DE4200796A1 - Holzzerkleinerungsvorrichtung und messerelement fuer eine holzzerkleinerungsvorrichtung - Google Patents

Description

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Holzzerkleinerungs­ vorrichtung mit Mitteln zum Zuführen von Holzabfällen zu einer antreibbaren, zylindrischen Rotorvorrichtung mit Mes­ serelementen zum Zerkleinern der Holzabfälle und insbesondere mit einer die Rotorvorrichtung bereichsweise umgebenden Loch­ siebvorrichtung. Die Erfindung betrifft ferner ein Messerele­ ment für eine Holzzerkleinerungsvorrichtung mit einer mit Messerelementen bestückten Rotorvorrichtung. Derartige Holz­ zerkleinerungsmaschinen sind in der Lage, z. B. Paletten, Spreißel, beschichtete Spanplatten usw. in kompakte Brenn­ holzspäne zu verarbeiten. Neben einem günstigen Preis-/Leistungs­ verhältnis wird eine hohe Zuverlässigkeit und lange Lebensdauer von derartigen Vorrichtungen erwartet.

Stand der Technik

Bei den bekannten Holzverarbeitungsmaschinen wird beispiels­ weise ein Trichter durch Abkippen eines Vorratsbehälters ma­ schinell oder per Hand mit Holzabfällen befüllt. Ein vorhan­ denes hydraulisch gesteuertes Vorschubaggregat drückt das Füllgut auf eine langsam laufende Profilrotoreinrichtung. Diese Profilrotoreinrichtung weist als Messerelemente Qua­ dratplattenelemente auf, die in einer schraubenlinienförmig im Umfang der Rotorvorrichtung vorhandenen rechtwinkligen Nut versetzt angeordnet sind, so daß sie in Längsrichtung der Ro­ torvorrichtung in Form einer Spirale verlaufen. Derartige Holzvorrichtungen werden seit langem zuverlässig eingesetzt. Jedoch ist die Herstellung der Rotorvorrichtung relativ auf­ wendig, da eine schraubenlinienförmige rechtwinklige Nut auf der Oberfläche der Rotorvorrichtung hergestellt werden muß. Des weiteren ist ein relativ großer Abstand zwischen der Ge­ genmesservorrichtung der Holzzerkleinerungsvorrichtung und der Rotorvorrichtung mit Messerelementen vorhanden, was sich ungünstig auf die Dauer des Zerkleinerungsvorgangs auswirkt. Dadurch, daß die Messerelemente in Form einer Spirale auf der Rotorvorrichtung angeordnet sind, wird infolge der Drehung der Rotorvorrichtung die zu zerkleinernden Holzabfälle bzw. deren Teile davon in Längsrichtung der Rotorvorrichtung auf eine Seite hin verschoben, was sich ungünstig auf die Homoge­ nität der zerkleinerten Holzabfallmasse auswirkt. Daneben ist die Lärmbelästigung bei Betrieb derartiger Holzzerkleine­ rungsvorrichtungen nicht unerheblich.

Darstellung der Erfindung

Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, eine ge­ genüber dem genannten Stand der Technik verbesserte Holzzer­ kleinerungsvorrichtung anzugeben, die einen einfachen und ro­ busten Aufbau hat, wirtschaftlich herstellbar ist und neben einer hohen Zuverlässigkeit und langen Lebensdauer eine große Homogenität des zerkleinerten Holzmaterials gewährleistet. Desweiteren liegt der Erfindung das Problem zugrunde, ein verbessertes Messerelement anzugeben, mit dem die Rotorvor­ richtung einer Holzzerkleinerungsvorrichtung, insbesondere der eingangs genannten Art, bestückt werden kann.

Die erfindungsgemäße Holzzerkleinerungsvorrichtung ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 gegeben. Das erfindungsgemäße Messerelement ist durch die Merkmale des Anspruchs 8 gegeben. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Holzzerkleinerungsvorrich­ tung bzw. des Messerelements sind Gegenstand weiterer Unter­ ansprüche.

Die erfindungsgemäße Holzzerkleinerungsvorrichtung zeichnet sich demgemäß dadurch aus, daß die Rotorvorrichtung im wesentlichen eine glatte Oberfläche aufweist und die Messer­ elemente eine dreieckförmige Umfangskontur aufweisen, die mit einer Dreiecksseite auf der Oberfläche der Rotorvorrichtung angeordnet sind. Bevorzugt sind hierbei die Messerelemente als gleichseitige Dreieckplattenelemente ausgebildet. Durch die glatte Oberfläche der Rotorvorrichtung kann das zusätz­ liche Einarbeiten der rechtwinkligen schraubenlinig verlau­ fenden Nuten wie bei den bekannten Holzbearbeitungsvorrich­ tungen entfallen. Dadurch daß die Schneidspitze infolge der dreieckförmigen Kontur des Messerelements mit einem Winkel kleiner als 90 Grad ausgebildet werden kann, ergibt sich eine bessere Keilwirkung als bei den Schneidecken der quadrati­ schen Messerelemente mit 90 Grad. Bei der 90 Grad-Schneid­ spitze der bekannten Messerelemente werden die Holzabfälle mehr quetscht als abgeschert, was sich ungünstig auf die Homogenität und die Bearbeitungsdauer zum Verkleinern der Holzabfälle auswirkt. Durch die relativ gute Keilwirkung bei kleineren Winkeln der Schneidspitze der erfindungsgemäßen Holzzerkleinerungsvorrichtung werden sehr gute Ergebnisse hinsichtlich Bearbeitungsdauer und Zerkleinerungsqualität er­ zielt. Bei Verwendung gleichseitiger Dreieckplattenelemente entstehen insgesamt sechs Schneiden, die nacheinander jeweils durch Drehen bzw. Wenden des Messerelements zum Zerkleinern des Holzmaterials eingesetzt werden können. Gleichzeitig wird durch das Anordnen einer Dreiecksseite des Messerelements auf der Oberfläche der Rotorvorrichtung eine automatische Arre­ tierung des Messerelements selbst durch Aufsetzen erzielt.

In einer konstruktiv bevorzugten Ausgestaltung der erfin­ dungsgemäßen Holzzerkleinerungsvorrichtung sind die Messer­ elemente entlang zweier gegenläufiger Schraubenlinien in Um­ fangsrichtung auf der Rotorvorrichtung angeordnet. Durch die­ se beiden gegenläufigen Schraubenlinienanordnungen wird das zum Zerkleinern vor der Rotorvorrichtung anstehende Holzmate­ rial nicht in eine Richtung wie bei den bekannten Holzzer­ kleinerungsvorrichtungen verschoben. Vielmehr ist eine mehr oder minder permanent gleichmäßige Verteilung des anstehenden Holzmaterials zwischen den Messerelementen und der Gegenmes­ servorrichtung gewährleistet. Bevorzugt ist jedem Messerele­ ment ein auf der Oberfläche der Rotorvorrichtung befestigtes Messerträgerelement zugeordnet, das in einfacher Art und Wei­ se mittels einer Schweißverbindung auf der Rotorvorrichtung befestigt werden kann. Eine besonders einfache Ausgestaltung hinsichtlich des Auswechselns der Messerelemente bzw. der Än­ derung der Lage der Messerelemente, für den Fall, daß eine Schneidkante stumpf geworden ist, zeichnet sich dadurch aus, daß das Messerelement eine Ausnehmung mit Innengewinde und das zugehörige Messerträgerelement eine Ausnehmung aufweist, wobei beide Ausnehmungen bei auf dem Messerträgerelement auf­ gesetztem Messerelement in einer Flucht liegen und das Mes­ serelement durch einen von der Ausnehmung des Messerträger­ elements her einführbare Befestigungsschraube am Messerträ­ gerelement lösbar befestigt ist.

Um den relativ hohen Beanspruchungen zu genügen und eine lange Lebensdauer des Messerelements zu gewährleisten, weist das Messerelement im Randbereich der Ausnehmung zumindest auf einer Plattenseite eine Querschnittsverstärkung auf. Durch diese Querschnittsverstärkung werden die beim Zerkleinerungs­ prozeß auf das Messerelement einwirkenden Kräfte auf eine größere Querschnittsfläche verteilt, so daß geringere Span­ nungen entstehen, die die Beanspruchung des Messerelements vermindern und dessen Lebensdauer erhöhen.

Weitere Ausführungsformen und Vorteile der Erfindung ergeben sich durch die in den Ansprüchen weiterhin aufgeführten Merk­ male sowie durch das nachstehend angegebene Ausführungsbei­ spiel. Die Merkmale der Ansprüche können in beliebiger Weise miteinander kombiniert werden, insoweit sie sich nicht offen­ sichtlich gegenseitig ausschließen.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Die Erfindung sowie eine vorteilhafte Ausführungsform und Weiterbildung derselben wird im folgenden anhand des in der Zeichnung dargestellten Beispiels näher beschrieben und er­ läutert. Die der Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmen­ den Merkmale können einzeln für sich oder zu mehreren in be­ liebiger Kombination angewandt werden. Es zeigen:

Fig. 1 schematische Perspektive einer erfindungsgemäßen Holzzerkleinerungsvorrichtung mit einer Rotorvorrich­ tung mit dreieckförmigen Messerelementen in einer Übersicht,

Fig. 2 schematische Perspektivdarstellung einer Rotorvor­ richtung mit dreieckförmigen, spiralförmig angeordne­ ten Messerelementen und einer Gegenmesservorrichtung,

Fig. 3 Vorderansicht eines dreieckförmigen Messerelements,

Fig. 4 Seitenansicht eines Messerelements gemäß Fig. 3,

Fig. 5 Seitenansicht eines mit einem Messerträgerelement verschraubten Messerelement gemäß Fig. 3 und

Fig. 6 perspektivische Explosionsdarstellung eines dreieck­ förmigen Messerelements mit zugehörigem Messertrag­ element und Befestigungsschraube.

Wege zum Ausführen der Erfindung

Eine Holzzerkleinerungsvorrichtung 10 weist oberseitig eine trichterförmige Behältervorrichtung 12 auf. Die Behältervor­ richtung 12 weist eine rechteckförmige oberseitige Öffnung zum Befüllen mit Holzabfällen auf, wobei eine Querseite der Behältervorrichtung 12 schräg angeordnet ist, damit die ein­ zufüllenden Holzabfälle problemlos auf eine unterseitig vor­ handene Plattenebene 14 gelangen können. Die auf der Platten­ ebene 4 befindlichen Holzabfälle werden mittels einer Schie­ bervorrichtung 16 auf eine Rotorvorrichtung 18 zugeschoben. Die Schiebervorrichtung 16 wird über einen kardanisch aufge­ hängten Hydraulikzylinder bewegt, wobei in Fig. 1 die An­ triebs- und Steuerelemente des Hydraulikzylinders 20 nicht dargestellt sind. Die Rotorvorrichtung 18 wird über ein An­ triebsaggregat 22 mittels eines Keilriemens 21 angetrieben und dreht sich relativ langsam um ihre Rotationsachse 23. Die Steuerungsvorrichtungen für das Antriebsaggregat 22 sind in Fig. 1 der Übersichtlichkeit wegen nicht dargestellt. Auf der dem Betrachter zugewandten Seite ist in Fig. 1 im Bereich der Rotorvorrichtung eine kreisausschnittförmige Lochsiebvor­ richtung 24 bereichsweise um die Rotorvorrichtung 18 herum angeordnet, die ein Lochmuster 25 mit vorgegebenem Abstand und vorgegebenem Durchmesser der Löcher aufweist.

Die zylindrische Rotorvorrichtung 18 weist eine glatte Ober­ fläche 26 auf. Die Drehachse der Rotorvorrichtung 18 ist im wesentlichen senkrecht zu der Schieberichtung der Schieber­ vorrichtung 16 angeordnet. Auf der glatten Oberfläche 26 der Rotorvorrichtung 18 sind Messerelemente 28 angeordnet, die die Form gleichseitiger Dreieckplattenelemente aufweisen. Hierbei liegt eine Dreieckseite auf der glatten Oberfläche 26 der Rotorvorrichtung 18 direkt auf. Die Verankerungen der Messerelemente 28 auf der Rotorvorrichtung 18 wird weiter un­ ten beschrieben.

Die Messerelemente 28 sind spiralenförmig um die Oberfläche der Rotorvorrichtung 18 herum angeordnet. Hierbei ist die An­ ordnung so gewählt, daß die Messerelemente 28 zwei gegenläu­ fige Spiralen (S1; S2) in Umfangsrichtung der Rotorvorrich­ tung 18 bilden (Fig. 2). In Höhe der Plattenebene 14 ist eine Gegenmesservorrichtung 30 vorhanden, die entsprechend der Außenkontur der Messerelemente 28 dreieckförmige, einen Win­ kel von 60 Grad bildende Nuten 32 aufweist, die in Querrich­ tung parallel zur Rotationsachse 23 angeordnet sind. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist die Gegenmesservorrichtung 30 in Fig. 2 von der Rotorvorrichtung 18 beabstandet und vor der Rotorvorrichtung 18 dargestellt. Bei der Holzzerkleine­ rungsvorrichtung 10 gemäß Fig. 1 befindet sich die Gegenmes­ servorrichtung hinter der Rotorvorrichtung, wobei die Nuten 32 der Rotorvorrichtung zugewandt sind.

Unterhalb der Lochsiebvorrichtung 24 ist eine Fangvorrichtung 34 für das zerkleinerte Holzmaterial schematisch dargestellt. Das zerkleinerte Holzmaterial wird aus der Fangvorrichtung 34 mittels einer nicht dargestellten Transportschnecke nach au­ ßen abgeführt. Alternativ ist auch möglich, daß das zerklei­ nerte Holzmaterial abgesaugt wird.

Der Zerkleinerungsvorgang geht nun wie folgt vor sich. Nach dem Einfüllen der Holzabfälle in die Behältervorrichtung 12 wird mittels der Schiebervorrichtung 16 der Rotorvorrichtung 18 der Holzabfall zugeführt. Infolge der Rotation der Rotor­ vorrichtung 18 wird der Holzabfall zwischen den Messerelemen­ ten 28 der Rotorvorrichtung 18 und der Gegenmesservorrichtung 10 hindurchgepreßt, wobei der Holzabfall durch Scher- und Quetschkräfte zerkleinert wird. Die die Rotorvorrichtung 18 umgebende Lochsiebvorrichtung 24 bestimmt die Größe der in die Fangvorrichtung 34 fallenden zerkleinerten Holzspäne. Je nach Lochdurchmesser der Lochsiebvorrichtung 24 können die Späne unterschiedliche Abmessungen aufweisen. Durch die An­ ordnung der Messerelemente 28 in Form zweier gegenläufiger Spiralen auf der Oberfläche der Rotorvorrichtung wird das zu zerkleinernde Holzmaterial an dem Zerkleinerungsort zwischen Gegenmesservorrichtung 30 und den Messerelementen 28 relativ gleichmäßig über die gesamte Breite der Rotorvorrichtung 18 verteilt. Dies gewährleistet eine relativ hohe Homogenität des zerkleinerten Holzmaterials und bewirkt darüber hinaus, daß die Messerelemente 28 relativ gleichmäßig abgenutzt wer­ den, während dies hingegen bei den bekannten Holzzerkleine­ rungsvorrichtungen nicht der Fall ist, da dort die Messerele­ mente in Form einer einzigen Spirale angeordnet sind und in­ folge der Drehung der Rotorvorrichtung das anfallende Holzma­ terial auf eine Seite der Rotorvorrichtung je nach Neigung der Spirale hin verschoben wird und die dort angeordneten Messer dadurch einem höheren Verschleiß unterliegen.

Durch die Anordnung zweier gegenläufiger mit dreieckförmigen Messerelementen 28 bestückten Spiralen erzielt man die dop­ pelte Leistung bei gleichem Kraftbedarf gegenüber den bekann­ ten Holzzerkleinerungsvorrichtungen. Durch die Vergleichmäßi­ gung des Zerkleinerungsvorgangs über die gesamte Breite der Rotorvorrichtung im Bereich der Gegenmesservorrichtung 30 entsteht auch wesentlich weniger Lärm beim Spanen als bei den bekannten Vorrichtungen.

Dies rührt unter anderem auch daher, daß in einem Schnitt quer zur Längsachse der Rotorvorrichtung 18 bei der erfin­ dungsgemäßen Holzzerkleinerungsvorrichtung mindestens zwei Messerelemente 28 vorhanden sind, während hingegen bei den bekannten Holzzerkleinerungsvorrichtungen jeweils nur ein Messer vorhanden ist, so daß beim Zerkleinerungsvorgang selbst relativ hohe Quetschgeräusche entstehen.

Durch die vorteilhafte Wahl gleichseitiger dreieckförmiger Messerelemente 28 wird zudem die Zerkleinerungswirkung ver­ bessert, da hier die Schneidkante 35 lediglich 60 Grad be­ trägt, während hingegen bei den bekannten Holzzerkleinerungs­ vorrichtungen mit den Quadratplattenmesserelementen die Schneidkante 90 Grad beträgt. Bei letzteren Plattenelementen wird das anfallende Holzmaterial mehr gequetscht, während bei den erfindungsgemäßen Messerelementen infolge der relativ spitzen Schneidkante die Zerkleinerung vornehmlich über einen Schervorgang erfolgt.

Zur Befestigung der Messerelemente 28 wird jedem Messerele­ ment 28 ein im wesentlichen eine dreieckförmige Querschnitts­ form aufweisendes Messerträgerelement 36 zugeordnet. Hierbei sind die Querschnittsabmessungen des Messerträgerelements 36 etwas geringer gewählt als die der Messerelemente 28. Das Messerträgerelement 36 ist über Schweißnähte 38 auf der Ober­ fläche 26 der Rotorvorrichtung 18 befestigt. Hierbei weist das Messerträgerelement 36 in seiner Längsrichtung eine grö­ ßere Abmessung auf als das Messerelement 28 selbst. Die Un­ terseite des Messerträgerelements 36 ist an die zylindrische Oberflächenform der Rotorvorrichtung 18 angepaßt. Das Messer­ element 28 weist eine mittige Ausnehmung 40 mit einem Innen­ gewinde 42 auf. Entsprechend weist das Messerträgerelement 36 eine Ausnehmung 44 auf, wobei die Ausnehmung 44 und die Aus­ nehmung 40 bei aufgesetztem Messerelement 28 in einer Flucht liegen. Zur Verstärkung des Messerelements 28 ist im Randbe­ reich der Ausnehmung 40 auf beiden Seiten des Messerelements 28 eine im wesentlichen kreisringförmige Querschnittsverstär­ kung 46 vorhanden. Entsprechend weist die Ausnehmung 44 des Messerträgerelements 46 im Bereich der Querschnittsverstär­ kung 46 des Messerelements 28 einen größeren Radius auf als im Normalbereich. Zum Befestigen des Messerelements 28 wird nun dieses auf das Messerträgerelement 36 aufgesetzt, wodurch eine Arretierung erfolgt, und von hinten eine Befestigungs­ schraube 48 in die Ausnehmung 44 eingeführt, welche dann in das Innengewinde 42 der Ausnehmung 40 eingedreht wird. Das Messerelement 28 wirkt hierbei wie eine Schraubenmutter. Durch diese einfache Art der Befestigung ist es möglich, die Verbindung zwischen Messerträgerelement und Messerelement 28 im Bedarfsfalle leicht zu lösen, damit eine abgenutzte Schneidkante des Messerelements 28 durch Drehen oder Wenden des Messerelements durch eine scharfe Schneidkante ersetzt werden kann. Insgesamt stehen bei dem erfindungsgemäßen Mes­ serelement sechs Schneidkanten zur Verfügung, die bei Bedarf in einfacher Art und Weise jeweils eingesetzt werden können.

Die dargestellte Anordnung der dreieckförmigen Messerelemente auf der glatten Oberfläche 26 der Rotorvorrichtung 18 ist nur eine der möglichen vielen Varianten. Insbesondere kann die Steigung der Spiralen und die Anzahl der Messerelemente in Umfangsrichtung den jeweiligen erforderlichen Verhältnissen angepaßt werden. Auch ist es möglich, mehrere gegenläufige mit Messerelementen bestückte Spiralen vorzusehen.

Die Messerelemente, die häufig als Wendebrechplatten bezeich­ net werden, sind aus einem Spezialstahl, insbesondere 16 NmCr5, angefertigt und in bekannter Art einsatzgehärtet.

Claims (12)

1. Holzzerkleinerungsvorrichtung (10) mit einer antreibbaren im wesentlichen zylindrischen Rotor­ vorrichtung (18) mit Messerelementen, der Holzabfälle zum Zerkleinern zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotorvorrichtung (18) im wesentlichen eine glatte Oberfläche (26) aufweist, die Messerelemente (28) eine im wesentlichen dreieckförmige Umfangskontur aufweisen und mit einer Dreieckseite auf der Oberfläche (26) der Rotor­ vorrichtung (18) angeordnet sind.

2. Holzzerkleinerungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Messerelemente (28) als gleichseitige Dreieckplatten­ elemente ausgebildet sind.

3. Holzzerkleinerungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Messerelemente (28) entlang zweier gegenläufiger Schraubenlinien (S1, S2) in Umfangsrichtung auf der Ro­ torvorrichtung (18) angeordnet sind.

4. Holzzerkleinerungsvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Messerelement (28) an einem auf der Oberfläche (26) der Rotorvorrichtung (18) befestigtes Messerträgerelement (36) befestigt ist.

5. Holzzerkleinerungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Messerelement (28) eine Ausnehmung (40) mit Innenge­ winde (42) und das zugehörige Messerträgerelement (36) eine Ausnehmung (44) aufweist, wobei beide Ausnehmungen (40; 44) bei auf dem Messerträgerelement (36) aufgesetz­ tem Messerelement (28) in einer Flucht liegen und das Messerelement (28) durch einen von der Ausnehmung (42) des Messerträgerelements (36) einführbare Befestigungs­ schraube (48) am Messerträgerelement (36) lösbar befestigbar ist.

6. Holzzerkleinerungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Messerelement (28) im Randbereich der Ausnehmung (40) zumindest auf einer Plattenseite eine Querschnittsver­ stärkung (46) aufweist.

7. Holzzerkleinerungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Messerträgerelemente (28) mittels einer Schweißver­ bindung (38) an der Rotorvorrichtung (18) befestigt sind.

8. Messerelement (28) für eine Holzzerkleinerungsvorrichtung insbesondere nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, mit einer mit Messerelementen bestückten Rotorvorrichtung (18), dadurch gekennzeichnet, daß das Messerelement (28) als Dreieckplattenelement ausge­ bildet ist.

9. Messerelement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Messerelement (28) als gleichseitiges Dreieckplatten­ element ausgebildet ist.

10. Messerelement nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Messerelement (28) eine Ausnehmung (40) mit Innenge­ winde (42) aufweist.

11. Messerelement nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Messerelement (28) im Randbereich der Ausnehmung (40) zumindest auf einer Plattenseite eine Querschnittsver­ stärkung (46) aufweist.

12. Messerelement nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsverstärkung (46) kreisringförmig ausge­ bildet ist.