DE8915534U1

DE8915534U1 - Zerkleinerungsvorrichtung für Abfälle

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Description

DR.-ING. ULRICH KNOBLAUCH I · .· * &iacgr; \: '.' DR-ING. ANDREAS KNOBLAUCH &bgr;&ogr;&ogr;&ogr;'VraWkfurt'/Ca.'n *,' PATENTANWÄLTE kühhornshofweg io · POSTGIRO FRANKFURT/M. 3&Lgr;25-6&Ogr;5 (BLZ SOO 1OO6O) TELEFON: (&Ogr;69) 563O10 DRESDNER BANK. FRANKFURT/M. 23OO3080O (BLZ 50080000) TELEFAX: (O6B) 563&Ogr;&Ogr;2 ..&ldquor; i&ldquor;

TELEGRAMM: KNOPAT "■"·/ D TELEX: «11877 KNOPA D

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VECOPLAN GMBH MASCHINENFABRIK 5439 BAD MARIENBERG

Zerkleinerungsvorrichtung für Abfälle

Die Neuersmg fee;- Lent sic &igr; auf eine Zerkleinerungsvorrichtung für Abfälle, wi_ Hol?, Papier oder Kunststoffe, mit einem Rotpr, der übe* seine Arbeitsbreite eine Vielzahl nebeneinander angeordneter umfangsrippen sowie Werkzeughalter mit daran angezischtem Werkzeug aufweist, und mit einem Gegenmesser, dessen Form der Rotationsfläche des werkzeugbestückten Rotors angepaßt ist.

Bei einer bekannten Zerkleinerungsvorrichtung dieser Art ist in Jede Umfangsnut, die zwischen zwei benachbarten Umfangsrippen gebildet wird, ein Werkzeughalter eingeschweißt. Die Umfangsrippen und damit auch die Umfangsnuten haben ein V-förmiges Profil, bei dem die Seitenflächen einen Winkel von 90° zwischen sich bilden. Die Werkzeuge sind quadratisch. Solche Vorrichtungen werden hauptsächlich für die Zerkleinerung von Holzabfällen aus Sägewerken, Zimmereien, Schreinereien und Möbelfabriken eingesetzt, kommen aber auch für die Zerkleinerung von Papierabfällen, Computerpapier, Verpackungsmaterialien, wie Kartonagen, Paletten, Holzkisten und Kunststoffen etc. in Betracht. Mit größeren Vorrichtungen werden Abbruchhölzer, Baumwurzeln und Äste, Friedhofsabfälle usw. zerkleinert.

Bei derartigen Vorrichtungen werden die Abfälle unsortiert in einen Füllschacht aufgegeben. Ein horizontal

zu zerkleinernde Material zu. Jedesmal w&rin der Schubboden aus seiner in der Nähe des Rotors befindlichen vorderen Endlage zurückläuft, rutscht das Material durch das Eigengewicht nach und wird dem Rotor ungeordnet vorgelegt. Hierbei hat es sich gezeigt, daß hohe Belastungsspitzen des Rotor-Drehmoments auftreten. Außerdem kann sich das Material leicht zwischen Rotor und Gegenmesser verklemmen.

Bei zylindrischen Rotoren von Zerkleinerunngsmaschinen ist es bereits bekannt (DE-OS 29 43 567), tangential verlaufende Nuten oder Taschen vorzusehen, in eignen ,. &ngr; die Werkzeughalter mit den Werkzeugen angeordnet sind. Hierbei stehen die Werkzeuge radial verhältnismäßig weit vor, so daß sich auch hier die Gefahr van Belastungsspitzen und Verklemmungen ergibt.

Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zerkleinerungsvorrichtung der eingangs beschriebenen Art anzugeben, bei der die Gefahr von Belastungsspitzen und Verklemmungen erheblich reduziert ist.

Diese Aufgabe wird neuerungsgemäß dadurch gelöst, daß Jede Umfangsrippe durch mindestens eine Tasche unterbrochen ist, in dieser Tasche der Werkzeughalter mit dem Werkzeug angeordnet ist und das Werkzeug ein Profil hat, das radial etwa gleichmäßig über das Rippenprofil übersteht.

Während im bekannten Fall keilförmige Materialstücke recht unterschiedlicher Größe abgetrennt werden, ergibt sich neuerungsgemäß über die gesamte Arbeitsbreite «ine gleichbleibende maximale Schnittiefe, die gleich dem radialen Überstand der Werkzeuge über das zugehörige Rippenprofil ist. Der für Jede Rotorumdrehung gleichmäßige Materialabtrag hat zur Folge» daß das Material mit einer entsprechenden Geschwindigkeit zugeführt werden kann- Durch Wahl eines entsprechenden Vorschubs erzielt man eine hohe Durchsatzleistung. Da das Material gleichmäßig zerspant wird, ergeben sich niedrige Reibwerte

zwischen Rotorkörper und zu zerkleinerndem Material, eine geringere Aufheizung des Rotors, also keine Brandgefahr, und eine entsprechende Energieeinsparung.

Die gleichmäßige Schnittiefe begrenzt aber auch das

Eindringen der Werkzeuge in das zu zerkleinernde Material. Dadurch werden die Belastungsspitzen (Drehmomentspitzen) des Rotorantriebs gesenkt, was den Einsatz von Motoren mit geringerer Antriebsleistung und damit eine Energieeinsparung ermöglicht.

Der Spalt, der wegen der Überstehenden Werkzeuge zwischen dem Gegenmesser und den Umfangsrippen vorhanden sein muß, ist vergleichsweise schmal. Daher ist die Gefahr, daß sich die Abfälle in diesem Spalt verklemmen, erheblich reduziert.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß bei gegebenem Querschnitt der Umfangsrippen verhältnismäßig große robuste Werkzeuge verwendet werden können, die entsprechend unempfindlich gegenüber Fremdkörpern, wie Metalle, Steine usw., sind. Derartig große Werkzeuge können auch dann verwendet werden, wenn nur eine geringe Antriebsleistung zur Verfugung steht und/oder ein feines Span- granulat gefordert wird, weil der radiale Überstand des Werkzeugs Über das Rippenprofil entsprechend gewählt werden kann. Hierbei empfiehlt es sich aus Rationalisierungsgründen, eine Größe des Werkzeugs und des zugehörigen Werkzeughalters zu verwenden und die Anpassung an unterschiedliche Spangrößen oder Antriebsleistungen durch Rotoren mit unterschiedlich großen Querschnitten der Umfangsrippen vorzunehmen.

Die einander angepaßte Profilierung von Werkzeug und Umfangsrippe kann beliebig gewählt werden. Besonders empfehlenswert ist jedoch ein V-förmiges Profil, weil dies leicht herzustellen ist.

Hierbei ist es günstig, wenn die Seitenflächen des V-Profils im rechten Winkel zueinander stehen. Dies ergibt die größte Stabilität von Umfangsrippe und Werkzeug.

Vorteilhaft ist es ferner, daß das in Richtung der Rotorachse gemessene Eckmaß des Werkzeugs größer als die Breite der Umfangsrippen ist. Die in Axialrichtung über die Umfangsrippe Überstehenden Werkzeugteile Überlappen sich mit der Rctsticnsbshn des Werkzeugs dsr benschbsrten Umfangsrippe, so daß das Material Über die Arbeitsbreite mit Sicherheit vollständig zerkleinert wird.

Bei einer bevorzugten Ausfuhrungsform ist dafür gesorgt, daß die Tasche durch ein Prisma gebildet ist, dessen tiefste Stelle einen kleineren Abstand von der Rotorachse hat als die Basis der Umfangsrippen. Da ein solchen Prisma durch ebene Begrenzungsflächen gebildet wird, läßt- es sich leicht herstellen. Die vergleichsweise große Tiefe des Prismas erlaubt es, verhältnismäßig große und damit robuste Werkzeuge aufzunehmen.

Außerdem können die Werkzeuge an den Begrenzungsflächen

Günstig ist es ferner, daß die ebenen Begrenzungsflächen des Prismas im Bereich des Werkzeugs Verlängerungen der Seitenflächen der benachbarten Umfangsrippen bilden. Dies erlaubt es, Werkzeuge, die auch im radial inneren Teil ein V-förmiges Profil haben, zu verwenden, auch wenn sie ein größeres Eckmaß besitzen als die Breite der Umfangsrippen.

Des weiteren sollten die Werkzeughalter zwei dem Prisma angepaßte plane Auflageflächen haben. Dies ergibt eine besonders gute Abstützung der stark belasteten Werkzeughalter.

Empfehlenswert ist es, daß das Prisma rechtwinklig und das Werkzeug quadratisch ist» Solche quadratischen Werkzeuge haben den Vorteil, daß durch Drehen um 90° jeweils scharfe Schneidecken in die Arbeitsstellung gebracht werden. Dies gilt besonders deshalb, weil die drei nicht radial außen liegenden Schneidecken in der Tasche weitgehend geschlitzt angeordnet sind und daher im Betrieb nicht stumpf werden.

Noch günstiger ist es, wenn das Werkzeug zusätzlich beidseitig Schneidkanten aufweist. Dann ist sogar ein achtseitiges Benutzen des Werkzeugs möglich.

Mit besonderem Vorteil ist dafür gesorgt, daß das Werkzeug nur so weit radial über das Rippenprofil Übersteht, daß die entsprechend angepaßten Zacken des Gegerunessers in Radialrichtung das Rippenprofil überlappen. Durch diese Überlappung wird das Festklemmen von Materialien praktisch ausgeschlossen und das Ausreißen von langen Holzfasern weitgehend vermieden,,

Des weiteren sollten die Taschen spiralförmig über den Rotor verteilt sein. Dies ergibt eine gleichmäßige Belastung des Antriebs.
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Die Neuerung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten, bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch eine neuerungsgemäße Vorrichtung,

Fig. 2 eine Seitenansicht, teilweise im Längsschnitt, des Rotors einer neuerungsgemäßen Vorrichtung, 35

6· · i j »

Fig. 3 den Rotor der Fig. 2 mit eingesetztem Werkzeug,

Fig. 4 einen Teilquerschnitt durch den Rotor der Fig» 3,

Fig. 5 eine räumliche Darstellung des Werkzeugs,

Fig. 6 eine Teiidraufsicht auf Rotor und Gegenmesser,

Fig. 7 eine Darstellung ähnlich Fig. 6 und 10

Fig. 8 eine abgewandelte Rotorform.

In Fig. 1 ist eine Zerkleinerungsvorrichtung für Abfälle veransehaulicht, die ein Grundgestell 1 mit einem FUIlschacht 2 aufweist. An dessen Grund befindet sich ein mit Schneid- oder Hackwerkzeugen versehener, motorisch angetriebener Rotor 3, der mit einem Gegenmesser 4 zusammenwirkt. Auf einer Grundplatte 5 ist ein Schubboden 6 in Richtung des Doppelpfeils 7 hin- und herbewegbar. Er ist ebenfalls motorisch, insbesondere hydraulisch, angetrieben, und drückt jeweils die unterste Schicht des unsortiert eingefüllten Materials 8 gegen den Rotor 3. Wenn der Schubboden 6 zurückgezogen wird, rutscht das Material aus dem Füllschacht nach, so daß ein neu^r VorschubVorgang beginnen kann. Die Späne 9 werden nach unten ausgeworfen.

Die Fig. 2, 3 und 4 zeigen den Aufbau des rtotors 3. Er besitzt Umfangsrippen 10 und dazwischenliegende Umfanganuten 11. Beide weisen ein V-förmiges Profil mit Seitenflächen 12 und 13 auf. Diese sind konusförmig und stehen in einem Winkel von 90° zueinander. Jede Umfangsrippe 12 ist durch eine Tasche 14 in der Form eines Prismas unterbrochen. Dieses hat wiederum V-Profil, wobei die ebenen Begrenzungsflächen 15 und 16 in einem Winkel von 90° zueinander stehen. In der Mitte der Ta-

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sehe 14, also an ihrer tiefsten Stelle, bilden die Begrenzungsflächen 15 und 16 Verlängerungen der Seitenflächen 12 und 13 der benachbarten Umfangsrippen 10. Die zugehörige Umfangsrippe 10' ist in den Schnittdar-Stellungen der Fig. 2 und 3 nicht sichtbar und daher lediglich gestrichelt angedeutet. Die tiefste Stelle der Tasche 14 hat einen kleineren radialen Abstand von der Rotorachse als die Basis der Umfangsrippe 10, die gleichbedeutend mit der tiefsten Stelle der Umfangsnut 11 ist. '

r In der Tasche 14 ist ein Werkzeughalter 17 befestigt, insbesondere durch Schweißen. Er besitzt zwei den Begrenzungsflächen 15 und 16 angepaßte plane Auflageflä- chen 18. An diesem Werkzeughalter 17 ist stirnseitig ein Werkzeug 19 befestigt. Zu diesem Zweck besitzt es eine Gewindebohrung 20, in welche eine den Werkzeughalter 17 durchsetzende Schraube 21 eingreift. Der Größtquerschnitt des Werkzeughalters 17 entspricht dem quadra- tischen Querschnitt des Werkzeugs 19 oder ist kleiner.

Die Größe des Werkzeugs 19 ist so bemessen, daß es mit seinen Flächen 22 und 23 an den Begrenzungsflächen 15 und 16 dee Prismas anliegt und mit seinen Flächen 24 ( 25 und 25 gleichmäßig radial Über das Profil der Umfangsrippe 10' Übersteht. Infolgedessen ergibt sich mit dem Werkzeug 19', das der benachbarten Umfangsrippe 10 zugeordnet ist, eine Überlappung 26. Wie Fig. 4 zeigt, hat dieses Werkzeug 19' eine in Umfangerichtung versetzte Lage. Die Taschen 14 und zugehörigen Werkzeuge 19 sind daher spiralförmig Über den Rotorumfang verteilt. Jeder Umfangerippe 10 ist ein Werkzeug 19 zugeordnet.

In Fig. 3 ist die Schneidecke A de· Werkzeuges 19 wirksam. Die drei anderen Ecken B, C und D sind gut geschützt

angeordnet. Wenn die Schneidecke A abgenutzt ist, kann man durch viermaliges Drehen des Werkzeugs 19 um die Achse der Gewindebohrung 20 jeweils eine andere Schneidecke B, C oder D wirksam machen. Wenn man das Werkzeug 19 um 180° umklappt, können auch noch die Schineidecken A¹. B¹, C und (nicht dargestellt) D¹ wirksam gemacht werden.

Aus den Fig. 6 und 7 ist ersichtlich, daß das Gegeninesser 4 vier Zacken 27 aufweist, welche der Rotationsflä che 23 des werkte ^bestückten Rotors 3 angepaßt sind. Demzufolge ergibt sich ein zackenförtniger Schnittspalt 29, der die maximale Sennittiefe s, die Über die Arbeitsbreite konstant ist», bestimmt. Die Werkzeuge 19 nehmen daher nacheinander jeweils die gleiche Materialmenge ab. Wenn alle Werkzeuge das zu zerkleinernde Material (z.B. Kantholz) durchlaufen haben, kann der Vorschub um das Maß s erfolgen. Dies ergibt eine hohe Durchsatzleistung bei kleiner Antriebsenergie. Wegen des gleichmäßigen Spaltes und der Begrenzung der Schnittiefe sind auch keine Belastungsspitzen zu befürchten.

Die Zacken 27 des Gegenmessers 4 ragen radial zwischen die Umfangsrippen 10. Dies führt zu einer uberlapplung I (Fig. 7). Kanthölzer und BrettstUcke 30, die parallel zur Rotorachse zugeführt werden, kreuzen daher den Schnittepalt 29. Daher ist es praktisch ausgeschlossen, daß beim Einwirken des Werkzeuge auf das Material lange Holzfasern ausgerissen werden, die sich dann um Schnitt« spalt 28 verklemmen. Insgesamt ergibt sich ein geringer Überlängenanteil; das Spangranulat hat eine gleichmäßige Größe. Außerdem verhindert das überlappen weitgehend das Festklemmen von Materialien zwischen Rotor 3 und Gegenmesser 4« Da der Schnittspalt eine begrenzte Weite hat, können größere Materialteile auch nicht durch ihn hindurchtreten und sich zwischen Motor und einem Sieb, das üblicherweise hinter dem Gegenmesser angeordnet

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Furnier- und Papierabfällen, welche häufig paketweise oder geschichtet aufgegeben werden, verhindert, was früher oft zum Blockieren des Rotors rührte.

Das Eckmaß e der Werkzeuge 19 ist größer als die Breite a der Umfangsrippen 10&ldquor; wie dies in Fig. 7 dargestellt ist. Die schraffierte wirksame Spanfläche 31 kann bei gleichbleibender Größe des Werkzeugs 19 verändert werden, indem man beim Rotor die Tiefe t der Tasche 14 bsw. die Breite, a der Un; fangs rippen 10 verändert. Bei schmalem Schnittspalt 28 ergibt sich eine kleine Spanfläche und daher ein feines Granulat (Späne). Außerdem ( / erhS.lt aaa bei ■&*«?. eher Werkzeugstahl e'.ne niedrigere Antriebsleistung. In jedem Fall können große robuste Werkzeuge 19 -auch dann eingesetzt werdet?, wenn nur eine geringe Anrlebsleistung zur Verfügung steht und/oder ein feines Spangranulat gefordert wird«

In Fig. 8 ist ist ein geringfügig abgewandelter Rotor 103 dargestellt, dessen Umfangsrippen 110 am Außenumfang eine schmale Zylinderfläche 131 oder eine entsprechende Rundung besitzen. Hierdurch kann die Basis der Urfangsrippe 110 etwas breiter gehalten werden.

Von den veranschaulichten AusfUhrungsbeispielen kann in vielfacher Hinsicht abgewichen werden, ohne den Grundgedanken der Neuerung zu verlassen. So können die beschriebenen Rotoren nicht nur bei langsam laufendenden Abfallzerkleinereren, sondern auch bei schnell laufendenden Trommelhackern eingesetzt werden. Pro Umfangsrippe 10 kann auch mehr als ein Werkzeug 19 vorgesehen werden. Allerdings muß noch eine ausgeprägte Umfangsrippe verbleiben, so daß bei üblichen Rotordurchmessern nicht mehr als 2 oder 3 Werkzeuge vorhanden sein sollten.

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Claims

DR-ING. ULRICH KNOBLAUCH ; j .· _t j j

DR.-ING. ANDREAS KNOBLAUCH eooo frankfiskt^mn ,'.J

PATENTANWÄLTE kühhornshofweg10 ^*

POSTGIRO FRANKFURT/M. 3&Lgr;25-&bgr;&Ogr;5 (BLZ 50O10O60) TELEFON: (O69j 563&Ogr;1&Ogr; .

DRESDNER BANK. FRANKFURT/M. 23&Ogr;&Ogr;3&Ogr;8&Ogr;&Ogr; (BLZ SOOaOOOO) TELEFAX (&Ogr;69) 563O02 UJV/ D

TELEGRAMM: KNOPAT TELEX: All877 KNORl D

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€ Schutzansprüche

1- Zerkleinerungsvorrichtung für Abfälle, wie Holz, Papier oder Kunststoffe, mit einem Rotor, de" über

seine Arbeitsbreite eine Vielzahl nebeneinander angef &Lgr; / ordneter ümfangsrippen sowie Werkzeughalter mit daran

angebrachten Werkzeugen aufweist, und mit einem Gegenmesser, dessen Form der Rotationsfläche des werkzeug- -J bestückten Rotors angepaßt ist, dadurch gekennzeichnet, daß jede Umfangsrippe (10, 10·, 110) durch mindestens eine Tasche (14) unterbrochen ist, in dieser Tasche der Werkzeughalter (17) mit dem Werkzeug (19, 19') angeordnet ist und das Werkzeug ein Profil hat, das radial etwa gleichmäßig über das Rippenprofil übersteht.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ümfangsrippen (10, 10', 110) und die Werkzeuge (19, 19') ein V-förmiges Profil haben.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenflächen (12, 13) des V-Profils im rechten Winkel zueinander stehen.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das in Richtung der Rotorachse gemessene Eckmaß (e) des Werkzeugs größer als die Breite (a) der Ümfangsrippen (10) ist.

&idigr;&idigr; iiii se a * $ f it &xgr;

2 - I
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Tasche (14) durch ein Prisma gebildet ist, dessen tiefste Stelle einen kleiner&n Abstand von der Rotorachse hat als die Basis der

Umfangsrippen (10).
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die ebenen Begrenzungsflächen (15, 16) des PrismSS &khgr;&idiagr;&idigr;&idiagr; uSrSj.Cn uSS T?srKzsügs \13/ Verlängerungen der Seitenflächen (12, 13) der benachbarten Umfangsrippen (10) bilden.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeughalter (17) zwei dem Pris- ma angepaßte plane Auflageflächen (18) haben.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Prisma rechtwinklig und das Werzeug (19) quadratisch ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, datig Schneidkanten (22-25) aufweist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis S, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug (19) nur so weit radial über das Rippenprofil übersteht, daß die entsprechend angepaßten Zacken (27) des Gegenmessers (4) in Radialrichtung das Rippenprofil überlappen.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Taschen (14) spiralförmig über den Rotor (3) verteilt sind. 35