DE4143086A1 - Materialmahlvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich insgesamt auf eine Materialmahl­ vorrichtung und ist insbesondere auf eine Vorrichtung zum Recyclen von Aggregatestrukturen wie Asphaltfahrbahnen, Bordsteinen oder anderen Strukturen gerichtet, die aus ei­ nem Asphaltaggregat bestehen, obwohl die Erfindung nicht auf die Zerkleinerung von Brocken von Asphaltaggregatemate­ rialien und -strukturen begrenzt ist, da die Erfindung bei zu zerkleinernden Materialien verwendbar ist, die diverse strukturelle und materielle Eigenschaften haben.

Der Stand der Technik weist Beispiele von Vorrichtungen auf, die zum Zerkleinern von Aggregatematerial in eine Teilchenform zum Recyclen oder Wiederverwenden bestimmt sind. Der Stand der Technik mag zwar die gewünschten Resul­ tate erbringen, ich habe jedoch den Stand der Technik nicht zu testen versucht. Meines Erachtens dürfte er für die Erfordernisse des heutigen Standes der Technik, z. B. der Fahrbahnkonstruktion und -rekonstruktion, nicht geeignet sein.

Hinsichtlich Veröffentlichungen zum Stand der Technik kann auf die US 22 87 799, 29 05 456, 41 85 875, 45 97 538 und 46 37 753 verwiesen werden.

Die vorliegende Erfindung schafft eine verbesserte Aggrega­ temahlvorrichtung, um Brocken von z. B. Asphaltaggrega­ testrukturen in im wesentlichen gleichförmiges Teilchenma­ terial vorbestimmter Größe zu zerkleinern.

Die Erfindung beinhaltet die Verwendung von mehreren hori­ zontal angeordneten, vertikal beabstandeten Mahltrommeln, die in einem Gehäuse betreibbar sind, in welchem eine suk­ zessive, serielle Verarbeitung von Asphaltaggregatebrocken von Materialien, welche beim Zerlegen von solches Material aufweisenden Strukturen anfallen, zu sukzessive immer klei­ neren Brocken und Teilchen durch das Zusammenwirken von drehbaren Mahltrommeln mit benachbart angeordneten Brecher­ stangen erfolgt, die so angeordnet sind, daß sie ein Zusam­ menwirken zwischen Mahlzähnen, welche geeignet auf den Mahltrommeln befestigt sind, dem zu zerkleinernden Material und den Brecherstangen ermöglichen, damit es zur Zerklei­ nerung der Materialbrocken zu einem im wesentlichen gleich­ förmigen Teilchenmaterialzustand kommt.

Die Mahltrommeln der Vorrichtung nach der Erfindung sind mit Segmentzahnbefestigungselementen versehen, die leicht und schnell entfernbar und austauschbar sind, und die Zähne, welche Mahlspitzen aus geignetem harten Material wie Hartmetall tragen, sind so ausgebildet, daß sie sich einem Ausfall widersetzen und den Verschleiß, der durch den Mahlprozeß verursacht wird, in einer gleichmäßigen Art ver­ teilen, so daß die Hartmetallspitzen gleichmäßig verschlei­ ßen werden und damit eine längere effektive Lebensdauer ha­ ben.

Die Erfindung schafft außerdem eine Sicherheitsfreigabeein­ richtung, die den Durchlaß von übermäßig harten Materialien in dem Betriebsprozeß der Vorrichtung ermöglicht und auto­ matisch arbeitet, indem sie den harten Materialien gestat­ tet, den Mahlvorgang zu passieren und zu umgehen, um da­ durch Schaden zu begrenzen, und dann automatisch in die normale Betriebsstellung zurückkehrt. Diese Vorrichtung sorgt für eine geeignete Einstellung des Mahlbetriebs, um die Größe des gelieferten gemahlenen Teilchenmaterials zu bestimmen und unterschiedliche Größen von zu verarbeitenden Materialien zuzulassen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden un­ ter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine linksseitige perspektivische Ansicht einer Vorrichtung nach der Erfindung,

Fig. 2 perspektivisch eine Einzelheit der Vorrichtung,

Fig. 3 eine linke, rückseitige, perspektivische An­ sicht,

Fig. 4 perspektivisch eine Einzelheit der Vorrichtung nach Fig. 3,

Fig. 5 eine Schnittansicht nach der Schnittlinie 5-5 in Fig. 3,

Fig. 6 eine Ansicht ähnlich der in Fig. 5, die einige der beweglichen Teile der Vorrichtung in einer anderen dynamischen Position zeigt und in der zu mahlendes Material mit gestrichelten Linien an­ gedeutet ist,

Fig. 7 eine perspektivische Teilrückansicht, in der eine rückseitige Tür in offener Stellung gezeigt ist, um das Innere sichtbar zu machen,

Fig. 8 eine detaillierte perspektivische Ansicht eines typischen Mahlelements,

Fig. 9 eine Schnittansicht nach der Schnittlinie 9-9 in Fig. 8,

Fig. 10 eine bildhafte Illustration, die die dynamische Funktion des Mahlelements nach den Fig. 8 und 9 veranschaulicht, und

Fig. 11 eine perspektivische Skizze einer in der Vor­ richtung verwendeten Mahltrommel.

Gemäß der Darstellung in den Zeichnungen weist eine Materi­ almahlvorrichtung einen Rahmen 10 auf, der am oberen Ende insgesamt offen ist, um Materialien, die auf eine kleinere Größe zu zermahlen sind, zu empfangen, und am unteren rück­ seitigen Ende offen ist, um das gemahlene Material abzuge­ ben.

Der Rahmen 10 hat einen sich nach vorn erstreckenden Aus­ läufer 11 mit einem Zughaken 12 am vorderen Ende zur Befe­ stigung an einem geeigneten Transportfahrzeug und zwei vor­ dere Tragfüße 13, die von demselben nach unten vorstehen. Ein ähnliches Paar Tragfüße 14 erstreckt sich von dem rück­ seitigen Ende des Rahmens 10 nach unten. Ein Radsatz 46 kann entfernbar unter dem Rahmen 10 angeordnet sein, um die Vorrichtung von einem Ort zu einem anderen zu transportie­ ren.

Der Rahmen 10 besteht aus einer rechten und linken Seiten­ wand 15 und 16, einem Boden 17, einer Vorderseite 18, einer horizontale Trennwand 19, die sich zwischen der rechten und linken Seitenwand 15 und 16 erstreckt, einer vertikalen Trennwand 20, die sich von dem rückseitigen Ende der hori­ zontalen Trennwand 19 nach unten erstreckt, und einer rück­ seitigen Tür 21, die drehbar um eine Drehachse 22 am oberen rückseitigen Ende des Rahmens 10 angeordnet ist. Die rück­ seitige Tür 21 weist einen äußeren Deckel 24 auf und einen inneren Deckel 25, über den sich eine erste, zweite und dritte Brecherstange 26, 27 bzw. 28 erstrecken. Die rückseitige Tür 21 kann mittels eines rechten und linken Arbeitszylinders 29 und 30, die zwischen der rechten und linken Seitenwand 15 und 16 des Rahmens 10 und den Seiten­ teilen der Tür 21 angeschlossen sind, um eine Achse 22 ge­ schwenkt werden. Die Tür 21 kann zwischen einer offenen und einer geschlossenen Position betätigt werden, die durch einen rechten Puffer und Stoßdämpfer 31 und 32 und einen linken Puffer und Stoßdämpfer 33 und 34 festgelegt sind. Ein Leitschild 35 ist für unten erläuterte Zwecke zwischen der rechten und linken Seitenwand 16 und 17 angeordnet. Ein Abgabeförderer 36 mit einem Band 37 und Rollen 38 ist unterhalb des rückseitigen Teiles des Rahmens 10 angeord­ net, um das gemahlene Teilchenmaterial, welches durch die Materialmahlvorrichtung abgegeben wird, zu fördern.

Ein Zuführförderer 40, der aus einem Band 41 mit Rippen 42 und Rollen 44 besteht, ist über der Trennwand 19, die sich zwischen der rechten und linken Seitenwand 15 und 16 er­ streckt, angeordnet.

Eine erste Mahltrommel 50, die eine Vielzahl von Mahlzähnen 51 hat, welche auf entfernbaren Segmenten 52 angeordnet sind, die auf einer Welle 53 befestigt sind, und eine zweite Mahltrommel 56, die eine Vielzahl von Zähnen 57 hat, welche auf entfernbaren Segmenten 58 auf einer Welle 59 an­ geordnet sind, erstrecken sich zwischen der rechten und linken Seitenwand 15 und 16 und sind in durch Pfeile an­ gezeigten Richtungen bewegbar, wenn sie entsprechend an­ getrieben werden.

Gemäß den Fig. 8, 9 und 10 hat ein Mahlzahn 60 (der in den übrigen Figuren mit den Bezugszeichen 51 und 57 verse­ hen ist) einen Sockel 61 mit einem Spitzenaufnahmeloch 63 und eine in dem Loch 62 angeordnete Mahlspitze 63. Die Mahlspitze 63 weist eine konische Spitze 64 auf, die aus einem geeigneten harten Material wie gehärtetem Stahl be­ steht und an dem Ende eines Zylinders 75 angeordnet ist, welcher einen Schaft 66 besitzt, der einen reduzierten Durchmesser hat und länger als das Loch 62 in dem Zahn 60 ist. Eine geeignete Eindrehung 67 zum Aufnehmen eines Hal­ ters in Form eines Sprengringes ist am Ende des Schaftes 66 zur Montage in der in den Zeichnungen gezeigten Art vorge­ sehen. Der Sockel 61 des Zahnes 60 kann an ein Trommelseg­ ment 65 durch die Benützung von geeigneten Schweißtechniken befestigt werden, die die Schweißnähte 69 ergeben.

Gemäß Fig. 11 ist jede Mahltrommel mit mehreren Trommelseg­ menten 65 versehen (als Elemente 52 und 58 in den übrigen Zeichnungen gezeigt), wobei jedes mehrere Löcher 76 zum Aufnehmen von Bolzen 77 hat, die an einer Welle 68 einer Mahltrommel (bezeichnet mit Bezugszeichen 53 und 59 in den übrigen Zeichnungen) befestigt sind.

Die Zähne 60 sind auf der äußeren Peripherie der Trommel­ segmente in einem unregelmäßigen Muster angeordnet, was zu einer effizienteren und umfassenderen Zerkleinerung des Aggregatematerials in den gewünschten Teilchenmaterialzu­ stand führt.

Ein rückseitiger Türhalter zum Halten der rückseitigen Tür 21 in einer offenen oder gehobenen Stellung ist schwenkbar mit einem Zwischenbereich der Rückseite der rechten Seiten­ wand 15 verbunden, wie in den Fig. 3 und 4 gezeigt.

Der rechte und linke Arbeitsylinder werden vorzugsweise durch ein Hydrauliksystem angetrieben, was eine Offen- und Schließposition der rückseitigen Tür 21 ergibt, und haben außerdem einen Energiespeicher oder dgl., um das Öffnen der rückseitigen Tür in dem Fall zu ermöglichen, daß ein großer harter Materialbrocken seinen Weg in das Innere des Rahmens 10 findet, zu welchem Zeitpunkt gestattet wird, daß sich die Tür öffnet und der Brocken in ungemahlenem Zustand zur Rückseite des Rahmens 10 gelangt, statt daß der Maschine gestattet wird, sich selbst zu zerstören.

Die relative Position des rechten und linken Puffers an der rückseitigen Tür 21 bestimmt die geschlossene Position der rückseitigen Tür 21, so daß die Brecherstangen 26, 27 und 28 näher zu oder weiter entfernt von den Peripherien der Mahltrommeln 50 und 56 bewegt werden können, um dadurch die Größe des teilchenförmigen Produkts zu steuern, das auf das Oberteil des Abgabeförderers 36 zur Entfernung aus dem In­ neren des Rahmens 10 abgegeben wird.

Der rechte und linke Arbeitszylinder 29 und 30 könnten ähn­ lich aus mechanischen, federbelasteten Gebilden bestehen, die den oben beschriebenen Betrieb erlauben.

Ebenso sind in den Zeichnungen, aber nicht spezifisch ge­ kennzeichnet, geeignete Antriebsvorrichtungen zum Drehen der ersten und zweiten Trommel 50 und 56 sowie des Abgabe­ förderers 36 gezeigt. Es ist keine Antriebseinrichtung für den Zuführförderer 40 gezeigt, obwohl diese leicht durch einen Fachmann vorgesehen werden kann, wenn er die Prin­ zipien der Erfindung benützen will.

Die Fig. 5 und 6 zeigen die Arbeitsweise der Erfindung. Der Rahmen 10 ist an seinem vorderen oberen Ende offen, um eine Menge des Aggregatematerials in Brocken verschiedener Größe auf dem oberen Teil des Zuführförderers 40 zu empfangen. Die Mahltrommeln 50 und 56 werden in den gezeigten Richtun­ gen in Drehung versetzt, nämlich im Gegenuhrzeigersinn, und die rückseitige Tür 21 wird wie in der Position von Fig. 5 geschlossen. Der Zuführförderer 40 fördert dann Material­ brocken auf die rechte obere Oberseite der Trommel 50, wo der Abtragungsprozeß beginnt, und das Material wird dann aufwärts und auf die Trommel 50 bewegt, abwärts in den Raum zwischen der Trommel 50 und der Brecherstange 26, um eine weitere Abtragung und Zerkleinerung der Größe der Brocken hervorzurufen, und nach unten in Kontakt mit den Schneide­ zähnen auf der Trommel 56 und den Brecherstangen 27 und 28 und dann auf die Oberfläche des Abgabeförderers 36 zum Transport zu der Rückseite des Rahmens 10.

Materialien von der Größe, die zwischen dem linken Ende des Zuführförderers 40 und den Zähnen auf der drehenden Mahl­ trommel 50 hindurchgehen können, werden durch das Schild 35 nach unten auf die rechte obere Seite der rotierenden Trom­ mel 56 geführt, so daß die Materialien zwischen den Zähnen auf der Trommel 50 und den Zähnen auf der Trommel 56 abge­ tragen werden können, und dann zwischen den Zähnen auf der Trommel 56 und den Brecherstangen 27 und 28 weiterverarbei­ tet.

Die Trommeln 50 und 56 werden üblicherweise mit ungefähr derselben Spitzengeschwindigkeit jeder Trommel gedreht, ob­ wohl Fachleute festlegen können, daß andere Re­ lativgeschwindigkeiten geeignet sein können, je nach Art der zu mahlenden Materialien.

Wie oben dargelegt ist der normale Betrieb der Vorrichtung wie in Fig. 5 dargestellt, und die rückseitige Tür 21 ist in einer Position, die durch die Vorspannkraft festgelegt wird, welche von dem rechten und linken Arbeitszylinder 29 und 30 in Richtung auf eine Position ausgeübt wird, die durch die Anordnung des rechten und linken Puffers 31 und 33 bezüglich deren Stoßdämpfern 32 und 34 festgelegt ist.

Wenn ein großer Materialbrocken, der durch die Oberfläche der Trommel 50 nicht ohne weiteres abgetragen oder zermah­ len wird oder ein gleicher oder ähnlicher Brocken bezüglich der Oberfläche der Trommel 56 vorliegt, bewegt sich die rückseitige Tür 21 im Uhrzeigersinn gegen die von den Ar­ beitszylindern 29 und 30 gelieferte Vorspannkraft, so daß sich die rückseitige Tür 21 anheben kann und die großen Brocken von "unmahlbarem Material" auf den Boden des Rah­ mens 10 fallen können, um zur Rückseite der Vorrichtung ge­ fördert zu werden.

Ein Winkel von 40 bis 60° gegen die Horizontale wird als geeignete Anordnung der Brecherstangen 26, 27 und 28 ange­ sehen. Obwohl diese Elemente in den Zeichnungen nicht als verstellbar gezeigt sind, ist klar, daß die innere Verklei­ dung 25 der rückseitigen Tür 21 ähnlich ausgebildet sein könnte, um einen Bereich von Winkelanordnungen bezüglich einer horizontalen Ebene und daher bezüglich der äußeren Oberflächen der rotierenden Mahltrommeln 50 und 56 zu schaffen.

Das in einen teilchenförmigen Zustand zu zermahlende oder zu zerkleinernde Aggregat bewegt sich seriell von der Ober­ seite des Zuführförderers 40 über und um die rotierende Trommel 50, abwärts auf die linke Seite der rotierenden Trommel 56 und von da nach unten auf die Oberseite des Ab­ gabeförderers 36. Manche Materialien können mehr als zwei Mahlstufen erfordern, weshalb in der seriellen Folge von Mahlvorgängen abwärts auf einem vertikalen Weg eine größere Zahl von Stufen in vertikal beabstandeter Beziehung zusam­ men mit Brecherstangen und dgl. vorgesehen werden könnte, um die notwendige Mahlzerkleinerung der Teilchenmaterial­ größe zu bewirken.

In den detaillierten Zeichnungen der Mahlzähne 60 in den Fig. 8-10 ist zu erkennen, daß eine Mahlspitze 63 drehbar und hin- und herbewegbar in einem Sockel 61 angeordnet ist, so daß sich während des normalen Betriebes die Mahlspitze 63 drehen kann, um so für einen gleichmäßigen Verschleiß an der konischen Spitze 64 zu sorgen und die hin- und her­ gehende Bewegung zuzulassen, um so die auf die Zahnvorrichtung ausgeübten verschiedenen Belastungen zu kompensieren. Einzelne Mahlspitzen 63 können nach Bedarf ausgewechselt werden oder die kompletten Segmente 65 können ganz oder nach Bedarf auf der Oberfläche der Trommelwellen 68 der Trommeln 50, 56 oder anderer Trommeln, die in einer bestimmten Vorrichtung vorhanden sind, ausgewechselt werden.

Claims (8)

1. Materialmahlvorrichtung gekennzeichnet durch:
eine vertikal angeordnete, nach oben offene Kammer;
mehrere Materialmahltrommeln (50, 56), die in einer verti­ kal beabstandeten Beziehung zur Drehung innerhalb der Kam­ mer angeordnet sind;
eine Einrichtung (40) zum Fördern von zu mahlenden Materia­ lien in den oberen Teil der Kammer; und
eine Materialleiteinrichtung (26, 27, 28, 35) , die in der Kammer benachbart zu den Materialmahltrommeln (50, 56) an­ geordnet ist, wodurch zu mahlende Materialien sukzessive jeder der Materialmahltrommeln (50, 56) zugeführt werden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer mit einer Zugangstür (21) versehen ist und daß die Materialleiteinrichtung (26, 27, 28, 35) an der Tür be­ festigt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugangstür (21) in eine geschlossene Position vorge­ spannt ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialmahltrommeln (50, 56) mit einer Vielzahl von Zähnen (51, 57, 60) versehen sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne (51, 57, 60) auf entfernbaren Segmenten (52, 58, 65) befestigt sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeich­ net, daß die Zähne (51, 57, 60) drehbare Mahlspitzen (63) aufweisen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Mahlspitzen (63) hin- und herbewegbar auf den Trommeln (50, 56) befestigt sind.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Trommeln (50, 56) so drehantreibbar sind, daß sich im wesentlichen gleiche Zahngeschwindigkei­ ten ergeben.