DE4444977C2 - Zerkleinerungswerk - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Zerkleinerungswerk für Häcksler zum Zerkleinern von Garten- und/oder holzigem Abfallmaterial, das mindestens zwei antreibbare, parallel zueinander angeordnete und gegenläufig rotierende Wellen aufweist, auf denen jeweils die Zerstückelung des zu zerkleinernden Materials bewirkende Schneidelemente angeordnet sind, wobei die auf jeder Welle angeordneten, als Messerscheiben ausgebildeten Schneidelemente in Längsrichtung der Welle verlaufende, über den Umfang verteilte, zahnförmige Schneiden aufweisen und wobei die Rotationshüllkurve der Schneiden eine gekrümmte, rotierende Gegenfläche tangiert und hiermit nach dem Messer-Amboss-Prinzip zusammenwirkt.

Zerkleinerungswerke dieser Art sind aus der DE 37 06 855 C3, EP 0 124 449 A1, DE 30 11 351 C2 bekannt. Bei diesen bekannten Anordnungen sind die die Schneidwerkzeuge tragenden Wellen auf einem in sich starren Gestell aufgenommen. Eine gegenseitige Einstellung bzw. Justierung der Schneidwerkzeuge ist daher nur sehr schwierig realisierbar. Es ist daher zu befürchten, dass im Falle eines nicht vermeidbaren Verschleißes der Schneidwerkzeuge kein zuverlässiger Schnitt mehr erzielbar ist.

Hiervon ausgehend ist es daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, bei einem Schneidwerkzeug eingangs erwähnter Art eine einfache Nachstellung bzw. Justierung der Schneiden bezogen auf ihre Gegenflächen zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird beim gattungsgemäßen Zerkleinerungswert erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Wellen jeweils mit ihren Enden in einem U-förmigen Halter gelagert sind, wobei die U-förmigen Halter sich mit den Enden ihrer Schenkel überlappen und mittels jeweils ihre Basisabschnitte durchsetzender Schrauben miteinander verbunden sind, und dass im Überlappungsbereich der Schenkel diese mittels voneinander distanzierter Schrauben verbunden sind, wobei im Bereich der durch jeweils zwei fluchtend einander gegenüberliegende, eine Schwenkachse bildende Schrauben gebildeten Verbindungen Spielfreiheit und im Bereich der durch die zwei anderen, in einer anderen Ebene angeordneten Schrauben gebildeten Verbindungen Spiel vorgesehen ist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und zweckmäßige Fortbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Nachstehend werden einige Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigt:

Fig. 1 eine Draufsicht auf ein erstes Ausführungsbeispiel des neuartigen Zerkleinerungswerkes,

Fig. 2 einen Schnitt durch die Vorrichtung gemäß Fig. 1 entlang der Linie II-II,

Fig. 3 einen Schnitt durch das Zerkleinerungswerk gemäß Fig. 2 entlang der Linie III-III

Fig. 4 in vereinfachter Darstellung eine zweite Ausführungsvariante der Erfindung und

Fig. 5 einen Schnitt durch eine Konstruktion einer im Vergleich zu dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 bis 3 abgewandelten Vorrichtung mit unterschiedlichen Wellendrehzahlen.

Zunächst wird unter Zuhilfenahme der Fig. 1 bis 3 in detaillierterer Form die Erfindung anhand des ersten Ausführungsbeispieles beschrieben, bei dem das Wirkungsprinzip der Erfindung angewandt wird.

Das Schneidwerk 1 gemäß den Fig. 1 bis 3 umfaßt zwei parallel zueinander angeordnete Zerkleinerungswalzen 2 und 3. Jede der Zerkleinerungswalzen 2, 3 besteht unter anderem aus einer Welle 4 bzw. einer Welle 5, die, wie später noch im einzelnen beschrieben wird, in besonderer Weise gelagert bzw. positioniert sind.

Auf der Welle 4 sind Messerscheiben 21 und auf der Welle 5 gleichartige bzw. gleiche Messerscheiben 21 angeordnet und zwar jeweils im Abstand voneinander, der nur geringfügig größer sein muß als die jeweils zwischen zwei benachbarten Messerscheiben 21 angeordneten, vorzugsweise in Form von Ringen 7 ausgebildete, nicht zwingend gehärtete Gegenflächen 7. Die Gegenflächen 6 sind vorzugsweise gekrümmt ausgebildet, d. h. sie weisen eine äußere Kreiskontur auf, wodurch ein sicheres Zusammenarbeiten mit den Messerscheiben 21 bzw. den Schneiden 31 gewährleistet ist.

Wie dargestellt, wirken somit in einem Schneidspalt 43, der sich durch gegenläufige Rotation der Wellen 4, 5 in Richtung der dargestellten Pfeile ergibt, jeweils abwechselnd eine Messerscheibe 21 bzw. Schneide 31 mit der gekrümmten Amboßfläche 6 eines Ringes 7 zusammen, so daß ein Schnitt nach dem Amboß-Messer-Prinzip erfolgen kann. Vorzugsweise sind die Schneiden 31 der Messerscheiben 21 gehärtet, während, wie dargelegt, die Gegenflächen 7 ungehärtet sein können.

Die Wellen 4 bzw. 5 sind mit ihren Enden jeweils in einem U-förmigen Halter 8 bzw. 9 angeordnet. Durch die Halter 8, 9 wird quasi ein Gestell für das Schneidwerk 1 gebildet, das in geeigneter Weise an einem Gehäuse befestigt werden kann. Die aufeinanderzeigenden, nicht näher bezeichneten Schenkel der U-förmigen Halter 8, 9 sind so miteinander befestigt, daß ein geringfügiges Verschwenken des U-förmigen Halters 9 bezogen auf den U-förmigen Halter 8 möglich ist, um die Welle 4 bezogen auf die Welle 5 - oder umgekehrt - einstellen zu können, was erforderlich sein kann, wenn sich die Schneiden 31 abnützen und somit nachgestellt werden müssen. Dies wird später noch im einzelnen beschrieben.

Die beiden U-förmigen Halter 8, 9 werden mittels entsprechend langer Verbindungsschrauben 14, 15 zusammengehalten. Gemäß Fig. 1 tragen die Wellen 4, 5 an ihren linken, über die U-förmigen Halter 8,9 hinausragenden Enden eine miteinander kämmende Verzahnung, die vorzugsweise aus zwei Stirnzahnrädern 10, 11 besteht. Dadurch ist es in einfacher Weise möglich, über das verlängerte Wellenende 17 der Welle 5 einen Antrieb einzuleiten, der über das Zahnrad 11 auch das Zahnrad 10 der Welle 4 synchron antreibt.

Das Wellenende 17 kann im einfachsten Fall manuell - beispielsweise mit einer Handkurbel - oder direkt oder indirekt, d. h. über ein Getriebe, mit einem Elektromotor oder mit einem Verbrennungsmotor, beispielsweise einem Benzin- oder einem Dieselmotor verbunden werden.

Gemäß Fig. 1 greifen die Schrauben 14, 15 in eine Platte 16, die Teil eines Gehäuses sein kann oder die mit einem beispielsweise auf Stützen stehendem Gehäuse in üblicher Form verbindbar ist.

Die Messerscheiben 21 und die zwischen diesen vorzugsweise in Form von Ringen 7 zu positionierenden, gekrümmten Amboßgegenflächen 7 können in einfacher Weise auf die Wellen 4 bzw. 5 aufgeschoben und beispielsweise durch entsprechende Überwurfmuttern fixiert werden. Durch Paßfedern 18 sind diese auf den Wellen 4, 5 in Umfangsrichtung fixiert. Die Wellen 4, 5 können an den U-förmigen Haltern 8, 9 jeweils mittels Kugellager oder in einfacher Weise mittels jeweils einem Gleitlager 19, 20 in Form von Büchsen gelagert werden, die in der Innenfläche einen Gleitfilm bzw. eine Gleitbeschichtung aufweisen können.

Um eine geringfügige Verschwenkung des U-förmigen Halters 8 bezogen auf den U-förmigen Halter 9 zu ermöglichen, sind die Enden der U-förmigen Halter 8, 9 mittels auf gleicher Höhe liegender Schrauben 22 mit unterschiedlichen Schaftdurchmessern, also gestuften Schäften 24, 25 verbunden, wobei der größere, also dickere Schaftsabschnitt 24 spielfrei in dem U-förmigen Halter 8 angeordnet ist und der Schaftabschnitt 25 mit dem reduzierten Durchmesser in dem U-förmigen Halter 9, so daß in letzterem jeweils ein Spiel 26 vorhanden ist. Die in Fig. 3 oberen beiden Schrauben 23 sind mit ihrem Schaft spielfrei in entsprechenden Bohrungen der U-förmigen Halter 8, 9 positioniert. Nach Lösen der Mutter 33 bzw. 34 kann somit der U-förmige Halter 9 im Rahmen des Spieles 26 um den Bolzen der Schraube 23 leicht verschwenkt werden, so daß sich die Welle 5 auf die Welle 4 zubewegen oder von dieser wegbewegen kann, um eine entsprechende Einstellung der Schneiden 31 der Messerscheiben 21 bezogen auf die als Amboß dienenden Gegenflächen 6 der Ringe 7 zu erreichen.

Zur axialen Fixierung der Messerscheiben 21 und Ringe 6 können entsprechende Fixierelemente 27 auf den Wellen 4, 5 aufgesetzt werden.

Die Zuführung des zu zerkleinernden Materials erfolgt über einen Einfülltrichter, der in üblicher Weise oberhalb der Zerkleinerungswalzen 2, 3 angeordnet sein kann, wie in Fig. 2 bei 28 angedeutet ist.

Eine weiteres Ausbildungsbeispiel besteht darin, daß parallel zu den Wellen 4, 5 Träger 32, z. B. Wellen, auf jedem U-förmigen Halter 8, 9 vorgesehen sind, an denen stationäre Abstreifstücke 29, 30 angeordnet sind, die voneinander beabstandet, kammartig zwischen die Messerscheiben 21 eingreifen und an den Ringen 7 bzw. an den Gegenflächen 6 enden können.

Dadurch wird ein Verstopfen des Schneidwerkes 1 vermieden, zum anderen entsteht sich eine zusätzliche Trennstelle jeweils beidseitig der sich bezogen auf die Wellen 4, 5 radial erstreckenden Kanten 44 der Abstreifstücke 29, 30 in Verbindung mit den benachbarten, sich ebenfalls radial erstreckenden Kanten 45 der Messerscheiben 21. Somit ergibt sich eine zusätzliche Trennmöglichkeit des zu zerkleinernden Materials, und zwar in einer Richtung, die um 90 Grad versetzt ist, bezogen auf die durch die Schneiden 31 und Gegenflächen 6 gebildeten Trennstellen.

Somit kann das zu trennende Material in der einen Richtung auf eine Größe zerschnitten werden, die durch den Abstand benachbarter Messerscheiben 21 definiert ist und in der anderen - etwa 90 Grad bezogen auf die erste Schneidrichtung - auf eine Größe, die durch den Abstand zweier benachbarter Zähne bzw. Schneiden 31 auf jeder Messerschneide 21 definiert ist.

In Fig. 4 ist vereinfacht ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt, bei der die verwendeten rotierenden und ebenfalls auf parallelen Wellen angeordneten Elemente gleich groß sind, d. h. sie weisen gleiche Rotationshüllkurven auf.

Fig. 5 zeigt eine Vorrichtung, die nach dem gleichen Wirkungsprinzip arbeitet, mit der jedoch ohne Relativbewegung das Messer-Amboß-Prinzip angewandt wird. Hier erfolgt lediglich ein Eindrücken des Schneidzahnes in das Material, wobei durch unterschiedliche Geschwindigkeiten, ein Rausstreifen der geschnittenen Stücke begünstigt bzw. bewirkt wird.

In Fig. 5 wurden nur die wesentlichen Teile mit den in den Fig. 1 bis 3 verwendeten Bezugszeichen versehen, wobei zwecks Unterscheidung jeweils ein Apostroph verwendet wurde.

Fig. 5 zeigt, daß die Wellen 4', 5' mit unterschiedlicher Geschwindigkeit dadurch betrieben werden, daß Zahnräder 10', 11' mit unterschiedlichem Durchmesser bzw. Zähnezahl verwendet werden und zwar mit einem Geschwindigkeitsverhältnis der Wellen 4', 5' von 1 : 1,5 bei einem Zahnverhältnis von 72 zu 48 Zähnen bei 30 : 40 Umdrehungen/Minute. Dadurch ist die Relativbewegung zwischen Schneiden 31' und Gegenflächen 7' "Null", da die sich langsam drehende Welle 4' Schneiden 31' trägt, die die gleiche Umfangsgeschwindigkeit aufweisen wie die sich schneller drehenden Gegenflächen 7' mit jedoch kleinerem Durchmesser. Als Lager werden hier Kugellager 19' bzw 20' für die Wellen 4' und 5' verwendet.

In Abwandlung zu Fig. 1 bis 3 können die Abstreifstücke zwischen den Messerscheiben (21') auf Rohren drehbar positioniert sein, so daß sie federnd an den Gegenflächen 7' anliegen können, was Verstopfen verhindern und die "Selbstreinigung" begünstigen kann.

Im Antriebszug können Planetengetriebe oder Stufengetriebe oder umschaltbare Motoren verwendet werden, um die für geräuscharme Arbeitsweise erforderlichen, niedrigen Drehzahlen zu erreichen.

Das in Fig. 4 gezeigte Schneidwerk 35 umfaßt auf zwei parallelen Wellen (nicht gezeigt) angeordnete, voneinander beabstandete Schneidwalzen 36, 37 auf, die an ihrem Umfang verzahnt sind. Auf einer Walze bildet jeweils die Spitze der Verzahnung eine in Richtung der Wellen verlaufende Schneide 39, während die Spitze der Schneide 31 auf der Gegenwalze gekrümmt ist und die Amboß-Gegenfläche 40 bildet, die, im Gegensatz zu der Schneide 39, wiederum nicht gehärtet sein muß.

Auch durch die Anwendung des in Fig. 4 dargestellten Prinzips kann mit Erfolg die Erfindung realisiert werden, da am Schneidspalt 43 bei einer Rotation der Schneidwalzen 36, 37 ein Zertrennen des zu zerkleinernden Materials erfolgt, und zwar ebenfalls unter Verwendung des Amboß-Messerschneidprinzips.

Wie die vorausgegangene Beschreibung erkennen läßt, ergibt sich durch das Messe-Amboß-Schneidprinzip kein Zwängen. Bei gleichem Durchmesser der Zerkleinerungswalzen entsteht lediglich ein linienförmiges Eindrücken bzw. Anpressen der Schneiden in die Gegenfläche, wie in Fig. 4 bei der Schnittstelle 43 erkennbar ist. Auch bei weichem Material ergibt sich, verglichen mit den bekannten Vorrichtungen ein gleichmäßiger Einzug, und zwar auch bei größeren zu schneidenden Teilen, wobei die Einzugskräfte gleichmäßig von beiden Seiten auf das einzuziehende Material wirken können.

Die Reibung beim Einzug und z. T. auch beim Trennen ist gering im Vergleich zu der Verwendung von stationären Gegendruckplatten. Die Verzahnung kann kleiner gewählt werden, es können also mehr Zähne eingesetzt werden, und dennoch ergibt sich ein guter und gleichmäßiger Einzug. Der Spannraum ist doppelt so groß, so daß keine Verstopfung zu befürchten ist, wozu auch in besonderer Weise die stationären Abstreifstücke beitragen.

Durch die freistehenden Zahnspitzen der Zerkleinerungswalzen entsteht ein aggressiver und gleichmäßiger Einzug, so daß sich eine ruhige und schonende Arbeitsweise des Werkes ergibt. Durch die Kontinuität der Verzahnung entstehen keine Vibrationen und Stöße.

Letztlich kann eine geringere Zahntiefe verwendet werden, wodurch sich eine Reduzierung der Antriebskraft ergibt, und dennoch können zuverlässig unterschiedliche Materialien, beispielsweise dickere Äste geschnitten werden, da nicht lediglich ein Abquetschen sondern auch ein Fräßeffekt erreichbar ist. Größere zu zerkleinernde Stücke bzw. Materialien können nicht nur quer sondern auch längs geschnitten bzw. zerkleinert werden, und durch die verwendeten stationären Abstreifstücke ergibt sich eine effektive Reinigung bzw. ein Sauberhalten der Zahnlücken, so daß sich kein Aufbau aus zerkleinerten Stücken bzw. Materialteilen einstellen kann.

Claims (13)

1. Zerkleinerungswerk (1, 35) für Häcksler zum Zerkleinern von Garten- und/oder holzigem Abfallmaterial, das mindestens zwei antreibbare, parallel zueinander angeordnete und gegenläufig rotierende Wellen (4, 5) aufweist, auf denen jeweils die Zerstückelung des zu zerkleinernden Materials bewirkende Schneidelemente angeordnet sind, wobei die auf jeder Welle (4, 5) angeordneten, als Messerscheiben (21, 26) ausgebildeten Schneidelemente in Längsrichtung der Welle (4, 5) verlaufende, über den Umfang verteilte, zahnförmige Schneiden (31, 39) aufweisen und wobei die Rotationshüllkurve (38) der Schneiden (31, 39) eine gekrümmte, rotierende Gegenfläche (7, 40) tangiert und hiermit nach dem Messer-Amboss-Prinzip zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellen (4, 5) jeweils mit ihren Enden in einem U-förmigen Halter (8, 9) gelagert sind, wobei die U-förmigen Halter (8, 9) sich mit den Enden ihrer Schenkel überlappen und mittels jeweils ihre Basisabschnitte durchsetzender Schrauben (14, 15) miteinander verbunden sind, und dass im Überlappungsbereich der Schenkel diese mittels voneinander distanzierter Schrauben (22, 23) verbunden sind, wobei im Bereich der durch jeweils zwei fluchtend einander gegenüberliegende, eine Schwenkachse bildende Schrauben (22) gebildeten Verbindungen Spielfreiheit und im Bereich der durch die zwei anderen, in einer anderen Ebene angeordneten Schrauben (23) gebildeten Verbindungen Spiel vorgesehen ist.

2. Zerkleinerungswerk (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die auf einer der Wellen, (z. B. 4) kammartig angeordneten Messerscheiben (21) bezogen auf die auf der anderen Welle (5) kammartig angeordneten Messerscheiben (21) in Richtung der Längsachse der Wellen (4, 5) versetzt sind, und dass mit dem gleichen Versatz die zwischen den Messerscheiben (21) positionierten Gegenflächen (7) in Form von Ringen auf den Wellen (4, 5) jeweils zwischen den Messerscheiben (21) angeordnet sind, wobei der Durchmesser der Messerscheiben (21) größer als der Durchmesser der als Ringe ausgebildeten Gegenflächen (7) ist, so dass die Schneiden (31) der Messerscheiben (21) kammartig jeweils zwischen die gegenüberliegenden Messerscheiben (21) eingreifen.

3. Zerkleinerungswerk (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf jedem Halter (8, 9) ein parallel zur zugeordneten Welle (4, 5) angeordneter Träger (32) vorgesehen ist, auf dem im Abstand voneinander ortsfeste Abstreifstücke (29, 30) positioniert sind, die kammartig zwischen zwei benachbarte Schneidscheiben (21) eingreifen.

4. Zerkleinerungswerk (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstreifstücke (29, 30) in Umfangsrichtung federnd positioniert sind.

5. Zerkleinerungswerk (1) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstreifstücke (29, 30) sich radial erstreckende Kanten (44) aufweisen, die zusammen mit benachbarten Radialkanten (4, 5) der Messerscheiben (21) das zu zerkleinernde Material bei einer Rotation der Messerscheiben (21) zerschneiden oder zerquetschen.

6. Zerkleinerungswerk (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei auf gleicher Höhe liegende Schrauben mit abgestuften Schäften versehen sind, wobei jeweils der Schaftabschnitt (24) mit dem größeren Durchmesser spielfrei in einem der U-förmigen Halter (8) positioniert ist und der abgesetzte, kleinere Schaftabschnitt (25) jeweils mit einem Spiel (26) in dem anderen U-förmigen Halter (9) positioniert ist, so dass die U-förmigen Halter (8, 9) um die auf einer anderen Ebene oder Höhe liegenden Schrauben um deren Schaft geringfügig verschwenkbar sind.

7. Zerkleinerungswerk (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Wellen (z. B. 5) eine über die U- förmigen Halter (8, 9) hinausragendes Wellenende (17) aufweist, das durch eine manuell betätigbare Kurbel oder einen Elektromotor oder durch eine Brennkraftmaschine antreibbar ist, wobei die andere Welle (4) durch auf den Wellen (4, 5) angeordnete, kämmende Zahnräder (10, 11) synchron antreibbar ist.

8. Zerkleinerungswerk (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass einer der U-förmigen Halter (8) an einem stationären positionierbaren Teil (16) fixiert ist und der andere U-förmige Halter (9) um einen Drehpunkt im Rahmen des Zahnspiels der kämmenden Stirnverzahnung (10, 11) verschwenkbar ist, so dass ein Nachstellen der Schneiden (31) bezogen auf die Gegenflächen ermöglicht wird.

9. Zerkleinerungswerk (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf den Wellen (4, 5) abwechselnd gehärtete Schneiden (31) und Ringe (7) mit nicht gehärteten Gegenflächen (6) auf den Wellen (4, 5) aufgeschoben werden und mittels Paßfedern (18) gegen Verdrehung gesichert sind.

10. Zerkleinerungswerk (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellen (4, 5) mit unterschiedlicher Geschwindigkeit rotieren.

11. Zerkleinerungswerk (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass keine Relativbewegung zwischen den Schneiden (31) und den jeweils mit diesen zusammenwirkenden Gegenflächen (7) auftritt.

12. Zerkleinerungswerk (35) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotationshüllkurve (38) der Messerscheiben (36) den gleichen Durchmesser aufweist, wie die Rotationshüllkurve (38) der die Gegenfläche (40) tragenden Amboßscheibe, wobei die Messerscheibe (36) und die Amboßscheibe (37) als einzelne sich in Achsrichtung erstreckende Walzen ausgebildet sind.

13. Zerkleinerungswerk (35) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Amboßscheibe (37) am Umfang vorgesehene, voneinander beabstandete, als Gegenflächen (40) dienende nicht-gehärtete Erhebungen (40) aufweist, die jeweils im Schneidspalt (43) mit einer Schneide (39) zusammenwirken, so dass nach dem Messer-Amboß-Prinzip das isch zwischen den Teilen (39, 40) befindende Material getrennt wird.