DE4014669A1 - Verfahren und vorrichtung zum betreiben eines zerkleinerers - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben eines Zerkleinerers, mit einem Gehäuse, in dem ein Rotor mit drehbeweglich gelagerten Zerkleinerungs­ werkzeugen umläuft.

Ein Zerkleinerer dieser Art ist durch die deutsche Patent­ schrift 31 47 634 bekanntgeworden; er dient zum Zerkleinern von Papier und besitzt einen in einem Gehäuse mit Einfüll­ öffnung und Materialauslaß im Betrieb schnell umlaufenden, mit Zerkleinerungswerkzeugen bestückten und von oben mit dem zu zerkleinernden Gut zu beschickenden Rotor mit hori­ zontaler Achse und einen unterhalb des Rotors angeordneten Rost. Bei derartigen Papierzerkleinerern kann vor allem Altpapier ein für die Aufbereitung sehr problematisches Material sein, weil sein Anlieferungszustand sehr unter­ schiedlich ist. So fällt Altpapier beispielsweise in mehr oder minder stark aufgelockerter Form mit geringer Schütt­ dichte an, z. B. als Wellpappen jeder Form, als Kaufhausab­ fall und/oder als Mischpapiersorten oder aber auch in Form eines Materials mit hoher Schüttdichte, wie Zeitungen, Akten und Prospekte. Papierzerkleinerer müssen zum Zerrei­ ßen von vereinzelt anfallendem Papier, mehr oder weniger großen, gebündelten Stapeln, ganzen Aktenordnern und selbst in Säcken angeliefertem Gut gleichermaßen geeignet sein. An das Maß der Zerkleinerung werden je nach Art des aufge­ gebenen Guts sehr unterschiedliche Anforderungen gestellt. Eine relativ grobe Zerkleinerung reicht beispielsweise aus, wenn es lediglich darum geht, das Papier der Weiterverarbei­ tung zuzuführen. In manchen Fällen muß glattes Papier ledig­ lich so bearbeitet werden, daß es sich pressen läßt. Erheb­ liche Anforderungen an die Feinheit der Zerkleinerung wer­ den dagegen beim Vernichten von Geheim- oder Personalakten und Dokumenten gestellt. Je feiner das Gut zerkleinert werden soll, um so größer sind Zeit- und Energieaufwand für die Zerkleinerungsarbeit. Dies setzt ein häufiges Anpassen der Werkzeugbestückung des Rotors voraus, denn neben der Rotorgeschwindigkeit ist u. a. die Anzahl der Zerkleinerungs­ werkzeuge ein Kriterium für den Zerkleinerungsgrad. Bei einem mit voller Bestückung seines Rotors mit Zerkleine­ rungswerkzeugen arbeitenden Zerkleinerer würde dann nämlich mitunter - je nach Art und Zusammensetzung des aufgegebenen Zerkleinerungsgutes - Staub anstatt Papierreste produziert.

Zum Zerkleinern von metallischem oder nichtmetallischem Ma­ terial oder einem Gemisch aus diesen beiden Materialien werden beispielsweise Hammerbrecher gemäß der deutschen Patentschrift 26 05 751 eingesetzt. Der aus Rotorscheiben aufgebaute Rotor dieses Hammerbrechers ist mit seiner Welle in einem feststehenden Gehäuse drehbar gelagert. Die Zer­ kleinerung findet bei diesem meist schnell umlaufenden Rotor durch das Zusammenwirken der dort als Zerkleinerungs­ werkzeuge wirkenden Rotorhämmer sowohl mit Ambossen als auch mit der ebenfalls die Funktion eines Gegenwerkzeugs besitzenden Gehäuseinnenwand statt, gegen die das Material geschleudert wird. Die Hämmer sind bei dieser Bauweise auf in radialem Abstand von der Rotorwelle die Rotorscheiben durchdringenden Achsstangen frei beweglich gelagert; zum Austausch bzw. Erneuern verschlissener Hämmer sind Spezial­ aus- und -einbauvorrichtungen erforderlich, um die Achsstan­ gen herausziehen und die Hämmer entfernen zu können und umgekehrt. Der Montageaufwand für den Austausch der Achs­ stangen und der Rotorhämmer ist somit sehr aufwendig be­ dingt durch langwierige Arbeiten.

Schließlich sind zum Zerkleinern von Altmaterial, wie Späne und Steine, von Müll und sonstigen Abfällen, beispielsweise Altreifen und anderem Sperrmüll, Zerkleinerungsmaschinen und Hammermühlen bekannt, die mit an einem Rotor angeordne­ ten Schlaghämmern und mit diesen zusammenwirkenden Gegen­ werkzeugen arbeiten (vgl. die deutsche Patentschrift 25 16 014). Auch bei diesen Zerkleinerern müssen die ver­ schlissenen Werkzeuge zeitaufwendig ausgebaut werden, was insbesondere dann gilt, wenn mittels entsprechender Be­ stückung des Rotors variable, an das Aufgabegut angepaßte Betriebsbedingungen eingestellt werden sollen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung für einen gattungsgemäßen Zerkleinerer zu schaffen, die es erlauben, den Rotor mit geringeren Werk­ zeugwechselintervallen zu betreiben und auf einfache Art und Weise variable Betriebsbedingungen zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren da­ durch gelöst, daß der Rotor mit Reservewerkzeugen und Ar­ beitswerkzeugen bestückt ist und während des Betriebes le­ diglich die Arbeitswerkzeuge aktiv am Zerkleinerungsprozeß teilnehmen und die Reservewerkzeuge sich in einer Ruhelage befinden. Vorzugsweise sind die Reserve- und die Arbeits­ werkzeuge abwechselnd angeordnet. Die Erfindung setzt die aufgrund jahrzehntelanger Praxis gewonnene Überlegung um, daß nämlich - abgesehen von den Fällen, die eine volle Bestückung der Rotoren mit Zerkleinerungswerkzeugen erfor­ dern, die dann auch sämtlich im Einsatz sind - bei den Rotoren der bekannten Zerkleinerer nicht jeder für ein Zerkleinerungswerkzeug vorhandene Belegungsplatz auch ge­ nutzt wird. Vielmehr wird ein Rotor, der beispielsweise mit achtzig, vorzugsweise als Hämmer ausgebildeten, Zerkleine­ rungswerkzeugen besetzt werden könnte, tatsächlich ledig­ lich mit vierzig Werkzeugen - im folgenden auch als Hämmer bezeichnet - bestückt; Distanz- oder Zusatzscheiben füllen die nicht genutzten Hammerplätze bzw. Lücken aus.

Hingegen werden erfindungsgemäß die vorhandenen Belegungs­ plätze - die beispielsweise einen Hammer oder zwei Hämmer aufnehmen können - voll ausgenutzt und jeder Rotor wird grundsätzlich, d. h. von vornherein mit einer größeren An­ zahl an Hämmern als zum Zerkleinern benötigt bestückt. Allerdings wird jeweils lediglich ein Teil dieser Hämmer (Arbeitswerkzeuge) aktiv zum Einsatz gebracht, während die übrigen, nicht am Zerkleinerungsprozeß teilnehmenden Hämmer (Reservewerkzeuge) nach ihnen geschwenkt und dort verrie­ gelt werden; eine ausgewogene Verteilung ergibt sich hier­ bei insbesondere dann, wenn genau so viel Hämmer aktiv wie inaktiv sind und somit vorzugsweise jeder zweite Hammer zerkleinert. Grundsätzlich läßt sich aber jedes drehsymme­ trisch ausgewogene Verhältnis von aktiven und inaktiven Hämmern einstellen, so daß spezifische, beispielsweise vom gewünschten Zerkleinerungsgrad bestimmte Vorgaben des Be­ treibers berücksichtigt werden können; als Kriterium für die aktiven Hämmer zählt zum Beispiel auch die Rotordreh­ zahl, denn eine höhere Drehzahl kann eine geringere Zahl aktiver Hämmer rechtfertigen.

Da erfindungsgemäß somit eine volle Bestückung des Rotors mit Hämmern verwirklicht wird, davon aber nicht alle Hämmer gleichzeitig zum Einsatz kommen, lassen sich sehr viel längere Wechselintervalle für die während des Betriebes ver­ schleißenden Hämmer erreichen. Bei einem mit 50% aktiven Hämmern arbeitenden Rotor ist das Wechselintervall doppelt so lang wie üblich. Denn wenn die Schlagkanten der aktiven Hämmer (Arbeitswerkzeuge) verschlissen sind, brauchen diese Hämmer lediglich nach innen geschwenkt und - anstatt der bis dahin nicht aktiven Hämmer (Reservewerkzeuge) - in der Außerbetriebs- bzw. Ruhelage verriegelt zu werden; die bis dahin nicht aktiven Hämmer werden entriegelt und lagern dann als Arbeitswerkzeuge freibeweglich auf ihren Achsen, so daß der Zerkleinerer nach kürzester Zeit wieder betriebs­ bereit ist. Erst nachdem auch die Schlagkanten der zunächst inaktiven Hämmer verschlissen sind, ist es erforderlich, die Hammerachsen herauszuziehen und die Hämmer zu wenden, damit ihre Rückkante zum Einsatz kommt. Aufgrund der Be­ stückung des Rotors wird dann eine gegenüber den bekannten Rotoren doppelt so große Anzahl von Hämmern gleichzeitig gedreht, wodurch sich die Montage- und Stillstandzeiten weiter verringern. Schließlich wird aufgrund der Erfindung durch die zusätzlich vorhandenen, inaktiven Hämmer auch die kinetische Energie und das sogenannte GD (Durchziehmoment) des Rotors erheblich erhöht; dies wirkt sich besonders bei Papierzerreißern zur Aktenvernichtung - hohe Dichte - vor­ teilhaft aus. Das Durchziehmoment des Rotors resultiert nämlich hauptsächlich aus der Masse des Rotors, weniger aus der Antriebsleistung seines Motors.

Ein Rotor kann aus mehreren, im Abstand auf der Rotorwelle drehfest angeordneten Rotorscheiben bestehen, zwischen denen mehr Werkzeuge als zum Zerkleinern benötigt drehbar gelagert sind, wobei in das Innere des Rotors eingeschwenk­ te Werkzeuge an den Rotorscheiben festgelegt sind. Hierbei wird hinsichtlich der Anzahl der vorhandenen Werkzeuge ver­ standen, daß tatsächlich auch jeder Belegungsplatz zwischen den Scheiben, vorzugsweise lagern die vorteilhaft als symme­ trische Hämmer ausgebildeten Werkzeuge auf Achsen, die die Rotorscheiben im radialen Abstand von der Rotorwelle und parallel zu diesen durchdringen, zur Bestückung mit einem Hammer genutzt wird und nicht etwa verbleibende Lücken mit Distanz- oder Zusatzscheiben ausgefüllt werden.

Es wird vorgeschlagen, daß die Rotorscheiben mit Bohrungen versehen sind, die in der eingeschwenkten Lage der Werkzeu­ ge mit in diesen angeordneten Bohrungen fluchten. Bei fluch­ tender Lage der Bohrungen lassen sich die Werkzeuge einfach mit den Rotorscheiben verschrauben, denn zwischen den Rotor­ scheiben ist ein solch großer Abstand, daß eine Bedienungs­ person ungehindert Schrauben in die fluchtenden Bohrungen einführen und die eingeschwenkten, nicht aktiven, d. h. Reservewerkzeuge manuell mit den Rotorscheiben verschrauben kann.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zei­ gen

Fig. 1 eine erste Ausführung eines erfindungsgemäßen Zer­ kleinerers im Teil-Querschnitt; und

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II durch den Zerkleinerer gemäß Fig. 1.

Ein Zerkleinerer 1 besitzt in einem Gehäuse 2 mit Einfüll­ öffnung 3 einen im Betrieb schnell umlaufenden, mit Hämmern 4 bestückten und von oben mit zu zerkleinerndem Gut zu be­ schickenden Rotor 5 mit horizontaler Rotorwelle 6. Unter­ halb des Rotors 5 befindet sich ein aus zwei Rosthälften 7, 8 bestehender Auslaßrost; die Rosthälften 7, 8 sind etwa in der Vertikalebene der Rotorwelle 6 geteilt und umschließen im wesentlichen die untere Rotorhälfte; außerdem sind sie um etwa in der Höhe der Rotorwelle 6 horizontal gelagerte Rostachsen 9, 11 seitlich auszuschwenken, um einen Betrieb mit offenem Auslaß - wie strichpunktiert dargestellt - zu ermöglichen. In der in Fig. 1 geschlossen dargestellten Lage des Auslasses greifen Sperrbolzen 12 in Wangen 13 der Rosthälften 7, 8 ein.

Der Rotor 5 besteht aus mehreren, im Abstand auf der Rotor­ welle 6 drehfest angeordneten Rotorscheiben 14 (vgl. Fig. 2), die von im radialen Abstand von der Rotorwelle und parallel zu diesen angeordneten Achsstangen 15 durchdrungen werden (vgl. Fig. 1). Jede Achsstange 15 dient als Lager für die frei drehbaren Hämmer 4, und zwar werden zwei zwischen jeweils benachbarten Rotorscheiben 14 vorhandene Belegungsplätze zur vollen Bestückung des Rotors 5 mit Hämmern 4 ausgenutzt, wobei auf jeder Achsstange 15 beidsei­ tig der Rotorscheiben 14 jeweils zwei Hämmer 4 gelagert sind (vgl. Fig. 2). Von der Gesamtzahl der Hämmer 4 sind gemäß dem Ausführungsbeispiel allerdings lediglich die Hälf­ te frei drehbar und damit aktiv am Zerkleinerungsprozeß teilzunehmen in der Lage; hingegen sind die übrigen Hämmer 4 in das Innere 16 des Rotors 5 eingeschwenkt und mittels Schrauben 17 mit den Rotorscheiben 14 verschraubt, wie in Fig. 2 dargestellt ist. Die symmetrisch ausgebildeten und zwei Schlagkanten 18 aufweisenden Hämmer 4 sind mit Durch­ gangsbohrungen 19 versehen, die in der in das Innere 16 des Rotors 5 eingeschwenkten Lage mit Gewindebohrungen 21 fluch­ ten, die in den Rotorscheiben 14 zwischen der Rotorwelle 6 und den Achsstangen 15 für die Hämmer 4 angeordnet sind. Die durch die Hämmer 4 gesteckten und mit ihrem Gewindeab­ schnitt in die Gewindebohrungen 21 der Rotorscheiben 14 eingeschraubten Schrauben 17 kragen nicht an der den frei drehenden, aktiven Hämmern 4 zugewandten Seite der Rotor­ scheiben 14 vor; die freie Beweglichkeit der jeweils akti­ ven Hämmer 4 wird somit nicht beeinträchtigt.

Im Rahmen der Erfindung kann anstelle der im Ausführungsbei­ spiel dargestellten zwei Hämmer 4 in einer Lücke zwischen zwei Rotorscheiben 14 auch nur ein einzelner Hammer 4 gelagert sein, der im nach innen geschwenkten Zustand mit einer der benachbarten Rotorscheiben 14 verschraubt werden kann.

Claims (8)

1. Verfahren zum Betreiben eines Zerkleinerers, insbeson­ dere eines Papierzerkleinerers, mit einem Gehäuse, in dem ein mit drehbeweglich gelagerten Zerkleinerungs­ werkzeugen bestückter Rotor umläuft, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Rotor mit Reservewerkzeugen und Ar­ beitswerkzeugen bestückt ist und während des Betriebes lediglich die Arbeitswerkzeuge aktiv am Zerkleinerungs­ prozeß teilnehmen und sich die Reservewerkzeuge in einer Ruhelage befinden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reserve- und die Arbeitswerkzeuge abwechselnd ange­ ordnet sind.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß als Zerkleinerungswerkzeuge Hämmer verwendet werden.

4. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Rotor (5) aus mehreren, im Abstand auf der Rotorwelle (6) drehfest angeordneten Rotor­ scheiben (14), besteht, zwischen denen mehr Werkzeuge (4) als zum Zerkleinern benötigt drehbar gelagert sind, und daß in das Innere (16) des Rotors (5) eingeschwenkte Werkzeuge (4) an den Rotorscheiben (14) festgelegt sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeuge (4) auf Achsstangen (15) lagern, die die Rotorscheiben (14) im radialen Abstand von der Rotorwelle (6) und parallel zu dieser durchdringen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Werkzeuge (4) symmetrisch ausgebil­ dete Hämmer sind.

7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotorscheiben (14) mit Bohrungen (21) versehen sind, die in der eingeschwenkten Lage der Werkzeuge (4) mit in diesen angeordneten Bohrungen (19) fluchten.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeuge (4) mit den Rotorscheiben (14) ver­ schraubt sind.