DE3041395A1 - CUTTING KNIFE FOR A SOLID WASTE CRUSHER - Google Patents
CUTTING KNIFE FOR A SOLID WASTE CRUSHERInfo
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Description
HOFFMANN · EITLE & PARTNERHOFFMANN · EITLE & PARTNER
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DIPL.-ING. K. FOCHSLE · DR. RE R. N AT. B. H AN S EN ARABELLASTRASSE 4 (STERNHAUS) . D-8000 MÖNCHEN 81 · TELEFON (089) 911087 · TELEX 05-29619 (PATHE)DIPL.-ING. K. FOCHSLE DR. RE R. N AT. B. H AN S EN ARABELLASTRASSE 4 (STAR HOUSE). D-8000 MÖNCHEN 81 TELEPHONE (089) 911087 TELEX 05-29619 (PATHE)
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Disposable Waste Systems, Inc.,
Sant Ana, Calif. / V.St.A.Disposable Waste Systems, Inc.,
Sant Ana, Calif. / V.St.A.
Schneidmesser für einen Feststoff-Abfallzerkleinerer Cutting knife for a solid waste shredder
Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Zerkleinerer für feste Abfallstoffe und insbesondere auf ein hierfür verwendetes Schneidelement oder Schneidmesser.The invention relates generally to solid waste grinders and, more particularly, to one therefor used cutting element or cutting knife.
Verschiedene Geräte für die Zerkleinerung von festen Abfallstoffen in kleine Partikel sind bereits bekannt geworden. Ein derartiger Zerkleinerer ist beispielsweise in der US-PS 4 046 324 beschrieben. Dieses Patent ist Ergebnis einer sogenannten continuation-in-part-Anmeldung der US-Anmeldung 372 818, angemeldet am 22. Juni 1973. Das vorgenannte US-Patent wurde dem Anmelder der vorliegenden Anmeldung erteilt und ist hiermit Gegenstand der vorliegenden Anmeldung. Das hierin beschriebene Gerät umfaßtVarious devices for shredding solid waste in small particles are already known. Such a shredder is for example in U.S. Patent 4,046,324. This patent is the result of a so-called continuation-in-part application U.S. Application 372,818, filed June 22, 1973. The aforesaid U.S. patent is assigned to the assignee of the present Registration granted and is hereby the subject of the present application. The device described herein includes
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eine Zerkleinerungskammer, innerhalb der ein erster und zweiter Zerkleinerungsstapel angeordnet ist. Jeder Zerkleinerungsstapel umfaßt eine Welle, die eine Vielzahl von laminaren Schneidelementen trägt, welche in•Axialrichtung durch eine Vielzahl von laminaren Abstandhaltern voneinander getrennt sind. Diese Zerkleinerungsstapel befinden sich innerhalb der Zerkleinerungskammer, so daß die Schneidelemente eines ersten Stapels sich in einem ineinandergreifenden Verhältnis mit den Schneidelementen des zweiten Stapels befinden, um auf diese Weise die Zerkleinerungswirkung zu erfüllen.a crushing chamber within which a first and second crushing stacks are arranged. Any shredding stack comprises a shaft carrying a plurality of laminar cutting elements which are oriented in the axial direction are separated from each other by a plurality of laminar spacers. These shredding piles are located within the shredding chamber so that the cutting elements of a first stack are interdigitated Relationship with the cutting elements of the second stack are in order in this way the shredding effect to meet.
Die Schneidelemente des zuvor beschriebenen Gerätes sind im wesentlichen scheibenförmig ausgebildet. Von der Scheibe stehen eine Vielzahl von Zähnen radial vor. Jeder Zahn hat eine erste und eine zweite konkave Fläche, die entlang einer Achse liegt, welche im wesentlichen parallel zur Mittelachse des Schneidelementes ausgerichtet ist. Obwohl diese Schneidelemente die Zerkleinerung der Feststoffe vollziehen können, gleich ob die Materialien bzw. zu zerkleinernden Stoffe sich in einer Flüssigkeit befinden, wurde herausgefunden, daß bei Abwesenheit einer Flüssigkeit durch die Zerkleinerung des festen Trockenmaterials entstehenden Partikel frequentiell von den konkaven Flächen der Schneidelementenzähne eingefangen wurden. Dieses sich aufbildende Material macht die mit den zugehörigen Schneidelementen zusan -enwirkenden Schneidflächen stumpf und kann ein Abbrechen der Zähne vom Schneidelement verursachen. Draus resultiert eine Abnahme der Wirksamkeit und des Wirkungsgrades, des Gerätes.The cutting elements of the device described above are essentially disk-shaped. From the disk a large number of teeth protrude radially. Each tooth has first and second concave surfaces that run along a Axis lies which is aligned substantially parallel to the central axis of the cutting element. Although these cutting elements the comminution of the solids can be carried out, regardless of whether the materials or substances to be comminuted are in a liquid, it has been found that in the absence of a liquid by the comminution of the Particles generated by solid dry material are frequently trapped by the concave surfaces of the cutting element teeth became. This forming material makes the cutting surfaces that interact with the associated cutting elements dull and can cause teeth to break off from the cutting element. This results in a decrease in effectiveness and the efficiency of the device.
Ein anderes Schneidelement ist für die Verwendung in Zerkleinerungsapparaten aus der US-Patentschrift 3 664 592 bekannt. Das dort beschriebene Schneidelement umfaßt einen einzelnen, ausgekehlten oder abgeschrägten Zahn mit einerAnother cutting element is for use in crushers known from U.S. Patent 3,664,592. The cutting element described there comprises a single, fluted or beveled tooth with a
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Schneidkante, die in einer Ebene senkrecht zur Achse des Schneidelementes liegt, um das in das Gerät eingeführte Material abzuscheren. Der Zahn ist jedoch nicht selbstreinigend, so daß das Schneidelement ebenso einen Rückenzahn umfassen muß, welcher mit dem freien Raum zwischen benachbarten Schneidelementen kämmt, um die Beseitigung granulierten Materials aus diesem Raum zu unterstützen. Darüber hinaus ist dieses Schneidelement nur für den Betrieb in einer Drehrichtung wirksam und es kann keine Umkehrdrehrichtung erfolgen, um die Lebensdauer des Schneid" elementes und des Zerkleinerungsgerätes zu verlängern.Cutting edge lying in a plane perpendicular to the axis of the cutting element, around that inserted into the device Shear off material. However, the tooth is not self-cleaning, so the cutting element is also a back tooth must include, which meshes with the free space between adjacent cutting elements in order to eliminate to support granulated material from this space. In addition, this cutting element is for operation only effective in one direction of rotation and no reverse direction of rotation can take place in order to reduce the service life of the cutting " element and the shredding device.
Daher besteht die Aufgabe der Erfindung darin, für ein Zerkleinerungsgerät ein verbessertes Schneidelement zu schaffen. The object of the invention is therefore to create an improved cutting element for a comminuting device.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Schneidmesser gelöst, welches gekennzeichnet ist durch einen Grundkörper, in dem mittig zur Aufnahme einer Welle des Zerkleinerers entlang einer Mittelachse eine Durchgangsöffnung ausgebildet ist, und durch eine Vielzahl von Schneidzähnen, von denen jeder einen ausgekehlten Abschnitt aufweist, welcher in den Grundkörper übergeht und eine äußere Schneidkante bildet, .welche Schneidkanten der Zähne einen Schneidweg bei Drehung des Schneidmessers beschreiben, der koaxial zur Mittelachse liegt, und wobei die ausgekehlten Abschnitte weiterhin jeweils eine konkave Fläche umfassen, die relativ zu diesem Schneidweg einen Winkel bilden, so daß das zerkleinerte Material von den ausgekehlten Abschnitten weg drückbar ist.According to the invention, this object is achieved by a cutting knife solved, which is characterized by a base body, in the center for receiving a shaft of the shredder a through opening is formed along a central axis, and through a plurality of cutting teeth, of which each has a fluted section which merges into the base body and forms an outer cutting edge, .which cutting edges of the teeth describe a cutting path when the cutting knife rotates, which is coaxial to the central axis and wherein the fluted portions each further include a concave surface relative to that cutting path Form an angle so that the shredded material can be pushed away from the fluted sections.
Das Schneidelement der vorliegenden Erfindung beseitigt die zuvor beschriebenen Einschränkungen und stellt ein Schneidelement mit Selbstreinigungszahn dar, welcher für die Zerkleinerung von Feststoffmaterial wirksam ist und welcher weiterhin in einem wesentlich wirkungsvolleren Betrieb des Zerkleinerers resultiert. Das Schneidelement entsprechendThe cutting element of the present invention eliminates the limitations described above and provides a cutting element with self-cleaning tooth, which is effective for the comminution of solid material and which furthermore results in a much more efficient operation of the grinder. The cutting element accordingly
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der Erfindung umfaßt einen im wesentlichen scheibenförmigen Grundkörper, welcher dazu geeignet ist, die Welle eines Zerkleinerers aufzunehmen. Von dem Grundkörper stehen eine Vielzahl von Zähnen ab, die jeweils entgegengesetzt gerichtete seitliche Schneidkanten und einen ausgekehlten Abschnitt umfaßt, in dem konkave Flächen ausgebildet sind. Diese konkaven Flächen gehen radial innen in den Grundkörper und radial außen in die Schneidkanten über. Die seitlichen Schneidkanten beschreiben einen Schneidweg, welcher koaxial zum Grundkörper liegt. Die konkaven Flächen befinden sich in einem Winkel relativ zu diesem Schneidweg. Die seitlichen Schneidkanten und die Krümmung der konkaven Flächen wirken zusammen, um das in den Zerkleinerer eingegebene Material in im wesentlichen eng geformte Kringel oder Kugeln zu schneiden oder abzuscheren, und zwar zur Schaffung von relativ gleichförmig abgemessenen Partikeln.. Die abgewinkelten konkaven Flächen geben dann die so geschaffenen Partikel zur Seite des Schneidelementes ab und verhindern somit ein Ansammeln der Partikel oder ein Zusammenpacken der Partikel in den ausgekehlten Abschnitten. Die Schneidkanten sind gleichermaßen im Winkel zum Schneidweg angeordnet. Beide Merkmale resultieren, .in einem wirkungsvolleren Zerkleinern der festen Material und dadurch in einer Zunahme des Betriebswirkungsgrades des Zerkleinerers um nahezu 70 %.the invention comprises a substantially disk-shaped base body which is suitable for the shaft of a To include the shredder. A large number of teeth protrude from the main body, each of which is directed in opposite directions lateral cutting edges and a fluted portion in which concave surfaces are formed. These concave surfaces merge radially on the inside into the base body and radially on the outside into the cutting edges. the lateral cutting edges describe a cutting path which is coaxial with the base body. The concave faces are at an angle relative to this cutting path. The side cutting edges and the curvature of the concave Areas work together to form the material fed into the shredder into substantially tightly shaped curls or to cut or shear balls to create relatively uniformly sized particles .. The angled concave surfaces then release the particles created in this way to the side of the cutting element and prevent them thus an accumulation of the particles or a packing of the particles together in the grooved portions. The cutting edges are also arranged at an angle to the cutting path. Both features result in a more effective one Shredding the solid material and thereby increasing the operating efficiency of the shredder by almost 70%.
Das erfindungsgemäße Schneidelemer,' für die Verwendung in einem Zerkleinerer ist im wesentlichen selbstreinigend.The cutting device according to the invention, 'for use in a shredder is essentially self-cleaning.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen. Insbesondere umfassen die Zähne entgegengesetzt ausgerichtete Schneidkanten, denen jeweils konkave Flächen zugeordnet sind, so daß der Betrieb der Schneidmesserin beiden Drehrichtungen erfolgen kann. Dies hat eine wesentliche Erhöhung der Lebensdauer der Messerscheiben zur Folge.Further advantageous refinements emerge from the subclaims. In particular, the teeth include oppositely aligned cutting edges each having associated concave surfaces so that the operation of the cutting knife can take place in both directions of rotation. This has a significant increase in the life of the cutter disks Episode.
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der.in den Zeichnungen rein schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele. Es zeigt:Further details, features and advantages of the invention result from the following description of the exemplary embodiments shown purely schematically in the drawings. It shows:
Fig. 1 eine Draufsicht auf ein Schneidmesser entsprechend der Erfindung undFig. 1 is a plan view of a cutting knife according to the invention and
Fig. 2 eine Seitenansicht des Schneidmesser im wesentlichen } von der Linie 2-2 der Figur 1 her.Fig. 2 is a side view of the cutting knife essentially } from line 2-2 in FIG. 1.
Ein in den Zeichnungen dargestelltes Schneidelement oder Schneidmesser 10 umfaßt einen im wesentlichen scheibenförmigen Grundkörper 12. Mittig im Grundkörper 12 befindet sich eine sechseckige Durchgangsöffnung 14, die geeignet ist, eine Welle eines Zerkleinerers, wie beispielsweise die Welle des zuvor beschriebenen Zerkleinerungsstapels aufzunehmen. Die sechseckige öffnung 14 ist koaxial zur Mittelachse 16 des Grundkörpers 12 ausgebildet.A cutting element or knife 10 shown in the drawings comprises a substantially disc-shaped one Base body 12. In the center of the base body 12 there is a hexagonal through opening 14 which is suitable for a Shaft of a shredder, such as the shaft of the shredding stack described above. the hexagonal opening 14 is formed coaxially to the central axis 16 of the base body 12.
Vom Grundkörper 12 stehen eine Vielzahl von Schneidzähnen 18 vor. Obwohl das Schneidmesser bzw. die Messerscheibe 10 der Fig. 1 und 2 drei Schneidzähne 18a bis 18c umfaßt, kann die Anzahl der Schneidzähne 18 über diese Zahl hinaus verändert werden. Jedoch sollten mindestens zwei Schneidzähne vorgesehen sein. Die Zahl der Schneidzähne bestimmt sich nach einer Reihe von Faktoren, d.h. beispielsweise nach dem in den Zerkleinerer einzugebenden Material, der Feinheit der resultierenden Partikel und der durch das Gerät verwendeten Energie und Untersetzung.A plurality of cutting teeth 18 protrude from the base body 12. Although the cutting knife or the knife disk 10 1 and 2 comprises three cutting teeth 18a to 18c the number of cutting teeth 18 can be changed beyond this number. However, there should be at least two cutting teeth be provided. The number of cutting teeth is determined by a number of factors, i.e. for example the the material to be added to the shredder, the fineness of the resulting particles and those used by the machine Energy and reduction.
Jeder Schneidzahn 13a bis 18c umfaßt einen ausgekehlten Abschnitt 20, welcher vom Grundkörper 12 ausgeht. Der ausgekehlte Abschnitt 20 bildet bzw. begrenzt eine Umfangsflache 22. Diese umfangsflache 22 jedes Schneidzahnes 18 bildetEach cutting tooth 13a to 18c includes a fluted portion 20, which starts from the base body 12. The fluted section 20 forms or delimits a circumferential surface 22. This peripheral surface 22 of each cutting tooth 18 forms
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wiederum einen Abschnitt einer zylindrischen Oberfläche, die koaxial zur Mittelachse 16 des Grundkörpers 12 liegt.again a section of a cylindrical surface which is coaxial with the central axis 16 of the base body 12.
Der ausgekehlte Abschnitt 20 umfaßt weiterhin eine erste konkave Fläche 24 und eine zweite konkave Fläche 26, welche glatt und weich in die Außenfläche des Grundkörpers 12 übergehen und die die ümfangsflache 22 schneiden, um an dieser Uberschneidungsstelle eine erste und eine zweite Schneidkante 28 bzw. 30 zu bilden.The fluted portion 20 further includes a first concave surface 24 and a second concave surface 26, which smooth and soft into the outer surface of the base body 12 pass over and cut the circumferential surface 22 to this intersection point to form a first and a second cutting edge 28 and 30, respectively.
Die Schneidkanten 28 und 30 liegen im wesentlichen entlang einem Teil einer kreisförmigen Schraubenlinie, die koaxial mit der Mittelachse 16 liegt und die vorzugsweise hierzu um nahezu 30° geneigt verläuft. Die konkaven Flächen 24 und liegen im wesentlichen parallel zu den Schneidkanten 28 und j Obwohl dieses schraubenförmige Verhältnis hier beschrieben ι ist, um eine vollständige und detaillierte Beschreibung der Fig. 1 und 2 vorzusehen, ist festzustellen, daß dieses besondere Verhältnis für den eigentlichen Kern der Erfindung nicht kritisch ist. So können die Schneidkanten 28 und 30 im allgemeinen unter dem Gesichtspunkt stehen, einen Schneidweg zu bilden, welcher in Fig. 1 und 2 mit 32 bezeichnet ist. Der Schneidweg 32 liegt koaxial zur Mittelachse 16 und die konkaven Flächen 24 und 26 und die Schneidkanten 28 und 30 liegen in einem Winkel von nahezu 30° zu einer Lage quer zum Schneidweg und parallel zur Mittelachse 16. Der 30°-Winkel ist als lediglich beispielhaft zu betrachten. Abänderungen dieses Winkels führen zu Vorteilen im Zusammenwirken mit dem Schneidmesser gemäß der Erfindung.The cutting edges 28 and 30 lie substantially along part of a circular helix that is coaxial lies with the central axis 16 and which is preferably inclined to this by almost 30 °. The concave surfaces 24 and lie substantially parallel to the cutting edges 28 and j Although this helical relationship is described here ι is to provide a complete and detailed description of FIGS. 1 and 2, it should be noted that this particular Ratio for the very essence of the invention is not critical. So the cutting edges 28 and 30 in general stand from the point of view of forming a cutting path, which is designated in FIGS. 1 and 2 with 32. The cutting path 32 is coaxial with the central axis 16 and the concave surfaces 24 and 26 and the cutting edges 28 and 30 are at an angle of almost 30 ° to a position transverse to the cutting path and parallel to the central axis 16. The 30 ° angle is to be regarded as merely exemplary. Changes to this angle lead to advantages in conjunction with the Cutting knife according to the invention.
Die Dicke des Schneidmessers 10 kann zusammen mit der Anzahl der Schneidzähne 18 sich verändern, um die Partikelgröße zu verändern. So kann die Schneidmesserdicke vermindert oder erhöht werden, um entsprechend die resultiereude Partikelgröße zu vermindern oder zu vergrößern.The thickness of the cutting knife 10, along with the number of Cutting teeth 18 change to change the particle size. So the cutting knife thickness can be reduced or increased according to the resulting particle size decrease or increase.
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Im Betrieb kann beispielsweise eine Vielzahl von Schneidmessern' 10 in einem Abfallzerkleinerer entsprechend der US-Patentschrift 4 046 324 installiert werden, die um die Mittelachse 16 rotieren. Wenn das Schneidmesser 10 hinsichtlich der Fig. 1 im Uhrzeigersinn gedreht wird, wird die Schneidkante 30 jeden Schneidzahnes 18 im wesentlichen fast oder eng gewundene kringeiförmige oder kugelförmige Partikel von dem Material abschneiden oder abscheren, welches in dem Zerkleinerer eingegeben wurde. Diese Partikel werden ihrerseits durch die konkave Fläche 26 jedes Schneidzahnes 18 von dem Schneidmesser 10 abgelenkt oder in einen Bereich weg geführt, welcher zwischen benachbarten Schneidmessern 10 durch zuvor beschriebene Laminarabstandhalter vorgesehen ist. Wenn die Schneidkante 30 jedes Schneidzahnes 18 stumpf oder auf andere Weise unwirksam geworden ist, kann das Schneid-) messer 10 dann in umgekehrter Richtung gedreht werden, so . daß die Schneidkante 28 und die konkave Fläche 24 entsprechend j der vorstehenden Beschreibung wirksam wird.In operation, for example, a large number of cutting knives' 10 in a waste shredder according to the U.S. Patent No. 4,046,324 rotating about the central axis 16. When the cutting knife 10 with regard to 1 is rotated clockwise, the cutting edge 30 of each cutting tooth 18 becomes substantially almost or cut or shear tightly coiled donut-shaped or spherical particles from the material which is in the Chopper has been entered. These particles, in turn, are passed through the concave surface 26 of each cutting tooth 18 deflected away from the cutting knife 10 or into an area guided, which is provided between adjacent cutting knives 10 by laminar spacers described above is. If the cutting edge 30 of each cutting tooth 18 has become dull or otherwise ineffective, the cutting) knife 10 can then be rotated in the opposite direction, so. that the cutting edge 28 and the concave surface 24 correspond accordingly j of the above description becomes effective.
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Santa Ana, Calif. / V.St.A.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
| 8131 | Rejection |