-
Zerkleinerungsverfahren und Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens
Die Erfindung betrifft ein Zerkleinerungsverfahren und eine Einrichtung zur Durchführung
des Verfahrens und ist insbesondere für die Verarbeitung von landwirtschaftlichen
Futtermitteln geeignet, ohne jedoch auf diesen Verwendungszweck eingeschränkt sein
zu sollen.
-
Die für landwirtschaftliche Zwecke bekannten Maschinen zur Aufbereitung
und Verarbeitung von Futtermitteln arbeiten in bekannter Weise mit rotierenden Werkzeugen,
wie z. B. Häckselmaschinen, Rübenschneider, Hammermühlen u. dgl. In den bekanntgewordenen
Ausbildungen sind aber diese Maschinen noch nicht geeignet, die für die moderne
Tierernährung geforderte breiartige Konsistenz von Grünfutter od. dgl. auf rationelle
Art und in zufriedenstellender Qualität zu erzielen. Will man dem aufzubereitenden
Grünfutter andere Futtermittel beimischen, insbesondere beispielsweise aufbereitete
Körnerfrüchte, so sind hierfür andere Maschinen erforderlich, und es ist bisher
nicht möglich gewesen, gleichzeitig mit der Aufbereitung des Grünfutters auch die
Mischung mit Futterzusätzen in einwandfreier Weise vorzunehmen.
-
Die Erfindung löst diese mehrfachen Aufgaben dadurch, daß das zu zerkleinernde,
innerhalb von Führungswänden einer Vorschubkraft unterworfene Gut einer Schlagwirkung
in zwei Phasen ausgesetzt wird, wobei die Größe der Schlagwirkung in der ersten
Phase gleichzeitig mit der Vorschubgeschwindigkeit fortschreitend gesteigert, in
der zweiten Phase bei verminderter Vorschubwirkung jedoch höchstens gleichgehalten
wird.
-
Die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens besonders geeignete,
ebenfalls einen Gegenstand der Erfindung bildende Einrichtung arbeitet nach dem
Prinzip der Hammermühle und
ist dadurch gekennzeichnet, daß das
für den Durchlauf des Gutes vorgesehene, an einen Beschickungsteil anschließende
Gehäuse aus einem sich erweiternden Teil und mindestens einem daran angeschlossenen
Teil besteht, wobei die aufeinanderfolgenden Querschnitte des letzteren höchstens
den größten Durchmesser des sich erweiternden Teiles aufweisen, und daß im Achsbereich
dieser Teile im Winkel zur Gehäuseachse angeordnete Schlagorgane mit ihren wirksamen
Teilen im Bereich des Innenmantels des Gehäuses rotieren, in dessen Endteil eine
regelbare Ausgabeöffnung vorgesehen ist.
-
Die Einrichtung wird bei der praktischen Ausbildung mit einer oder
mehreren Beschickungsöffnungen ausgestattet, von welchen ausgehend das zu zerkleinernde
Gut durch die nacheinander mit immer längeren Hebelarmen im konisch erweiterten
Gehäuseteil insbesondere als Hammer ausgebildeten Schlagorgane stetig anwachsenden
Fliehkraftwirkungen und damit ständig gesteigerten Umfangsgeschwindigkeiten ausgesetzt
wird; durch das konisch erweiterte Gehäuse ergibt sich hierbei eine Vorschubwirkung.
In dem anschließenden Gehäuseteil mit zylindrischer oder sogar kegelförmig verjüngterAusbildung,
in welchem entsprechend dieser Ausbildung gestaltete Schlagorgane, insbesondere
Hämmer rotieren, wird eine Bremskraft auf das' zerkleinerte Gut ausgeübt, welche
eine Stauung desselben bewirkt. Zur Vergrößerung dieser Wirkung können noch weitere
konisch verjüngte oder zylindrische Gehäuseteile mit entsprechenden Schlagorganen
angeschlossen sein.
-
In diesen Bereichen sind Schieber vorgesehen, welche für die Entnahme
des Gutes an einer entsprechend dem geforderten Zerkleinerungsgrad und in Anpassung
an die Natur des zu zerkleinernden Gutes an einer entsprechenden Stelle des Gehäusebodens
Öffnungen freigeben können. Es ist für die Ausübung des Verfahrens vorteilhaft,
wenn vor der Einwirkung der Schlaghämmer eine Zerkleinerung bestimmter, größerer
Bestandteile des Gutes durch einen rotierenden Messersatz bewirkt wird, dessen Umhüllende
in der Vorschubrichtung als ein sich erweiternder Kegel ausgebildet ist.
-
In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele dargestellt, wobei
sich die Fig. i Abis 3 auf eine Ausführung, die Fig. q. und 5 auf eine zweite Ausführung,
die Fig. 6 und 7 auf eine dritte Ausführung und die Fig. 8 -und g auf eine vierte
Ausführung beziehen.
-
Fib. i ist ein Längsschnitt der einen Ausführungsform; Fig. 2 ist
eine Queransicht eines in Fig. i dargestellten Messersatzes; Fig. 3 stellt einen
Querschnitt durch den zylindrischen Gehäuseteil der F ig. i dar; Fi:g. q. zeigt
die zweite Ausführungsform in einem Längsschnitt und Fig. 5 einen Querschnitt durch
die Deckelpartie der Fig. q.; Fig.6 ist eine Längsansicht, teilweise aufgeschnitten,
der dritten Ausführungsform und Fig. 7 eine zugehörige Seitenansicht; Fig.8 zeigt
im Längsschnitt, teilweise aufgeschnitten, die vierte Ausführungsform und FinG.
g eine zugehörige Seitenansicht.
-
In einem Gehäusekörper i mit dem zugehörigen Deckel 33 ist die Antriebswalde
3 der Einrichtung gelagert, an deren linkem Ende eine Riemenscheibe q. sitzt. Auf
der Antriebswelle 3 ist z. B. mittels Schellen 5, 6 ein Messersystem aufgeklemmt,
dessen Einzelmesser 7 auf Lappen 8 austauschbar durch Niete g od. dgd. befestigt
sein können. Die Schellen 5,. 6 werden mittels Schrauben io ,auf der Antriebswelle
3 festgeklennmt (Fig. 2). Die Messer 7 sind versetzt angebracht und mit gegen das
Gehäuseinnere zu steigendem Spitzenra)dius hergestellt. Im konisch erweiterten Gehäuseteil
i ist auf der Antriebswelle 3 ein System beweglicher :Schlaghämmer befestigt. Hierzu
sind beim Ausführungsbeispiel Kreuzbleche angeordnet, deren lotrechte Arme i i und
deren waagerechte Arme 12 abwechselnd um 9o° versetzt mit der Welle fest verbunden
sind und welche in Bohrungen durchgehende Lagerbolzen 13 tragen. An diesen hängen
die (der konischen Form des Gehäuseteiles i mit steigender Länge angep;aßten beweglichen
Hämmer 1q., die sowohl in den Lücken zwischen den senkrechten Armen i i als auch
2n den Lücken zwischen den waagerechten Armen 12 der Kreuzbleche angeordnet sind.
Durch,diese Anordnung wird erreicht, daß die Hämmer bei oder Rotation das Gehäuseprofil
in axialer Richtung lückenlos nacheinanderwirkend bestreichen, so ,daß sich bei
.der Verarbeitung klebrigen Zerkleinerungsgutes am Gehäuse kenne stegartigen Rückstände
absetzen können. Die Hämmer können hierbei so angeordnet sein, daß in jedem Lagerquerschnitt
der Achse 3 nur ein Hammer oder einander gegenüberliegend zwei Hämmer vorgesehen
sind. Die Lagerstellenentfernung in axialer Richtung .kann, in oder Vorschubrüchtung
betrachtet, abnehmen. Die Köpfe der Hämmer 14 sind vorteilhaft absatzartig ausgebildet.
-
An die Hämmer 14 schließt innerhalb des zylindrischen Teiles 2 ödes
Gehäuses eine Anzahl Hämmer 15 mit untereinander gleicher Länge an.
-
Im unteren Teil des zylindrischen Teiles i des Gehäuses befindet sich
am Umfang - eine Entnahmeöffnung 17; die durch einen vorteilhaft -gekrümmten, in
axialer Richtung beweglichen Schieber 18 abgedeckt oder freigegeben werden kann.
Der Schieber 18 besitzt ein Langloch ig, durch welches zur Feststellung des Schiebers
eine Flügelschraube 2o durchgeht und in den Gehäusekörper eingreift. Die Entnahmeöffnung
kann, wo dies wünschenswert erscheint, ;durch ein Sieb abgedeckt werden.
-
Am linken oberen Ende des Gehäuses i befindet sich der Beschickungsteil.
Er besteht beim Ausführungsbeispiel aus einem Beschickungstrichter 21 für Beschickungsgut
bestimmter Eigenschaften und vorteilhaft aus einer zweiten Beschickungsöffnung fürBeschickungsgut
andererEigensch.aften, die durch einen Schieber 36 od. @dgl. dn der um ein Gelenk
37 aufklappbaren Trichterwand 38 kontrotliert
werden kann. Sie
hat ihren größten Durchgangsquerschntt bei der durch ein Sperrorgan 39 hochgehaltenen,
gestrichelt gezeichneten Lage der Wand 38, welche den Eintritt von Beschickungsgut
in .die Zerkleinerungseinrichtung aus einer z. B. mit schräg abfallendem Boden ausgebildeten
Beschickungsplattform 40 mit großer Durchtrittsöffnung gestattet. Bei -geschlossener
Wand, wie dargestellt, kann durch verschiedene Stellungen des Schiebers 36 eine
verkleinerte Durchgangsöffnung nach Wahl freigegeben werden. Zwecks Flüssigkeitszusatzes
kann eine Leitungsmündung .4i vorgesehen sein.
-
Bei der vorwiegend vorgesehenen Anwendung der erfindungsgemäßen Einrichtung
zu landwirtschaftlichen Zwecken kann durch den Beschickungstrichter 21 beispielsweise
Gras und durch die durch den Schieber 36 teilweise freigegebene zweite Beschickungsöffnung
z. B. Körnerfutter od. dgl. in die Vorrichtung eingebracht werden, wobei letzteres
auf die Beschickungsplattform 4o aufgefahren werden kann.
-
Die Arbeitsweise der in Fi:g. i bis 3 dargestellten Maschine ist folgende:
Das durch eine oder beide der Beschickungsöffungen eingebrachte einheitliche oder
verschiedenartige Zerkleinerungsgut, z. B. Grünfutter, Rüben, Kartoffeln, Körnerfutter
od. @dgl., wird, gegebenenfalls nach Zusatz von Wasser oder einer anderen geeigneten
Flüssigkeit, wie Magermilch, durch die Messer 7, wie insbesondere für Rüben und
anderes großstückibes Gut erforderlich, vorzerkleinert und unter Mitwirkung des
Schubes des entsprechend gestalteten und geschliffenen Messersatzes in axialer Richtung
zum Hammersystem weiterbefördert, es durchläuft im konisch erweiterten Gehäuseteil
i die Hämmer 1q., wobei die durch die sich mit der Erweiterung des Gehäusedurchmessers
und mit (der Vergrößerung der Hebelarme der Hämmer 14 immer stärkere Wirkung der
Radialkomponente der aus den gesteigerten folgernden Schlagkräfte zur Zerteilung
und Zerkleinerung des Gutes und deren Axialkomponente zum Vorschub des Gutes auswirkt.
Die Odem Gut auf diese Weise erteilte Beschleunigung wird im zylindrischen Gehäuseteil
2 durch die Wirkung der Hämmer 15 von gleicher Länge bei bleichzeitigem Aufhören
eines erneuten Vorschubimpulses abgebremst, wodurch eine innige Mischung und weitere
Zerkleinerung des Gutes .bewirkt wird.
-
Auf diese Weise wird diie Schlagwirkung auf das zu zerkleinernde Gut
in zwei Phasen ausgeübt: Die erste Phase spielt sich im erweiterten Gehäuseteil
i ab, wo die Vorschubgeschwindigkeit durch die sich steigernden, an sich schon außerordentlich
hohen Umfangsgeschwindigkeiten der Hammerköpfe ebenso gesteigert wird, wie die Wucht
der Schlagwirkung, in der zweiten, im zylindrischen Gehäuseteil 2 ausgeübten Phase,
wird von :den ;gleichlangen Hämmern keine Axialkomponente wirksam, eine weitere
Vorschubkraft entfällt, im gesamten wird allerdings die Vorschubwirkung aus dem
Gehäuseteil i auch noch im Gehäuseteil 2 zur Geltung kommen. Die durch den Schieber
18 od. dgl. ausgeübte Widerstandskraft hat im Gehäuseteil 2 eine Stauwirkung zur
Folge, die sich der aufs der ersten Phase noch wirksamen Vorschuibkraft entgegenstellt,
so @daß die Hämmer 15 noch eine sehr wirksame weitere Zerkleinerungsarbeit zu leisten
vermögen, wobei eine innige Durchmischung des Gutes stattfindet.
-
Die E,instellbarkeit des Schiebers 18 gestattet es, bei einer bestimmten
Lage des Schiebers das Zerkleinerungsgut schon im Bernich der Hämmer 14 oder bei
einer anderen Schieberstell.ung erst im Bereich der Hämmer 15 zu entnehmen, das
Gut kann also wahlweise durch kürzere oder längere Zeit der Zerkleinerungsarbeit
ausgesetzt werden. Damit ist sowohl die Einstellung des Fednheitsgrades bei einem
bestimmten Gut als auch eine weitgehende Anpassung der Maschine an verschiedene
Materialien ermöglicht. Die Hämmer 15 im zylindrischen Gehäuseteil ,dienen nicht
nur der weiteren Zerkleinerung sowie der guten Durchmischung, sondern auch einer
wesentlichen Erleichte,rung der Ausgabe der zerkleinerten Masse.
-
Bei der in Fig.4 und 5 dargestellten beispielsweisen Ausführungsform
wird Idas zerkleinerte Gut erst am Ende des Werkzeugsatzes 14, 15 entnommen. Der
linke Teil der Maschine ist nicht dargestellt, da er der in den Fig. i bis 3 ibeschriebenenAusführung
entspricht. Die Anordnung erleichtert insbesondere die Ausgabe des zerkleinerten
Mischgutes aus der Maschine. Der Gebäus eteid 2 trägt unten einen Fd-ansch 23; der
zugehörige Deckel 33 ist mit einer unteren Begrenzungswand 24 versehen, welche eine
Öffnung 25 freigibt, die gegebenenfalls durch ein Sieb verschließbar ,ist. Der Durchtrittsquerschnitt
aus dem Gehäuseteil 2 zur Ausgabeöffnung 25 kann durch ein regelbares Drosselorgan
kontrolliert werden. Ein solches könnte nach Art einer Irisblende ausgebildet sein.
In einfacher Weise ist beim Ausführungsbeispiel am Flansch 23 des Gehäuses 2 ein
lotrechter Schieber 27 gelagert, der an den Seitenwänden 2$ des Deckels 33 geführt
ist und eine Flügelschraube 29 trägt, die in einem Langloch 30 des Flansches 23
verschiebhar ist.
-
Ist der Schieber 27 ganz geöffnet, so daß seine Oberkante im unteren
Mantelbereich des Gehäuses 35 liegt, so wird das von den Hämmern 15 bearbeitete
Zerkleinerungsgut seitlich aus dem Gehäuse 35 heraus:geschoben und von den kleineren
Hämmern 26 abgeschleudert. Hingegen verursacht die dargestellte gedrosselte
Sch,ieberstellung eine stirnseitige Stauung (des Gutes vor (dem Schieber 27, es
kann erst nach Überwinden der Stufe 31 im Deckel bzw. der Kante 32 am Schieber
aus dem Gehäuse austreten. Durch die Veränderung der Stellung des Schiebers 27 kann
in allen solchen Anordnungen nie Zerkleinerungszeit beei.nfußt und der Feinheitsgrad
reguliert werden.
-
Soll nie Durchmischung und Feinverteilung noch verbessert werden,
so kann, wie in den Fig. 6 und 7 dargestellt, an den zyldndrä;schen Gehäuseteil
2 ein konisch verjüngter Gehäuseteil 34 angeschlossen
sein, in welchem
in Anpassung an niese Verjüngung fortschreitend verkürzte Hämmer 16 wirksam sein
können. Die von Hammer zu Hammer verringerte Umfangsgeschwindigkeit übt auf Idas
Gut eine energische Bremswirkung aus, durch die dadurch hervorgerufene besonders
ausgeprägte Stauung wird der Durchmnschungsgrad und die Feinverteilung noch weiter
verbessert. Im unteren Teil des konischen Verjüngungsteiles 34 ist eine Ausgabeöffnung
22 (Fig. 7) vorgesehen, (die durch ein sich gegenläufig nach beiden Seiten öffnendes,
vorzugsweise nach Kegelflächen' ausgebildetes System von Schieberpaaren 42, 43,
44, 45, 46, 47 wahlweise mehr oder weniger freigegeben werden kann. Bei oder in
Fig. 7 veranschaulichten Stellung ist die mittlere Partie des konischen Teiles 34
geöffnet, die Schieber 44 und 45 sind somit nach oben geschoben. Je nach voller
oder teilweiser Öffnun@g aller oder nur einzelner der Schieberpaare kann die Größe
der Ausgabeöffnung 22 sowie die Form derselben allen wie immer anfallenden Massen
angep,aßt werden, und zwar auch während ,des Betriebes. Die einzelnen Schieber 42,
43, 44, 45, 46, 47 können hierfür voneinander unabhängig oder in gegenseitiger zwangläufiger
Abhängigkeit angeordnet sein.
-
Endlich ist in den Fig.8 und 9 eine weitere Variante veranschaulicht,
bei welcher an den konischen Verjüngun@gstei134 des Gehäuses abermals ein zylindrischer
Gehäiuseteid 35 angeschlossen ist, -innerhalb .dieses Teiles sind Hämmer 26 gleicher
Länge wirksam. Die Anordnung mit einem lotrechten Schieber 27 oder einem anderen
Drosselorgan entspricht der in den Fdg.4 und 5 vorgesehenen = Ausbildung.
-
Wenn die beschriebenen Möglichkeiten zur Beschickung mit verschiedenartigen
Materialien, beispielsweise durch die Beschickungsorgane 2r, 36 od. @dgl., nicht
ausreichen, so kann die erfindungsgemäße Einrichtung in einfacher Weise dadurch
ergänzt werden, @daß auf der Welle 3 eine Körnerzerkleinerungsvorrichtung, vornehmlich
eine Hammermühle bekannter Bauart, angeordnet ist, deren vermahlenes Gut in den
Beschickungstrichter 21 eingeblasen wind. Dadurch isst es möglich, bei geringstem
Kraftbedarf mehrere vollkommen verschiedenartige und in ihrer Zerkleinerungsfähigkeit
voneinander grundsätzlich abweichende Ausgangsmaterialien in einem Arbeitsgang zu
zerkleinern und zu einer gut tdurchmischten Futtermasse gleichmäßiger Zusammensetzung
zu mischen.
-
Zahlreiche weitere Varianten ergeben sich durch gegenseitige Kombinationen
der @dargestellten Möglichkeiten. Hierbei können an die Stelle konischer Gehäuseteile
auch solche Teile treten, ,die aus absatzweise ane-ina.ndergeschlossenen Zylinderteilen
verschiedener Durchmesser bestehen. An Stelle der vorstehend beschriebenen Ausbildung
der Schlagorgane in Hammerform können die Schlagorgane auch als messerartige Körper
zur Anwendung gelangen.
-
Auch über die angedeuteten Möglichkeiten hinans kann die Erfindung
nach zahlreichen weiteren Lösungswegen verwirklicht wenden, die im Rahmen ihres
Schutzumfanges liegen.
-
Die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen
Einrichtung ist insbesondere auf die Erfordernisse in der Landwirtschaft abgestellt.
So kann einheitliches Futter oder Mischfutter, auch aus Bestandteilen von völlig
abweichender Struktur, so hergestellt werden, daß eine beliebig feine Masse von
einheitlichem Verteilungsgrad entsteht, insbesondere ist eine einwandfreie Durc:hmischung
von Gras, Heu oder ähnlichen stengelartigen Futtermassen mit Körnerfutter, gegebenenfalls
unter Zugabe flüssiger Massen bei weitestgehenider Zerkleinerung bis in Breiform,
möglich. Ebenso wie für die Bereitung einer feinverteilten Futtermasse eignet sich
die Erfindung auch für die Zerkleinerung von Torfmull, Streumaterial, Stallmist
od.,dgl.
-
Auch für die Verwendung im Küchenibetrieb, insbesondere zur Feinzerteilung
von Spinat oder ähnlichen, bisher nur schwer bearbeitbaren Ausgangsstoffen, ist
der Erfindungsgegenstand geeignet, -der im übrigen auch für rein technische Zwecke
eine vorteilhafte Anwendung gestattet.