DE69608918T2

DE69608918T2 - Zerkleinerungsvorrichtung

Info

Publication number: DE69608918T2
Application number: DE69608918T
Authority: DE
Inventors: Poul-Erik Aagaard
Original assignee: Niro Industries AS
Current assignee: M&J Denmark AS
Priority date: 1995-09-12
Filing date: 1996-09-06
Publication date: 2001-02-08
Anticipated expiration: 2016-09-07
Also published as: WO1997010057A1; US5992777A; EP0928222A1; EP0928222B1; DK0928222T3; EP0928222B2; DK0928222T4; DE69608918D1; DE69608918T3; AU6785796A; ES2148784T3; ES2148784T5

Description

Die Erfindung betrifft eine Maschine der Art, die zum Zweck der Zerkleinerung von zum Beispiel, Hausabfall, Reifen, Möbeln, Teppichen, Matratzen, Baumstümpfen, Abbruchholz und ähnlichen Materialien dient, und die einen Trichter zum Aufnehmen des Abfalls, einen Schneidetisch, der am Boden des Trichter mit wenigstens einem Satz fixierter, paralleler unterer Messer angeordnet ist, die voneinander durch Öffnungen durch den Tisch getrennt sind, wenigstens eine drehbare Achse oder Welle einer Antriebseinheit, welche Achse oder Welle über dem Schneidetisch in einer Richtung angeordnet ist, die sich senkrecht zu den unteren Messern erstreckt, und eine Anzahl von scheibenförmigen oberen Messern umfaßt, die an der Achse oder Welle befestigt sind, von denen jedes Messer mit einer Anzahl von Zähnen versehen ist und sich teilweise nach unten in jede ihrer Öffnungen des Tisches erstreckt, wodurch jede Öffnung breiter als das zugehörige obere Messer ist, welches außerdem nahe zu einem der unteren Messer in der zugehörigen Öffnung angeordnet ist.
Die oben genannten Materialien haben oft eine beträchtliche Größe und müssen deshalb in kleinere Teile aufgespalten, das heißt zerkleinert werden, um während Transport und bei Entsorgen oder Kompostieren nicht unnötigen Platz einzunehmen. Das gleiche trifft für die Materialien zu, die aufzuarbeiten sind, z. B. größere Kunststoffteile von verschrotteten Autos. Materialien, die verbrannt werden müssen, müssen ebenso zerkleinert werden, um es in der Praxis zu ermöglichen, die Materialien in einer modernen Verbrennungsanlage zu verarbeiten und eine zufriedenstellende Verbrennung zu erhalten.
Aus dem Dänischen Patent Nr. 169378 des Anmelders, das in der vorliegenden Anmeldung als Referenz eingeschlossen ist, ist eine Maschine für Zerkleinerung solcher Materialien bekannt. Diese Maschine umfaßt zwei obere Messer, und der Schneidetisch mit den unteren Messern erstreckt sich horizontal etwas unter die Achsen oder Wellen. Die Öffnungen des Schneidetischs sind breiter als die oberen Messer, und jedes obere Messer wird nahe zu einem der unteren Messer in der zugehörigen Öffnung angeordnet. Dadurch wird ein freier Teil der Öffnung zwischen dem oberen Messer und dem zweiten der unteren Messer der Öffnung gelassen.
Wenn die Maschine in Betrieb ist, und ein Matrialstück durch die Zähne eines der sich drehenden oberen Messer ergriffen worden ist, wird das Materialstück nach unten in Richtung auf die beiden unteren Messer in der Öffnung gedrückt und wird belastet, um insbesondere durch das an das oberen Messer anstoßende untere Messer geschnitten zu werden. Gleichzeitig wird das Materialstück jedoch belastet, um durch Verbiegen und Zerbrechen oder Zerreißen verformt zu werden, da das Materialstück frei die Öffnung zwischen zwei Messern überspannt.
Aufgrund des Aufbaus der Maschine mit dem Schneidetisch unter den Achsen oder Wellen angeordnet, wird eine Zylinderoberfläche, die einen Umfang eines oberen Messers enthält, eine Ebene schneiden, die die zugehörigen unteren Messer in einem spitzen Winkel enthält, welcher den Aktionswinkel der Zähne in Bezug auf die unteren Messer bildet.
Dieser spitze Aktionswinkel hat zur Folge, daß die Zähne sowohl durch tangentiale als auch radiale Kräfte belastet werden. Die Reaktion auf die radialen Kräfte trägt nicht oder trägt nur in geringem Maße zu der Zerkleinerung des Materials bei, da es hauptsächlich die Flanken der Zähne sind, die die radial gerichteten Kräfte auf das Material übertragen, und nicht ihre Spitzen.
Die radialen Kräfte belasten die Zähne zum Biegen, und die Zähne werden deshalb solche Abmessungen haben müssen, um diese unvorteilhafte Belastung von Kräften zu absorbieren, selbst wenn der nützliche Effekt von den dadurch erhaltenen radialen Kräften ansonsten begrenzt ist. Die anderen Komponenten der Maschine, so wie Achsen oder Wellen und Lager, werden Abmessungen aufweisen müssen, um die radialen Kräfte zu absorbieren, und deshalb wird die gesamte Maschine übermäßige Abmessungen im Vergleich zu der Ausgangsleistung aufweisen müssen, die sie tatsächlich liefern kann.
Selbst wenn die Arbeit, die die radialen Kräfte bei Betrieb der Maschine ausführen, nur in geringem Maße zur Zerkleinerung des Materials beitragen kann, wird die Arbeit nichtsdestoweniger Energiezufuhr benötigen, die jedoch in großem Ausmaß verschwendet werden wird. Die Maschine wird deshalb mit einem recht niedrigen Nutzeffekt arbeiten.
Die tangentiale Kraftbelastung der Zähne umfaßt aufgrund des spitzen Aktionswinkels eine Komponente quer zu dem unteren Messern und eine zweite Komponente entlang derselben. Die Querkomponente ist wirksam im Zerkleinerungsprozeß, während dies bei weitem nicht der Fall bei der Längskomponente ist, welche im Gegenteil geneigt ist, das Material entlang der unteren Messer zu schieben. Dadurch wird die Fähigkeit der Maschinen begrenzt, sicher und wirksam die Materialien zerkleinern zu können, und außerdem wird der Vorgang häufig eine recht lange Zeit dauern, weil die Versuche, das Material zu zerbrechen, oft mehrere Male wiederholt werden müssen, da die Drehrichtung der oberen Messer erst umgekehrt wird und es danach alles erneut beginnt.
Weiter offenbart das EP-Patent Nr. 0412 004 eine Maschine zum Zerkleinern von Materialien so wie aus Glas hergestellten Spritzen oder Fläschchen.
Die oberen Messer der Maschine haben jedoch keine keilförmigen Zähne sondern sind, im Gegenteil, wie ein Stern mit Armen geformt, die sich radial nach außen erstrecken. Deshalb sind die oberen Messer nicht in der Lage, das Material während des Zerkleinerungsvorgangs zu ergreifen und festzuhalten, und die Arme werden deshalb dazu neigen, das Material auf dem Scheidetisch nach außen zu drücken, anstatt das Material auf dem Zerkleinerungsplatz des Tisches zu ergreifen und zu halten.
Außerdem sind die oberen Messer nicht nahe an den unteren Messern auf einer Seite der Öffnungen des Schneidetischs angeordnet, und die bekannte Maschine stellt keine Möglichkeiten zum Schneiden von Materialien wie z. B. Reifen in kleinere Stücke bereit.
Da die oberen Messer der bekannten Maschine in der Mitte der Öffnungen des Schneidetischs angeordnet sind, können die Messer darüber hinaus kein Material zerbrechen.
Deshalb ist die aus dem EP-Patent Nr. 0412 004 bekannte Maschine nicht in der Lage, Materialien des im Einleitungsabsatz genannten Typs zu zerscheiden, zerkleinern und zerbrechen. Die Maschine ist nicht zum Durchführen solcher Arbeitsgänge aufgebaut und ist von einem anderen Typ.
Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer Maschine des in dem Einleitungsabsatz genannten Typs, die sicher, schnell und effizient einen Zerkleinerungsvorgang durchführen kann, optimal die zugeführte Energie nutzen kann, und mit den gegebenen Abmessungen eine größere Kapazität als bisher bekannt aufweist.
Das Neue und Einzigartige gemäß der Erfindung, wodurch dies erreicht wird, besteht darin, daß die unteren Messer sich in eine Richtung erstrecken, die die Achse der Achse oder Welle oder einen Bereich um diese herum schneidet, wodurch die Zähne der oberen Messer einen Aktionswinkel von ungefähr 90º bildet werden, und die Kraftbelastung, die sie ausführen, hat keine wesentlichen Komponenten in die radiale Richtung der oberen Messer und entlang der unteren Messer. Dadurch werden die oben genannten Nachteile und Mängel der aus dem DK-Patent Nr. 169378 bekannten Maschine beseitigt.
Die Richtung der unteren Messer kann durch eine zweckdienliche Ausführungsform die Achse der Welle schneiden, aber die Maschine kann auch mit hervorragenden Ergebnissen mit anderen Richtungen arbeiten, die spezieller durch die Tatsache festgesetzt werden können, daß jedes untere Messer einen Winkel zwischen 0º und 30º, vorzugsweise zwischen 0º und 15º, und insbesondere zwischen 0º und 5º mit einer Ebene bildet, die die Achse der Welle und das äußere Ende des gegenüberliegend der Welle angeordneten unteren Messers enthält.
Um der Maschine die größtmögliche Kapazität zu verleihen, ist ein Satz unterer Messer auf jeder Seite einer Welle angeordnet, wodurch bei beiden Sätzen von Messern zwei und zwei ein V bilden, ein umgedrehtes V bilden oder bündig miteinander sein können.
Wenn mehrere Wellen vorhanden sind, von denen jede einen Satz unterer Messer auf jeder Seite aufweist, können von diesen beiden Sätzen unterer Messer mit den Messern zwei und zwei bündig zueinander angeordnet werden und vorteilhafte Konfigurationen mit dem angrenzenden Satz unterer Messer in der Form von Vs oder umgedrehten Vs bilden, oder sie können ganz einfach nur bündig mit den angrenzenden unteren Messern sein.
Im letzten aufgeführten Fall können die bündigen unteren Messer weiter einen Winkel zu einer horizontalen Ebene bilden, wodurch eine Ebene durch die Achse der Wellen nach unten quer zu den Wellen abfallen wird. Mittels dieser Konstruktion kann die Maschine selbst Materialien entfernen, die sie z. B. aufgrund der Größe und/oder der Beschaffenheit des Materials nicht zerkleinern kann. Dies erfolgt durch Umdrehen der Wellen, so daß alle Zähne der oberen Messer, die sich zu einem gegebenen Zeitpunkt in ihrer oberen Position befinden, sich in die gleiche Richtung wie die abfallende Richtung bewegen werden, wodurch nicht zu verarbeitende Materialien, die auf den oberen Messern liegen können, aus der Maschine in diese Richtung herausgetrieben werden, teilweise mit Hilfe der Schwerkraft. Auf diese Weise wird die Zerkleinerungsmaschine in dieser Ausführungsform selbstentleerend sein.
Ein guter Zerkleinerungseffekt wird erhalten, wenn wenigstens einige der Messer auf unterschiedlichen Höhen angeordnet werden. Dadurch wird sich das Material frei über wenigsten zwei Öffnungen spannen, wodurch es einfacher gebogen und zerbrochen oder auseinandergerissen werden kann.
Durch eine einfache und kostengünstige Ausführungsform können die unteren Messer gerade sein. Wenn sie gebogen oder mit einer wellenförmigen Schneidkante versehen sind, wird weniger Kraft zum Schneiden des Materials im Vergleich zu geraden Messern erforderlich sein.
Außer eine Scheidkante an der oberen Seite aufzuweisen, können die Messer sehr vorteilhaft auch mit einer Schneidkante an der unteren Seite versehen werden, so daß die Materialien, die von oben nach unten durch eine Öffnung gelangt sind, geschnitten werden können, wenn die Zähne während Drehung die zugehörigen unteren Messer in der nach oben verlaufenden Richtung passieren.
Wenn die unteren Messer eine Richtung zur Achse der Wellen hin oder zu einem Bereich um diese herum haben, können sie nicht, wie von der Maschine des DK-Patents Nr. 169378 bekannt, sofort von Ende zu Ende zusammengebaut werden. Durch eine zweckdienliche Ausführungsform sind die inneren Enden der unteren Messer in zwei der Messer an jeder ihrer Seiten einer Welle in einem Satz unterer Messer angeordnet, anstatt mit einer Brücke unter der betreffenden Achse verbunden zu sein.
Die Erfindung soll im folgenden ausführlicher durch die folgende Beschreibung von Ausführungsformen erklärt werden, die nur als Beispiele dienen, unter Bezugnahme auf die Zeichnung, in der
Fig. 1 eine Maschine gemäß der Erfindung betrachtet von oben zeigt;
Fig. 2 die gleiche Maschine betrachtet im Schnitt von der Seite zeigt;
Fig. 3 die gleiche Maschine in größerem Maßstab betrachtet im Schnitt vom Ende zeigt;
Fig. 4 in Perspektive betrachtet einen Querschnitt der in Fig. 1-3 gezeigten Maschine zeigt,
Fig. 5 eine Variante der in den Figl 1-4 gezeigten Maschine mit nur einer Welle zeigt;
Fig. 6 schematisch eine erste Ausführungsform einer Maschine gemäß der Erfindung mit nur einer Welle zeigt;
Fig. 7 schematisch eine zweite Ausführungsform einer Maschine gemäß der Erfindung mit nur einer Welle zeigt;
Fig. 8 schematisch eine dritte Ausführungsform einer Maschine gemäß der Erfindung mit nur einer Welle zeigt,
Fig. 9 schematisch eine erste Ausführungsform einer Maschine gemäß der Erfindung mit zwei Wellen zeigt,
Fig. 10 schematisch eine Ausführungsform einer Maschine gemäß der Erfindung mit drei Wellen zeigt;
Fig. 11 schematisch eine zweite Ausführungsform einer Maschine gemäß der Erfindung mit drei Wellen zeigt;
Fig. 12 schematisch zeigt, wie die Zähne der oberen Messer angeordnet sind, wenn sie die unteren Messer in einer konventionellen Maschine passieren,
Fig. 13 schematisch in einer ersten Ausführungsform zeigt, wie die Zähne der oberen Messer angeordnet sind, wenn sie die unteren Messer in einer Maschine gemäß der Erfindung passieren;
Fig. 14 schematisch in einer zweiten Ausführungsform zeigt, wie die Zähne der oberen Messer plaziert sind, wenn sie die unteren Messer in einer Maschine gemäß der Erfindung passieren;
Fig. 15 eine Ausführungsform mit gebogenen unteren Messern zeigt; und
Fig. 16 eine Ausführungsform mit wellenförmigen unteren Messern zeigt.
In den Fig. 1-3 ist eine Maschine gemäß der Erfindung allgemein durch die Bezugsziffer 1 gekennzeichnet. Die Maschine umfaßt einen großen Trichter 2, der zum Aufnehmen des Materials (nicht gezeigt) dient, das zu zerkleinern ist. Der Trichter wird durch einen Rahmen 3 eines konventionellen Typs getragen und ist am Boden mit einem Schneidetisch 4 mit einer Ausarbeitung versehen, die später ausführlich beschrieben werden soll. Im Trichter befinden sich weiter zwei drehbare Wellen 5a,b, die in Lagern 6 gelagert sind und mittels Hydraulikmotoren 7 zum Drehen gebracht werden können. Zu jeder Welle ist in einem gegenseitigen Abstand ein Satz scheibenförmiger oberer Messer 8a,b vorgesehen, die durch Zusammenwirken mit fixierten oberen Messern 9a,b verbunden mit dem Schneidetisch 4 das Material im Trichter zerkleinern, wenn die Maschine arbeitet. Das zerkleinerte Material (nicht gezeigt) fällt durch Öffnungen 10 zwischen den unteren Messern herunter auf ein Förderband 11 zum Entfernen des durch die Maschine zerkleinerten Materials. Das zerkleinerte Material wird während des Falls in Position über dem Förderband durch Führungsplatten 12a,b geführt, die sich diagonal nach innen in Richtung auf das Förderband von der unteren Seite des Schneidetischs erstrecken.
Fig. 4 zeigt deutlicher, betrachtet in Fragmenten in Perspektive, wie die Schneideanordnung der Maschine aufgebaut ist. Wie zu sehen ist, sind die oberen Messer 8a,b mit keilförmigen Zähnen 13 zum Ergreifen des Materials und durch Zusammenwirken mit den unteren Messers 9a,b zum Zerkleinern dieses Materials versehen, wenn die Maschine arbeitet. Der gezeigte Aufbau der Zähne ist nur als Beispiel zu verstehen, und in der Praxis ist der Aufbau an das Material angepaßt, das zu zerkleinern ist. Die oberen Messer sind weiter winkelförmig bezüglich einander verschoben, so daß die Zahnspitzen 14 in Reihen in einer Schraubenlinie angeordnet werden. Dadurch werden die Schlagbelastungen verhindert, die auftreten werden, wenn alle Zähne in einer Reihe gleichzeitig mit der vollen Belastung arbeiten würden. Es besteht daher keine Notwendigkeit solcher schweren und dadurch teuren Maschinenteile, z. B. Wellen, Lager und hydraulische Motoren, damit sie die ansonsten kurz arbeitenden großen Schlagbelastungen absorbieren könnten. Die Schraubenform wird weiter den Effekt haben, daß die Maschine eine stetige und ruhige Arbeitsbewegung haben wird.
Wenn die Maschine arbeitet, drehen sich die beiden Achsen 5a,b mit ihren oberen Messern 8a,b entgegengesetzt zueinander in die Richtung der Pfeile. Das Material (nicht gezeigt), das in den Trichter gefüllt worden ist, wird durch die Zähne 13a,b eingefangen und in Richtung auf die unteren Messer 9a,b nach unten gedrückt, die zusammen mit den oberen Messern das Material zum Schneiden belasten werden. Die Öffnungen 10a,b sind breiter als die scheibenförmigen oberen Messer 8a,b und das Material mit größeren Abmessungen als die Breite der Öffnungen wird dann frei über der Öffnung aufgehängt sein und daher gleichzeitig zum Verbiegen und möglicherweise Zerbrechen belastet werden, wenn das Material durch die Zähne der unteren Messer belastet wird. Daher stellt der betreffende Zerkleinerungsvorgang einen kombinierten Zerkleinerungsvorgang dar, bei dem das Material sowohl Schneide- als auch Reißaktionen ausgesetzt wird. Das zerkleinerte Material wird wie vorhergehend erwähnt über die Öffnungen 10a,b nach unten auf das Förderband 11 fallen, welches dann das Material von der Maschine entfernt.
Die Art, in der der Trichter gefüllt wird, kombiniert mit der Beschaffenheit des Materials kann verursachen, daß das Material so fest vor oder unter den oberen Messern gepackt wird, daß die Messer nicht den Widerstand überwinden können, welchen das gepackte Material der Zerkleinerung entgegensetzt. Die Maschine wird steckenbleiben und es wird erforderlich sein, daß Material neu zu verteilen, bevor der Zerkleinerungsvorgang fortgesetzt werden kann. Diese Neuverteilung erfolgt, indem zuerst entweder eine oder beide Wellen umgedreht werden und anschließend erneut in einem zweiten Versuch gestartet werden, um die oberen Messer das Material durchdringen zu lassen. Manchmal kann es erforderlich sein, diesen Vorgang mehrere Male zu wiederholen, bevor wirksamer Erfolg beim Zerkleinern des Materials erzielt wird. Die Neuverteilung kann manuell entsprechend der Notwendigkeit oder automatisch durch Öldruck des Hydraulikmotors veranlaßt werden, wenn dieser Öldruck eine vorbestimmte Höhe überschreitet. Die Steuerung der Maschine kann auch programmiert sein, um den Neuverteilungsvorgang bei geeigneten Intervallen zu starten.
Fig. 5 zeigt eine zweite Ausführungsform 15 der erfindungsgemäßen Maschine. In diesem Fall hat die Maschine nur eine Welle, ist ansonsten jedoch in der gleichen Art wie die in den Fig. 1-4 gezeigte Maschine mit den beiden Wellen aufgebaut. Ähnliche Teile sind deshalb mit der gleichen Bezugsziffer gekennzeichnet. Am Boden des Trichters 2 ist ein Schneidetisch 16 mit fixierten unteren Messern 17 angeordnet, die satzweise einen Winkel zueinander bilden.
Dieser Aufbau ist schematisch in Fig. 6 gezeigt, wo zu sehen ist, daß die Richtung des unteren Messers 17 die Achse 18 der Welle 5 schneidet. Es ist offensichtlich, daß die Zähne 13 aufgrund dieser Tatsache an dem unteren Messer 17 vorbei in eine Richtung rotierten werden, die einen Winkel von 90º mit dem unteren Messer bildet, wenn die Maschine arbeitet. Dies beseitigt in einem wesentlichen Ausmaß vorteilhaft die Möglichkeit der Kräfte, mit denen die Zähne 13 des oberen Messers 8 das Material angreifen, die Komponenten in der radialen Richtung des oberen Messers und entlang der unteren Messer aufweisen. Diese Komponenten, die in der aus dem DK-Patent 169378 bekannten Maschine entstehen, werden die Auswirkung haben, daß die Maschine übermäßige Abmessungen im Vergleich zu ihrer Kapazität haben müßte und mit einem eher niedrigen Nutzeffekt arbeiten werden muß. Eine erfindungsgemäße Maschine wird deshalb im Vergleich zu der konventionellen Maschine bei der gleichen Kapazität einen niedrigeren Herstellungspreis haben, und auch die Kosten des Energieverbrauchs werden niedriger sein. Die zugeführte Energie wird mit einem optimalen Nutzeffekt verwendet werden. Diesem kann hinzugefügt werden, daß die Maschine sicherer und wirksamer das Material zerkleinern können wird, wenn die Zähne das Material direkt bei einem Winkel von 90º in Bezug zu den unteren Messern angreifen, anstelle in einem nachteilhaften spitzen Winkel.
Die Richtung der unteren Messer muß nicht unbedingt direkt auf die Achse der Welle gerichtet sein, um den vorteilhaften Effekt zu erzielen. Sie können auch zu einem Bereich um die Welle herum gerichtet sein, z. B. einem etwas unter der Welle angeordneten Bereich. Das Material, das zerkleinert werden wird, wird sich am Anfang immer etwas über die unteren Messer erstrecken, und folglich wird sich der Aktionswinkel der Zähne daher ändern, wenn die Zähne das Material durchdringen. Bei einer geeigneten Auswahl der Neigung in Bezug zu einer Ebene durch die Achse der Welle und die Enden der unteren Messer gegenüberliegend der Welle, kann der durchschnittliche Aktionswinkel der Zähne auf 90º eingestellt werden. Dies bedeutet, daß zu Beginn der Aktionswinkel etwas größer als 90º und am Ende etwas kleiner sein wird. Die Winkeländerung bei der Zerkleinerung eines Materialstücks kann auch auf die Weise eingestellt werden, daß die Abweichung von 90º zu Beginn am größten ist und am Ende am kleinsten ist, wo die Last normalerweise am größten sein wird.
Die unteren Messer an jeder Seite der Welle können auch satzweise auf Schneidetischen angeordnet werden, von denen jeder schwenkbar auf einer längs verlaufenden Welle 19 an der Außenseite des betreffenden Schneidetischs vorgesehen wird. Die Neigung des Schneidetischs und dadurch der Aktionswinkel der Zähne kann dadurch in einer solchen Weise variiert werden, daß er sich während der gesamten Zeit des Zerkleinerungsvorgangs bei einem Optimum befindet.
In der in Fragmenten in Fig. 6 gezeigten Ausführungsform bilden die unteren Messer ein V, das zweckdienlich das Material in Richtung auf die Mitte des Trichters führt.
Fig. 7 zeigt in Fragmenten eine zweite Ausführungsform, bei der die Sätze der unteren Messer ein umgekehrtes V bilden. Der Vorteil dieses Aufbaus besteht darin, daß die Zähne einen größeren freien Bereich in dem Trichter zum Verarbeiten des Materials haben.
Fig. 8 zeigt schließlich in Fragmenten eine dritte Ausführungsform, bei der sich die Sätze der unteren Messer auf gleicher Höhe befinden. Der Aufbau stellt etwas zwischen den beiden in Fig. 6 bzw. 7 dargestellten Ausführungsformen dar.
Die Grundidee der Erfindung mit Aktionswinkeln der Zähne von etwa 90º ist in den Fig. 6-8 bei einer Maschine mit nur einer Welle dargestellt. Die gleichen zweckdienlichen Aktionswinkel können jedoch, wie schematisch in den Fig. 9- 11 gezeigt ist, selbstverständlich bei Maschinen mit einer anderen Wellenanzahl erhalten werden.
Fig. 9 zeigt daher in Fragmenten den gleichen Aufbau wie er bereits detailliert in den Fig. 1-4 gezeigt wurde. An jeder Seite der Welle 5a ist ein Satz unterer Messer 9a bündig miteinander vorgesehen. Außerdem befindet sich auf jeder Seite der Welle 5b ein zweiter Satz unterer Messer 9b bündig miteinander. Der Satz von Messern 9a und 9b erstreckt sich in die Richtung der Achsen 20a,b der betreffenden Achsen 5a,b und zwei und zwei derselben bilden außerdem ein V miteinander. Dadurch werden die gleichen zweckdienlichen Effekte erhalten, wie sie vorhergehend im Zusammenhang mit der Beschreibung der in den Fig. 6-8 gezeigten Ausführungsformen mit nur einer Welle beschrieben wurden. Durch Verwendung von zwei Wellen ist es jedoch möglich, die Kapazität der Maschine im Vergleich zu einer ähnlichen Maschine mit nur einer Welle zu erhöhen. Das Zusammenwirken der beiden Maschinen mit dem Schneidetisch wird an sich zu einer Verdoppelung der Kapazität führen, dieser kann jedoch hinzugefügt werden, daß die beiden Wellen auch miteinander in dem Zerkleinerungsvorgang zusammenwirken, wenn sie bei solchen Drehrichtungen rotieren, daß diejenigen Zähne von den oberen Messern, die sich zu einem gegebenen Zeitpunkt oben befinden, sich aufeinander zu bewegen werden. Die resultierende Kapazität kann deshalb mehr als zweimal so groß sein, wenn zwei Wellen anstelle nur einer verwendet werden.
Eine noch größere Kapazität kann erhalten werden, wenn wie in Fragmenten in Fig. 10 gezeigt drei Wellen 21a,b,c mit oberen Messern 23a,b,c verwendet werden. Bündige Sätze unterer Messer 24a, 24b und 24c werden an jeder Seite der Wellen 21a, 21b und 21c plaziert. Bei den Sätzen von Messern 24b und 24c bilden immer zwei und zwei ein V miteinander, während bei den Sätzen von Messern 24b und 24c zwei und zwei ein umgekehrtes V miteinander bilden. Diese Maschine hat eine große Kapazität und kombiniert die Vorteile, die in Verbindung mit der Beschreibung der Fig. 9 und 10 beschrieben worden sind. Das Material wird zwischen die oberen Messer 23a und 23b durch das V hineingeführt, das durch die Sätze unterer Messer 24a und 24b gebildet wird. Das umgekehrte V, das durch die Sätze unterer Messer 24b und 24c gebildet wird, gibt den Zähnen der oberen Messer 23b und 23c einen größeren freien Raum zum Verarbeiten des Materials in diesem Teil des Trichters. Als eine Folge der Drehrichtung der oberen Messer 23c werden diese oberen Messer vorteilhafterweise dazu neigen, einen Teil des Materials in denjenigen Teil des Trichters zu schieben, wo die oberen Messer 23b arbeiten, wonach dieses Material durch die oberen Messer 23a,b verarbeitet wird.
Weiter ist die in Fragmenten in Fig. 11 gezeigte Maschine mit drei Wellen 24a,b,c mit Achsen 25a,b,c versehen, die jedoch in diesem Fall alle in einer diagonal abfallenden Ebene liegen. Weiter sind die unteren Messer 27a,b,c bündig miteinander in einer Richtung, die parallel zu der Ebene durch die Achse der Wellen ist.
Manchmal befinden sich Gegenstände unter dem zu zerkleinernden Material, die so stabil sind, daß die Maschine diese Gegenstände nicht zerscheiden oder auseinanderreißen kann. In der Figur ist ein solcher Gegenstand gezeigt, der z. B. einen Zylinderblock darstellen kann, welcher nun aus der Maschine entfernt werden soll. Dies erfolgt durch manuelles oder automatisches Gleichrichten der Drehrichtung der oberen Messer 26a,b,c, so daß die Zähne der oberen Messer sich zu einem gegebenen Zeitpunkt oben befinden, wie durch die Pfeile gezeigt, wobei alle in die Neigungsrichtung in Bewegung gebracht werden. Die oberen Messer werden dann als eine Art Rolltisch arbeiten, wo die Rollen die angetriebenen oberen Messer darstellen, die jetzt selbst den Zylinderblock aus der Maschine heraustreiben. Um beispielsweise einen Zylinderblock aus den anderen Materialien in der Maschine herauszunehmen, während sich diese in Betrieb befindet, würde normalerweise eine schwierige und äußerst riskante Tätigkeit für das Bedienungspersonal darstellen. Deshalb würde die Maschine vollständig angehalten werden müssen, während der Zylinderblock entfernt wird, was zu einem Gewinnverlust gleich der Zeit des Stillstands führt. Bei der in Fig. 11 gezeigten Ausführungsform erreicht es die Zerkleinerungsmaschine jedoch, sich automatisch selbst zu entleeren.
Die Erfindung ist oben beschrieben und in der Zeichnung unter der Annahme beschrieben, daß das Material zwischen den Zähnen der oberen Messer und der oberen Seite der unteren Messer zerkleinert wird, oder anders gesagt, daß die unteren Messer nur die Schneidkanten am oberen Teil aufweisen müssen. Im Gegensatz zu einer konventionellen Zerkleinerungsmaschine kann die erfindungsgemäße Maschine jedoch innerhalb des Umfangs der Erfindung mit Schneidkanten sowohl oben als auch unten arbeiten. Dies ist in den sehr schematisch gezeigten Fig. 12-13 dargestellt.
In Fig. 12 ist daher in Fragmenten eine konventionelle Maschine mit einer Welle 30 zu sehen, die eine Achse 31 hat und an der die oberen Messer 29 mit Zähnen 32 befestigt sind. Die unteren Messer 33 sind etwas unter der Welle 30 angeordnet, und wie zu sehen ist, führt dies zu der Tatsache, daß die Zähne 32 das Material von oben in einem nachteilhaften spitzen Winkel und in der gleichen Bewegung angreifen und dann das untere Messer vom Boden bei einem solchen spitzen Winkel treffen, daß ein Schneide- und Zerreißarbeitsgang nur mit Schwierigkeiten oder gar nicht durchgeführt werden kann.
Die Fig. 13 und 14 zeigen in Fragmenten eine erfindungsgemäße Maschine mit einem Satz unterer Messer, die ein umgekehrtes V bzw. ein V bilden. Die oberen Messer 34 sind an der Welle 35 befestigt, welche eine Achse 36 aufweist. Die unteren Messer 38 haben eine zu dieser Achse gerichtete Richtung, und wie zu sehen ist, werden die Zähne der oberen Messer deshalb bei Drehung die unteren Messer bei Winkeln passieren, die beide 90º betragen. Durch Versehen der unteren Messer mit Schneidkanten an beiden Seiten besteht nun vorteilhafterweise die Möglichkeit, das Material, das unter die Messer gelangt ist, zwischen der Schneidkante der unteren Seite des unteren Messers und den Zähnen der oberen Messer zu zerschneiden oder zerreißen, wenn diese nach oben zwischen den unteren Messern hindurchgehen.
Die Erfindung ist weiter unter der Annahme beschrieben und in der Zeichnung gezeigt, daß die unteren Messer gerade sind. Innerhalb des Umfangs der Erfindung können die Messer jedoch auch irgendeine andere Form haben.
Fig. 15 zeigt daher sehr schematisch eine Ausführungsform mit gebogenen unteren Messern 43. Von dem oberen Messer 39, das an der Welle 40 mit der Achse 41 befestigt ist, ist nur ein einziger Zahn 42 gezeigt, der einen zu zerkleinernden Gegenstand 45 angreift. Die gebogene Form des unteren Messers hat die Auswirkung, daß der Gegenstand 45 in der gezeigten Situation nur mit den Enden auf dem unteren Messer liegt, welches untere Messer deshalb einen Einfluß auf den Gegenstand mit viel größeren teilweisen Scherbelastungen haben wird, als wenn der Gegenstand über seiner gesamten Länge gehalten werden würde. Das Schneiden erfolgt daher aufeinanderfolgend in Richtung der Mitte von den Enden des Gegenstands, und benötigt daher ein kleineres Eingabemoment der Maschine als wenn das Messer gerade wäre. Ein ähnlicher Vorteil kann mit der schematisch in Fig. 16 gezeigten Ausführungsform erhalten werden, bei der das untere Messer 44 eine wellenförmige Schneidkante hat.

Claims

1. Maschine (1) der Art, die zum Zweck der Zerkleinerung von, zum Beispiel, Hausabfall, Reifen, Möbeln, Teppichen, Matratzen, Baumstümpfen, Abbruchholz und ähnlichen Materialien dient, und die umfaßt:

- einen Trichter (2) zum Aufnehmen des Abfalls,

- einen Schneidetisch (4), der am Boden des Trichters (2) mit wenigstens einem Satz fixierter, paralleler unterer Messer (9a,b) angeordnet ist, welche voneinander durch Öffnungen (10a, b) durch den Tisch getrennt sind,

- wenigstens eine drehbare Achse (5a,b) einer Antriebseinheit (7), welche Achse über dem Schneidetisch (4) in einer Richtung angeordnet ist, die sich senkrecht zu den unteren Messern (9a, b) erstreckt, und

- eine Anzahl von scheibenförmigen oberen Messern (8a,b), die an der Achse befestigt sind, von denen jedes Messer mit einer Anzahl von Zähnen (13a, b) versehen ist und sich teilweise nach unten in jede ihrer Öffnungen des Tischs erstreckt, wodurch jede Öffnung breiter als das zugehörige obere Messer ist, welches außerdem nahe einem der unteren Messer in der zugehörigen Öffnung angeordnet ist,

dadurch gekennzeichnet, daß

die unteren Messer sich in eine Richtung erstrecken, die die Achse der Achse oder einen Bereich um diese herum schneidet.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes untere Messer (9a,b) einen Winkel von zwischen 0º und 30º, vorzugsweise zwischen 0º und 15º und insbesondere zwischen 0º und 5º mit einer Ebene bildet, die die Achse der Achse und das äußere Ende des gegenüber der Achse angeordneten unteren Messers enthält.

3. Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf jeder Seite der Achse ein Satz unterer Messer angeordnet ist.

4. Maschine nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwei und zwei der unteren Messer (9a, b) in den beiden Sätzen von auf jeder ihrer Seite der Achse angeordneten unteren Messern ein V bilden.

5. Maschine nach jedem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß zwei und zwei der unteren Messer (9a, b) in den beiden Sätzen von auf jeder ihrer Seite der Achse angeordneten unteren Messern ein umgedrehtes V bilden.

6. Maschine nach jedem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß zwei und zwei der unteren Messer (9a,b) in den beiden Sätzen von auf jeder ihrer Seite der Achse angeordneten unteren Messern in einer Ebene miteinander sind.

7. Maschine nach jedem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß zwei und zwei der Messer in den beiden Sätzen von auf jeder ihrer Seite der Achse angeordneten unteren Messern (9a,b) in einer Richtung in einer Ebene miteinander sind, die einen Winkel zu einer horizontalen Ebene bildet.

8. Maschine nach jedem der Ansprüche 1-3 und bei der wenigstens zwei Messerachsen vorliegen, dadurch gekennzeichnet, daß zwei und zwei der unteren Messer (9a,b) in den beiden Sätzen von auf jeder ihrer Seite einer der Achsen angeordneten unteren Messern in einer Richtung in einer Ebene miteinander sind, die einen Winkel mit wenigsten den unteren Messern in einem der beiden Sätze von auf jeder ihrer Seite der angrenzenden Achse/Achsen angeordneten unteren Messer bildet.

9. Maschine nach jedem der Ansprüche 1-3 und bei der wenigstens zwei Messerachse vorliegen, dadurch gekennzeichnet, daß alle unteren Messer (9a,b), die mit dem Schneidetisch (4) verknüpft sind, in der gleichen Richtung in einer Ebene miteinander sind, und daß diese Richtung einen Winkel zu der horizontalen Ebene bildet.

10. Maschine nach jedem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß jedes untere Messer (9a,b) eine obere bzw. eine untere Schneidkante aufweist.

11. Maschine nach jedem der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einige der Messer in verschiedenen Höhen angeordnet sind.

12. Maschine nach jedem der Ansprüche 1-11, dadurch gekennzeichnet, daß die unteren Messer gerade sind.

13. Maschine nach jedem der Ansprüche 1-11, dadurch gekennzeichnet, daß sich wenigstens eines der unteren Messer eines Messersatzes in einer gewölbten Weise diagonal zu der zugehörigen Messerachse erstreckt.

14. Maschine nach jedem der Ansprüche 1-11, dadurch gekennzeichnet, daß die unteren Messer auf wenigstens einer Seite mit einer wellenförmigen Schneidkante versehen sind.

15. Maschine nach jedem der Ansprüche 1-14, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren Enden der Achse der unteren Messer bei zwei der Messer, die an jeder ihrer Seite einer Achse in einem Satz unterer Messer angeordnet sind, mit einer Brücke unter der Achse versehen sind.