DE3910115C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung richtet sich auf einen Walzenbrecher zum Zer­ kleinern von bevorzugt grobstückigen und sperrigen Abfall­ stoffen gemäß den Merkmalen im Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein derartiger Walzenbrecher zählt durch die DE-OS 24 04 075 zum Stand der Technik. Er weist bereits zwei parallel neben­ einander angeordnete Zerkleinerungswalzen mit umfangsseiti­ gen Wendeln auf. Die Wendeln greifen ineinander. Das bedeu­ tet, daß die Drehzahl der beiden Zerkleinerungswalzen abso­ lut synchronisiert sein muß. Es ist weder denkbar, daß die Drehzahl der einen Zerkleinerungswalze gegenüber der anderen Zerkleinerungswalze variieren kann, noch daß die Steigungen der Wendeln unterschiedlich sein können. Auch die Gangzahl der Wendeln muß übereinstimmen.

Im Ergebnis bedeutet dies, daß die beiden Wendeln nur im Sinne eines Quetsch- und/oder Reißvorgangs zusammenwirken können. Ein Abschereffekt kann mit der bekannten Einrichtung nur unvollkommen und in der axialen Richtung überhaupt nicht erzielt werden.

Unter den beiden Zerkleinerungswalzen ist ein Rost vorge­ sehen. Dieser Rost hat jedoch nur eine Klassifizierungsfunk­ tion. D. h., es kann nur das Material durch den Rost treten, welches alleine durch die beiden Zerkleinerungswalzen auf die entsprechende Größe zerkleinert worden ist. Ein Zusammen­ wirken des Rosts mit den Zerkleinerungswalzen im Sinne eines Zerkleinerungsvorgangs ist nicht vorgesehen.

Ein weiterer Nachteil ist der Sachverhalt, daß die Wendeln sich über die gesamte Länge der Zerkleinerungswalzen er­ strecken. Dies bedeutet, daß das zu zerkleinernde Gut stän­ dig in eine Richtung gefördert wird, bis es sich vor der einen Stirnwand stauen kann. Es wäre zwar denkbar, die Zerkleinerungswalzen dann zu reversieren. Nur müßte dieser Vorgang vermutlich sehr häufig durchgeführt werden, um an­ gestautes Material wieder aus dem Staubereich entfernen zu können.

Ein weiterer wesentlicher Nachteil der bekannten Einrichtung dürfte aufgrund der symmetrischen Ausbildung und symmetri­ schen Betriebsweise der Zerkleinerungswalzen darin liegen, daß Material, welches in der vertikalen Mittellängsebene in die Freiräume zwischen den Grundkörpern der Zerkleine­ rungswalzen und den Wendeln gelangt, von den Kanten der Wendeln nicht oder jedoch nicht in einem wesentlichen Umfang erfaßt wird. Material, das dort hineingelangt, kann folglich problemlos sowohl in Längsrichtung als auch zwischen den ineinandergreifenden Wendeln weitergefördert werden, so daß es permanent in der Zerkleinerungsvorrichtung bleibt.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, den im Oberbegriff des Anspruchs 1 beschriebenen Walzenbrecher dahingehend zu verbessern, daß mit einem möglichst geringen Energieein­ satz eine Vielfalt von Materialien zerkleinert werden kann, die sich sowohl von ihrem Aufbau als auch von ihrem Werk­ stoff her unterscheiden. Dabei soll der gesamte Zerkleine­ rungsprozeß möglichst kontinuierlich ablaufen, und zwar ohne Totzeiten, in denen keine Zerkleinerung stattfindet. Auch soll die Stückgröße ohne besondere Maßnahmen und Eingriffe von außen variabel gestaltet werden können.

Die Lösung dieses Problems besteht nach der Erfindung in den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 aufgeführten Merk­ malen.

Der Antrieb der Brechwalzen erfolgt entweder durch ein elek­ tromechanisches, hydraulisches oder dieselhydraulisches Antriebssystem.

Durch das Zusammenspiel der Brechwalzen in Verbindung mit dem unterhalb der Brechwalzen angeordneten Brechrost, der konstruktiven Gestaltung der Brechwalzen und des Brechrostes sowie durch die gezielt steuerbaren Bewegungsabläufe der Brechwalzen durch den Antrieb werden die eingeworfenen Mate­ rialien zerkleinert. Das Zerkleinern geschieht in der Weise, daß das Material von den Brechwalzen zwischen sie gezogen, dabei vorgebrochen und gleichzeitig auf den Brechrost ge­ drückt wird. Dabei wird das Material axial und quer über den Brechrost geschoben und endgebrochen, so daß es durch die von den Brechleisten und Brechstegen gebildeten Auslaßöff­ nungen im Brechrost zwangsläufig hinausgeworfen wird. Dieser Brechvorgang ist dadurch gewährleistet, daß die Brechwalzen das nachfolgende Material immer wieder kontinuierlich über den Brechrost bewegen und nachdrücken. Hierbei tritt ein Selbstreinigungseffekt, bezogen auf die Auslaßöffnungen auf, so daß es nicht zu Verstopfungen kommen kann.

Der axial und quer verlaufende Materialfluß zwischen den Brechwalzen und dem Brechrost wird durch die Gestaltung und Bewegung der Wendeln beeinflußt, die eine Axialbewegung und eine Bewegung in Umfangsrichtung auf das zu zerkleinern­ de Material ausüben.

Der Ablauf des Zerkleinerungsprozesses kann variiert werden, indem man die Kinematik der Brechwalzen und/oder ihren kon­ struktiven Aufbau sowie den Brechrost verändert.

Die Brechwalzen können bei gegenläufiger Drehrichtung und gegenläufiger Steigungsrichtung der Wendeln entweder mit unterschiedlichen Drehzahlen rotieren und beide gleiche Steigungen und Gangzahlen haben oder gleiche Drehzahlen und unterschiedliche Steigungsgangzahlen oder unterschied­ liche Drehzahlen und unterschiedliche Steigungsgangzahlen aufweisen.

Der Zerkleinerungsprozeß setzt sich aus mehreren Ablaufvor­ gängen zusammen, nämlich aus einem Quetsch-, Reiß- und Scher­ vorgang. Dabei wurde besonderer Wert auf den Schervorgang gelegt, da das Zerkleinern durch Abscheren im Vergleich zu Quetschen oder Reißen nicht so viel Antriebsenergie be­ nötigt. Dadurch wird auch erheblich weniger Lärm erzeugt, was dem Umweltschutz zugute kommt.

Da zwischen den beiden Brechwalzen immer eine gewisse Ge­ schwindigkeitsdifferenz der Wendelbewegung vorliegt, bremst die Brechwalze mit dem geringeren Axialvorschub das Material gegenüber der anderen Brechwalze in axialer Richtung etwas ab. Dadurch entsteht der eigentliche Abschervorgang, weil die Brechwalze mit dem größeren Axialvorschub die andere in Axialrichtung überholt. Dabei arbeiten sie nicht nur tangential (umfangsseitig), sondern auch axial gegeneinan­ der. Die Drehrichtung bzw. Wirkrichtung der beiden Brechwal­ zen ist entgegengesetzt. Eine zweigängige oder dreigängige Steigung auf einer der Brechwalzen erhöht zusätzlich die axiale Relativbewegung an den Wendelumfangsflächen im Annä­ herungsbereich der Brechwalzen.

Die maximalen räumlichen Ausdehnungen eines zu zerkleinern­ den Gegenstands, der noch sicher von den Brechwalzen erfaßt und zwischen sie gezogen werden kann, hängen von der Bau­ größe des jeweiligen Walzenbrechers ab.

Abgesehen von der Gestaltung der Brechwalzen und ihrer Dreh­ zahl hat die konstruktive Gestaltung des Brechrostes einen bedeutenden Einfluß auf den Ablauf des Zerkleinerungspro­ zesses, speziell hinsichtlich der Stückgröße und der Gefahr von evtl. auftretenden Verstopfungen in den Auslaßöffnungen des Brechrostes.

Die verschiedenen Brechkanten der Brechleisten und Brech­ stege sind als besonders verschleißfeste Schneidkanten mit einer bestimmten Form ausgebildet. Hierbei kann durch eine gezielte Ausgestaltung der Auslaßöffnungen einer evtl. auf­ tretenden Materialverstopfung entgegengewirkt werden. Zu­ sätzlich sorgt das über die Brechwalzen stets nachdrückende Material, daß ein kontinuierlicher Materialfluß durch die Auslaßöffnungen gewährleistet ist.

Bei einem möglichen Festfahren bzw. Blockieren der Brech­ walzen, z. B. wenn diese in ihrer Wirkdrehrichtung sehr hartes oder zu viel Material auf einmal zerkleinern müssen, werden sie automatisch in den Reversierzustand geschaltet, um sich wieder freizufahren. In diesem Betriebszustand ver­ bleiben die Brechwalzen z. B. einige Sekunden und drehen entgegengesetzt zu ihrer eigentlichen Wirkdrehrichtung, bis sie wieder automatisch in die Wirkdrehrichtung geschal­ tet werden.

Das Reversieren kann entweder eingeleitet werden, wenn ein­ gestellte Beträge der vorgegebenen Belastungsparameter an den Brechwalzen (maximales Drehmoment und/oder minimale Drehzahl) erreicht werden oder durch eine zeitabhängige Programmsteuerung einer frei programmierbaren elektrischen Steuerung. Für Materialien, die beim Zerkleinern zusammen­ backen und somit evtl. den Brechrost bereichsweise ver­ stopfen, z. B. Strauchwerk mit Blätterwerk und klebrigem Boden durchsetzt, ist die zeitabhängige Programmsteuerung besonders gut geeignet. Bei dieser Art von Materialien könnte es sein, daß die eingestellten Beträge der Belastungs­ parameter für die Brechwalzen beim Zerkleinerungsvorgang nicht erreicht werden, wodurch eine Umschaltung in den Be­ triebszustand Reversieren nicht erfolgt, wenn der hierfür erforderliche Steuerbefehl nicht direkt über eine Programm­ steuerung eingeleitet wird.

Durch das Reversieren der Brechwalzen wird das bereits zer­ kleinerte und das noch nicht zerkleinerte Material einem anderen Brechungsablauf unterworfen, d. h. es wird nicht mehr zunächst zwischen den beiden Brechwalzen und dann zwi­ schen den Brechwalzen und dem Brechrost gebrochen, sondern nun zwischen den längsseitigen Innenwänden des Brechkastens und den Brechwalzen hindurchgeführt und vorgebrochen, bevor das Material zwischen den Brechwalzen und dem Brechrost endzerkleinert werden kann.

Das Reversieren der beiden Brechwalzen hat mithin die fol­ genden Aufgaben zu erfüllen:

• - Einen verstopften Brechrost wieder zu reinigen. Erreicht wird dieses Ergebnis dadurch, daß beim Reversieren das Material aus einer anderen Richtung und unter einem anderen Winkel auf den Brechrost trifft.
• - In der Arbeitsdrehrichtung durch Material festge­ fahrene bzw. blockierte Brechwalzen wieder für diese Richtung freizufahren.
• - Den Walzenbrecher gegen Beschädigung zu sichern, wenn z. B. relativ große Eisenteile hineingeworfen werden, die nicht von ihm zu zerkleinern sind. Die Absicherung erfolgt in der Weise, daß die Brech­ walzen z. B. nach zwei oder drei kurzzeitig hinter­ einander auftretenden Reversierbefehlen den Walzen­ brecher abschalten.

Die unterhalb der Brechwalzen angeordneten und quer zu ihnen angestellten Brechleisten im Brechrost schmiegen sich mit einem geringen Abstand an die zylindrische Bewegungskontur der Wendelumfangsflächen an, wobei die höchsten Punkte der Brechleisten nach oben gerichtete Gratschneiden in der ver­ tikalen Mittellängsebene zwischen den Brechwalzen bilden. Durch diese Konfiguration wird das Material beim Einzug durch die Brechwalzen regelrecht aufgekeilt, grob aufgespal­ ten und durch die gleichzeitig wirkende Axial- wie auch Umfangsbewegung aus den Brechwalzen heraus über den gesamten Brechrost gefördert und dabei auf eine feinere Korngröße zerkleinert.

Ein Variieren der Stückgröße des zerkleinerten Materials ist z. B. über einen Austausch des Brechrostes möglich. Bei besonders engen Spaltweiten und relativ hohen Spalttiefen wird das zu zerkleinernde Material zwangsläufig etwas länger in der Brechzone gehalten, so daß es infolge des hier ablau­ fenden Zerkleinerungsprozesses teilweise mehr oder weniger gemahlen wird. Über diesen sich hier zeigenden Effekt hinaus besteht neben der eigentlichen Aufgabe dieser Einrichtung, nämlich Material zu zerkleinern, noch die Möglichkeit, ver­ schiedene Materialien miteinander zu vermischen bei gleich­ zeitig stattfindender Zerkleinerung.

Die Stückgröße kann aber auch dadurch beeinflußt werden, daß die Brechwalzen mehr oder weniger häufig reversiert werden.

Damit das in den Walzenbrecher hineingeworfene bzw. das noch nicht vollständig zerkleinerte Material, das noch nicht durch den Brechrost gefallen ist, nicht vor die in Förder­ richtung liegende Stirnwand des Brechkastens gedrückt wird, kann zumindest eine Brechwalze gemäß Anspruch 2 mit zwei gegenläufig gerichteten Wendelabschnitten ausgerüstet sein. Konstruktiv sieht dies so aus, daß die Länge des einen Wendelabschnitts in Richtung der Achse der Brechwalzen etwa 25% der Länge des anderen Wendelabschnitts auf derselben Brechwalze entspricht. Es ist jedoch auch möglich, die Länge der Wendelabschnitte in gleiche Anteile aufzuteilen (minde­ stens 50%, vorteilhaft zwischen 50 und 25%).

Im Bereich des einen Wendelabschnitts wird das Material zurück und im Bereich des anderen Wendelabschnitts vorwärts gefördert, wenn die Brechwalzen in Wirkrichtung drehen. Dabei wird es gleichzeitig zerkleinert und durch die in diesen Bereichen vorhandenen Auslaßöffnungen des Brechrostes hinausgedrückt.

Die Brechstege gemäß den Merkmalen der Ansprüche 3 und/oder 4 bewirken, daß das von den Brechwalzen zwischen dem Brech­ rost und den Brechwalzen eingezogene Material auch in Um­ fangsrichtung einer Brechung unterliegt.

Sollte einmal ein nicht zum zu zerkleinernden Material ge­ hörender Teil, z. B. ein relativ großes Eisenstück in den Walzenbrecher gelangt sein und dieses über den im Walzen­ brecher stattfindenden normalen Verfahrensablauf nicht hinausgeworfen werden, so ist der Brechrost gemäß Anspruch 5 abklappbar, damit dieses sperrige Materialstück manuell entfernt werden kann.

Auch im Falle einer evtl. erforderlich werdenden Reinigung des Brechrostes nach Einsatz von klebenden Materialien kann der Brechrost aufgeklappt und gereinigt werden.

Nach dem Aufklappen liegen auch die Brechwalzen von unten zugänglich frei, so daß sie, falls notwendig, ebenfalls gesäubert werden können.

Das zerkleinerte Material, das bei in Wirkrichtung drehenden Brechwalzen nicht sofort durch die Auslaßöffnungen hinausge­ worfen wurde, stößt gemäß Anspruch 6 auf die mit Brechrippen ausgeführten Innenwände des Brechkastens und wird, vorgege­ ben durch die konstruktive Gestaltung der Kasteninnenwände, hier umgelenkt und von den beiden Brechwalzen durch die vorhandenen Spalte zwischen den Innenwänden und den Brech­ walzen wieder zwangsläufig nach oben zu dem eigentlichen Einzugbereich zwischen den beiden Brechwalzen in der verti­ kalen Mittellängsebene des Brechkastens gefördert, wo es gemeinsam mit dem noch nicht gebrochenen Material erneut eingezogen wird.

Der Brecheffekt kann unter Verwendung der Merkmale der An­ sprüche 7 und 8 noch weiter verbessert werden.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in den Zeichnun­ gen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen vertikalen Querschnitt durch einen Walzenbrecher mit bodenseitigem Brechrost;

Fig. 2 eine Draufsicht auf den Walzenbrecher der Fig. 1 und

Fig. 3 eine Draufsicht auf den Brechrost des Walzen­ brechers der Fig. 1 und 2.

Der in den Fig. 1 bis 3 veranschaulichte Walzenbrecher 1 dient zum Zerkleinern von grobstückigen und sperrigen Abfallstoffen, wie z. B. Paletten, Forst- und Gartenabfälle, Altholz, wie Bahnschwellen, Strauch- und Astwerk, Gewerbe­ und Sperrmüll, Bauschutt sowie Straßenbelägen.

Bei ihm sind in einem Brechkasten 2 mit Einwurftrichter 3 zwei Brechwalzen 4 parallel nebeneinander angeordnet. Jede Brechwalze 4 besteht aus einem zentralen Rohr 5 mit stirn­ seitig an das Rohr 5 geschweißten Platten 6 (Fig. 2). Zwi­ schen den beiden Platten 6 erstreckt sich eine umfangsseitig des Rohrs 5 angeschweißte Wendel 7 rechteckigen Querschnitts. Die Wendel 7 ist radial zur Walzenachse 8 auf das Rohr 5 geschweißt. Auf jeder Brechwalze 4 sind zwei gegenläufig angeordnete Wendelabschnitte 7′, 7′′ umfangsseitig des Rohrs 5 angeschweißt. Es ist zu erkennen, daß der eine Wendelab­ schnitt 7′ sich über etwa zwei Drittel der Walzenlänge und der andere Wendelabschnitt 7′′ sich nur über etwa ein Drittel der Länge der Brechwalze 4 erstreckt. Auch andere Relativ­ längen sind denkbar. Die Wirkrichtung WR der beiden Brech­ walzen 4 ist gegensinnig.

Unterhalb der Brechwalzen 4 ist ein um eine horizontale seitliche Achse 9 verschwenkbarer Brechrost 10 angeordnet. Der Brechrost 10 besteht aus quer verlaufenden Brechleisten 11, die durch im Querschnitt etwa trapezförmige Brechstege 12 voneinander getrennt sind. Die Brechstege 12 erstrecken sich etwa in den die Walzenachsen 8 schneidenden vertikalen Längsebenen. Sie besitzen Messerkanten 13, die etwa im Be­ reich der scharfen Oberkanten 14 der Brechleisten 11 ver­ laufen.

Die Brechleisten 11 sind mittig mit an die Kontur der Wen­ deln 7 angepaßten Trennkeilen 15 versehen. Die Grate 16 der Trennkeile 15 erstrecken sich in der Vertikalebene VE zwischen den Brechwalzen 4. Sie verlaufen etwas unterhalb der die Walzenachsen 8 schneidenden Horizontalebene HE.

Unterhalb der Grate 16 sind die Brechleisten 11 durch dach- oder keilförmige Brechstege 17 verstärkt. Auch diese Brech­ stege 17 weisen Messerkanten 18, 19 auf.

Ferner läßt insbesondere die Fig. 1 erkennen, daß seitlich neben den Brechwalzen 4 am Brechkasten 2 vertikal ausgerich­ tete Brechrippen 20 mit Abstand zueinander vorgesehen sein können. Auch diese Brechrippen 20 sind im unterhalb der Walzenachsen 8 verlaufenden Bereich an die Kontur der Brech­ walzen 4 angepaßt. Sie besitzen knapp oberhalb der Brech­ leisten 11 Messerkanten 21, die über die Längskanten 22 von Scherleisten 23 vorstehen, welche einen bodenseitigen Bestandteil des Brechkastens 2 bilden.

Die Wendeln 7 erstrecken sich berührungslos bis in die Ver­ tikalebene VE.

Claims (8)

1. Walzenbrecher zum Zerkleinern von bevorzugt grobstückigen und/oder sperrigen Abfallstoffen, der mindestens zwei in einem Brechkasten (2) parallel nebeneinander gelagerte und bei mittigem Einzug gegenläufig angetriebene Brechwalzen (4) mit umfangsseitigen gegenläufigen Wendeln (7) aufweist, wobei unterhalb der Brechwalzen (4) ein Rost (10) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Brechwalzen (4) mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten angetrieben sind und/oder eine ungleiche Anzahl an Wendeln (7) besitzen und/oder die Wendeln (7) voneinander abweichen­ de Steigungen aufweisen, wobei der Rost (10) an die Kontur der Wendeln (7) angepaßte, sich quer zu den Brechwalzenach­ sen (8) erstreckende Brechleisten (11) besitzt, die über längsgerichtete Brechstege (12, 17) miteinander verbunden sind, und wobei die Wendeln (7) mit geringem Abstand zuein­ ander rotieren.

2. Walzenbrecher nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß mindestens eine Brechwalze (4) mit zwei gegenläufigen Wendelabschnitten (7′, 7′′) ver­ sehen ist.

3. Walzenbrecher nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Brechstege (12) etwa in den verti­ kalen Mittellängsebenen der Brechwalzen (4) angeordnet sind und einen sich nach unten verschmälernden schlanken trapez­ förmigen Querschnitt aufweisen.

4. Walzenbrecher nach mindestens einem der Ansprüche 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Brechstege (17) etwa in der längsgerichteten vertikalen Trennebene (VE) zwischen den Brechwalzen (4) angeordnet sind und einen keilförmigen Querschnitt mit nach oben gerichteter Messerkante (18) aufweisen.

5. Walzenbrecher nach mindestens einem der Ansprüche 1, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Brechrost (10) um eine seitlich der Brechwalzen (4) verlaufende Längsachse (9) vertikal schwenkbar gelagert ist.

6. Walzenbrecher nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß seit­ lich der Brechwalzen (4) sich an die Kontur der Wendeln (7) anschmiegende vertikal ausgerichtete Brechrippen (20) an den Innenwänden des Brechkastens (2) vorgesehen sind.

7. Walzenbrecher nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Brechrippen (20) jeweils im Bereich zwischen zwei Brechleisten (11) vorgesehen sind.

8. Walzenbrecher nach mindestens einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die unteren Enden (21) der Brechrippen (20) spitz auslaufen und über die Längskanten (22) von bodenseitige Bestandteile des Brechkastens (2) bildenden Scherleisten (23) vorstehen.