem Abfallmaterial Die Erfindung betrifft
eine Zerkleinerungsanlage, insbesondere zur Zerkleinerung von sperrigem Abfallmaterial,
wie Pneus, Kabel, Kunststoffabfälle, Verpackungsmaterial, mit mindestens einer Zerkleinerungseinheit,
welche mindestens ein Paar mit Schneidkörpern versehene Wellen aufweist( und einer
Zufuhreinrichtung.
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Mit einer solchen Zerkleinerungsanlage kann nicht nur sperriges Abfallmaterial
sondern auch beispielsweise Holz, Blechemballagen, Textilien, Papier, Karton zu
Zwecken der Wiederverwendung, Volumenreduzierung und/oder Unkenntlichmachung zerkleinert
werden.
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Für die Zerkleinerung von solchen Materialien auf eine gewünschte
Granulatgrösse waren bisher teure und sehr verschleissanfällige Zerkleinerungsanlagen
mit relativ geringem Durchsatz und hohen Anschlusswerten erforderlich. Eine bekannte
Zerkleinerungsanlage zur Zerkleinerung von Pneus besteht im wesentlichen aus zwei
nacheinander geschalteten Zerkleinerungseinheiten mit einem Paar bzw. zwei Paaren
von mit Schneidkörpern versehenen Wellen. Die so zerkleinerten Pneus werden mit
einer Zufuhreinrichtung
in Form eines Lifts in einen Einfülltrichter
befördert, der über der ersten Zerkleinerungseinheit angeordnet ist. Der Pneu drückt
dann mit seinem Gewicht auf die Schneidkörper der in gegenläufigem Sinn zueinander
rotierenden Wellen und wird von diesen Schneidkörpern erfasst und zerkleinert. Bei
dieser Anlage ist zur Zerkleinerung eine sehr hohe Leistung erforderlich, wobei
aber die Durchsatzmenge relativ klein bleibt. Bei der Verarbeitung wird der Pneu
weniger geschnitten als mit Gewalt auseinandergerissen, was eine Erklärung für den
hohen Energiebedarf pro Kilo Granulat gibt. Die Erfahrung hat gezeigt, dass die
Abnützung der Zerkleinerungseinheit ausserordentlich gross ist. Die Verschleissanfälligkeit
erfordert nicht nur teure Reparaturen sondern führt sehr oft zu Betriebsunterbrüchen,
die ebenfalls sehr kostspielig sind und Probleme bei der Lagerhaltung des unverarbeiteten
Altmaterials und des Granulats schaffen Fehlt es infolge Betriebsunterbrüchen an
Granulat, so werden auch die Granulatverarbeitungsanlagen stillgelegt.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Zerkleinerungsanlage
der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die einen relativ geringen Anschlusswert,
aber eine hohe Durchsatzleistung aufweist und zudem weniger verschleissanfällig
ist als bisherige Anlagen.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass zwischen Zufuhreinrichtung
und Zerkleinerungseinheit ein mindestens eine Schere aufweisendes Vorschneidwerk
angeordnet ist.
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Dies hat den Vorteil, dass mit der Schere das Abfallmaterial in Stücke
vorbestimmter Grösse geschnitten werden kann, die von der Zerkleinerungseinheit
leicht erfasst und praktisch ohne Reissen mit geringem Energieaufwand zerschnitten
werden kann. Im Gegensatz zu bekannten Zerkleinerungsanlagen braucht die Zerkleinerungseinheit
eine mehr als die Hälfte geringere
Antriebsleistung bei mehr als
verdoppeltem Durchsatz, währenddem sich die Antriebsleistung für das Vorschneidwerk
um etwa zehn Prozent der bisher benötigten Antriebsleistung für die Zerkleinerungseinheit
bewegt. Bei der erfindungsgemässen Ausgestaltung der Zerkleinerungsanlage wird zudem
ein ruhiger Lauf der Zerkleinerungseinheit erzielt, wobei der Verschleiss erheblich
geringer ist.
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Gemäss einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung weist
die Zufuhreinrichtung mindestens ein Förderband oder mindestens eine Lage von Förderrollen
auf. Diese Ausbildung ist wesentlich weniger aufwendig als der bisherige Förderlift.
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Vorteilhaft weist die Zufuhreinrichtung zwei übereinander angeordnete
Förderbänder oder Lagen von Förderrollen auf, welche so zueinander angeordnet sind,
dass sich der Raum zwischen den Förderbändern oder Förderrollen gegen das Vorschneidwerk
hin verengt. Auf diese Weise kann das sperrige Gut der Oeffnung der Schere angepasst
werden, so dass es von dieser ohne Schwierigkeiten abgeschnitten werden kann.
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Zweckmässigerweise ist eines der Förderbänder oder eine Reihe von
Förderrollen quer zur Förderrichtung verschiebbar gelagert.
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Dies erlaubt ein Nachgeben der Zufuhrvorrichtung in Querrichtung,
so dass ein Verklemmen von Fördergut vermieden wird. Es können auch Federn vorgesehen
sein, um eine Kraft zu erzeugen, welche einer Querverschiebung, welche den Abstand
zwischen den Förderbändern und/oder Lagen von Rollen vergrössern würde, entgegenwirkt.
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Auf diese Weise wird dafür gesorgt, dass stets eine erhebliche Kraft
auf sperriges Fördergut einwirkt, um es in eine zur Verarbeitung mit dem Vorschneidwerk
geeignete Form zu pressen. Weiter kann vorgesehen werden, dass das quer zur Förderrichtung
verschiebbare Förderband bzw. die quer zur Förderrichtung verschiebbaren Förderrollen
in einem Rahmen gelagert sind, der mit Spindeln quer zur Förderrichtung verstellbar
ist. Auf aiese Weise kann die Zufuhreinrichtung dem zu verarbeitenden Fördergut
angepasst werden.
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Es ist möglich, eine Zufuhreinrichtung auf beiden Seiten des Vorschneidwerkes
anzuordnen. Dies hat den Vorteil, dass die Verarbeitungskapazität der Zerkleinerungseinheit
besser ausgenutzt werden kann.
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Die Schere weist vorteilhaft ein erstes und ein zweites Messer auf,
wobei das zweite Messer auf einer Achse derart drehbar gelagert ist, dass seine
Schneidkante beim Schneiden eine zylinder- oder kegelförmig gewölbte Fläche zur
Schneidkante des ersten Messers hin beschreibt. Das Messer führt also eine rotierende
Bewegung aus, wobei beim Schneiden die eine Schneid kante von der anderen wegbewegt
wird. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn die beiden Messer in einem spitzen Winkel
zueinander angeordnet sind. Es entsteht dann eine Bewegung, welche ein besonders
gutes Schneidverhalten ergibt. Zweckmässigerweise besitzt das zweite Messer eine
der genannten zylinder- oder kegelförmig gewölbten Fläche angepasste Rundung. Es
hat sich gezeigt, dass ein derartiges Messer sehr verschleissfest ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das Messer
auf einem Messerbalken befestigt, der an beiden Enden an einem Maschinenrahmen drehbar
befestigt ist. Dies ergibt eine wesentlicheinfachere zonstruktion als eine Schere,
bei der ein Messer an beiden Enden parallel geführt ist.
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Mit Vorteil weist das Vorschneidwerk als Antriebsvorrichtung mindestens
einen hydraulischen oder pneumatischen Zylinder auf, der sowohl am Maschinenrahmen
als auch am Messerbalken gelenkig befestigt ist. Es ergibt dies eine besonders einfache
und leistungsfähige Konstruktion.
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Das Vorschneidwerk besitzt vorteilhaft eine doppelte Schere mit einem
in der Mitte gelagerten zweiarmigen Messerbalken, so dass bei der Drehung des Messerbalkens
in einer Richtung eine Schere öffnet und die andere schliesst und bei der Drehung
in der anderen Richtung die eine Schere geschlossen und die andere geöffnet wird.
Auf diese Weise ist es möglich, bei zwei Zufuhreinrichtungen dem Vorschneidwerk
von beiden Seiten Material zuzuführen.
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Auch das Antriebsorgan für die Zufuhreinrichtung kann aus einem hydraulischen
oder pneumatischen Zylinder bestehen und über eine Leerlaufkupplung mit der Zufuhreinrichtung
verbunden sein. Dies ermöglicht auf einfache Weise einen taktweisen Vorschub, wobei
der Förderweg des Zylinders entsprechend dem gewünschten Vorschub leicht angepasst
werden kann. Je nach der Art des zu verarbeitenden Materials kann dann durch Verstellung
des Förderweges erreicht werden, dass das Vorschneidwerk kleinere oder grössere
Stücke abschneidet. Die Grösse dieser Stücke ist wiederum davon abhängig, mit welcher
Leichtigkeit die Zerkleinerungseinheit das Material zu verarbeiten vermag.
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Um ein optimales Arbeiten der Zerkleinerungsanlage zu ermöglichen,
sind vorteilhaft Mittel zur Synchronisation der Zufuhreinrichtung mit dem Oeffnungshub
der Schere des Vorschneidwerkes vorgesehen.
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Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben.
Zum besseren-Verständnis kann Bezug auf die Zeichnung genommen werden. Es zeigt:
Fig. 1 eine Seitenansicht der Zerkleinerungsanlage, wobei die Zufuhreinrichtung,
das Vorschneidwerk und eine Zerkleinerungseinheit sichtbar sind, Fig. 2 eine Ausführungsform
des Vorschneidwerks, Fig. 3 das Vorschneidwerk gemäss Fig. 2, gesehen in der Förderrichtung,
Fig. 4 eine weitere Ausführungsform der Zerkleinerungsanlage, bei der eine Zufuhreinrichtung
auf beiden Seiten des Vorschneidwerkes angeordnet ist, und Fig. 5 eine Ansicht der
Zerkleinerungsanlage gemäss Fig. 4, gesehen in Förderrichtung einer Zufuhreinrichtung.
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Die in den Figuren 1 bis 3 dargestellte Zerkleinerungsanlage 10 besitzt
im wesentlichen eine Zufuhreinrichtung 13, ein Vorschneidwerk 15 und eine Zerkleinerungseinheit
17. Die Zufuhreinrichtung weist ein Förderband 19 auf, das von einem Antriebsorgan
21 antreibbar ist, um das Fördergut zum Vorschneidwerk 15 zu fördern. Das Antriebsorgan
besteht aus einem hydraulischen oder pneumatischen Zylinder, der über eine Zahnstange
23 ein Zahnrad -25 antreibt, mit dem über eine nicht dargestellte Leerlaufkupplung
das Förderband 19 antreibbar ist. Der Hub des Zylinders 21 ist vorteilhaft einstellbar,
damit der Vorschub des Förderbandes geregelt werden kann. Nicht dargestellte Steuermittel
können vorgesehen sein, um die Zufuhreinrichtung 13 mit dem Oeffnungshub des Vorschneidwerkes
15 zu synchronisieren.
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Die Vorschubeinrichtung 13 besitzt ferner einen rahmen 27, in welchem
eine Anzahl von Förderrollen 29 gelagert ist.
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Beim gezeigten Ausführungsbeispiel sind diese Förderrollen 29 nicht
angetrieben. Für gewisse Zwecke könnte es aber zweckmässig sein, auch die Rollen
29 anzutreiben. Der Rahmen 27 ist auf vier Spindeln 31 quer zur Förderrichtung verschiebbar
gelagert. Zu diesem Zwecke ruht der Rahmen 27 auf den an den Spindeln 31 befestigten
Auflagen 33. Jede der Spindeln 33 ist in einer am Maschinenrahmen 35 befestigten
Gewindemutter 37 gelagert und kann durch eine Handkurbel 39 gehoben und gesenkt
werden. Zwischen der Handkurbel 39 und dem Rahmen 27 befindet sich eine Feder 41.
Durch diese Ausbildung der Zufuhreinrichtung 13 wird dafür gesorgt, dass stets eine
erhebliche Kraft auf sperriges Fördergut einwirkt, um es in eine zur Verarbeitung
mit dem Vorschneidwerk 15 geeignete Form zu pressen. Durch Verstellung der Handkurbeln
kann der Rahmen 27 gehoben und gesenkt werden, um so die Zufuhreinrichtung 13 dem
zu verarbeitenden Fördergut anzupassen. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, ist der
Rahmen 27 mit den Rollen 29 gegen das Vorschneidwerk 15 hin geneigt, so dass sich
der Raum zwischen dem Förderband 19 und den Rollen 29 stetig'verengt. Beim Fördern
von sperrigem Material wird dieses somit gegen das Vorschneidwerk hin stetig mehr
zusammengepresst, so dass es von diesem leicht erfasst und geschnitten werden kann.
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Das Vorschneidwerk 15 besitzt eine Schere mit einem stationären ersten
Messer 43 und einem beweglichen Messer 45. Das bewegliche Messer 45 ist auf einem
Messerbalken 47 befestigt, der mittels einer Achse 49 im Maschinenrahmen 36 drehbar
gelagert ist. Die Schneidkante des Messers 45 beschreibt daher beim Schneiden eine
ungefähr zylinder- oder kegelförmig gewölbte Fläche zur Schneidkante des ersten
Messers 43 hin.
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In der schematischen Zeichnung von Fig. 1 sind die Messer 43 und 45
parallel zueinander angeordnet. Zweckmässiger ist jedoch eine Anordnung der Messer,
wie sie aus den Figuren 2 und 3 ersichtlich ist. Hier besteht zwischen den Schneidkanten
der Messer ein spitzer Winkel . Beim Schneiden führt das Messer 45 eine rotierende
Bewegung um die Achse 49 aus, wobei sich in Kombination mit dem spitzen Winkel ein
besonders gutes Schneidverhalten ergibt.
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Beim gezeigten Ausführungsbeispiel gemäss den Figuren 1 bis 3 besteht
die Antriebsvorrichtung 51 aus einem hydraulischen oder pneumatischen Zylinder,
der über die Druckleitungen 53 55 von einer Druckquelle 57 gespeist wird. Der Zylinder
51 ist sowohl am Maschinenrahmen 36 bei 61 als auch am Messerbalken 49 bei 63 gelenkig
befestigt.
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Das vom Vorschneidwerk 15 zerkleinerte Material fällt in den Trichter
69 und wird der Zerkleinerungseinheit 17 zugeführt, von der zwei mit Schneidkörpern
versehene Wellen mit dem Bezugszeichen 73, 74 schematisch dargestellt sind. Durch
das Schneidwerk wird das Material granuliert. In bekannter Weise ist es möglich,
weitere Zerkleinerungseinheiten zur feineren Granulation vorzusehen und Siebe und
Magnetwalzen zur weiteren Verarbeitung des Granulats zu verwenden.
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Um den Durchsatz durch die Zerkleinerungsmaschine zu erhöhen können
über der Zerkleinerungseinheit 17 m etrisch zueinander zwei Scheren vorgesehen werden,
in welchem Falle auch zwei Fördereinrichtungen 13 notwendig sind. Bei der Ausführungsform
gemäss den Figuren 4 und 5 wird statt einem Vorschneidwerk mit zwei Scheren ein
Vorschneidwerk mit einer doppelten Schere benützt. Diese besitzt ein in der Mitte
mittels einer Achse 49 im Maschinenrahmen 36 gelagerten Messerbalken 47.
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Dieser besitzt zwei Arme 50' und 50''. An diesen Armen sind Messer
45', 45'' befestigt. Bei einer Drehung- des Messerbalkens in einer Richtung wird
eine Schere geöffnet und die
andere geschlossen und bei einer Drehung
in der anderen Richtung eine Schere geschlossen und die andere geöffnet.
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Zur Betätigung der doppelten Schere sind zwei pneumatische oder hydraulische
Zylinder 51', 51'' vorgesehen. Beim gezeigten Ausführungsbeispiel sind zwei Zufuhreinrichtungen
13 vorgesehen, die gleich oder ähnlich ausgebildet sein können, wie jene von Figur
1. Wiederum ist eine Zerkleinerungseinheit 17 vorgesehen, wobei aber zwei Paare
von mit Schneidkörpern versehene Wellen 73, 74 vorgesehen sind, so dass je ein Wellenpaar
73, 74 für eine Hälfte der doppelten Schere vorhanden ist. Es könnte aber auch eine
Zerkleinerungseinheit anderer Art, wie z.B. in Fig. 1 vorgesehen werden.
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Dem Fachmann ist ersichtlich, dass an der Zerkleinerungsanlage verschiedene
Aenderungen ausgeführt werden können, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen.