EP2598248A1

EP2598248A1 - Zweiwellenzerkleinerer mit wechselbarem schneidmessersatz

Info

Publication number: EP2598248A1
Application number: EP11727471.2A
Authority: EP
Inventors: Michael Abeln; Markus Kolbeck
Original assignee: Hugo Vogelsang Maschinenbau GmbH
Current assignee: Hugo Vogelsang Maschinenbau GmbH
Priority date: 2010-07-26
Filing date: 2011-06-27
Publication date: 2013-06-05
Also published as: KR20130103491A; US20130214075A1; WO2012016762A1; CN103153470A; AU2011287848A1; JP2013532579A; DE202010010662U1; BR112013002010A2

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Zweiwellenzerkleinerer zur Zerkleinerung von Feststoffen oder Feststoffen in Flüssigkeiten, umfassend ein Gehäuse, eine erste und eine zweite Welle, welche in dem Gehäuse drehbar gelagert sind, eine Vielzahl von ersten Messerscheiben auf der ersten Welle, eine Vielzahl von zweiten Messerscheiben auf der zweiten Welle, wobei die ersten und zweiten Messerscheiben axial zueinander versetzt sind, dass zumindest einige der ersten Messerscheiben jeweils in einen Zwischenraum zwischen zwei benachbarten zweiten Messerscheiben eingreift und einige der zweiten Messerscheiben jeweils in einen Zwischenraum zwischen zwei benachbarten ersten Messerscheiben eingreift. Erfindungsgemäß sind die ersten und zweiten Messerscheiben als erster bzw. zweiter Messerscheibenblock ausgeführt sind, indem die Messerscheiben einstückig an einem ersten bzw. zweiten Nabenkörper angeformt sind, der eine axiale Bohrung aufweist, welche um einen Abschnitt der jeweiligen Welle angeordnet werden kann, und der drehmomentfest auf der Welle befestigt ist, vorzugsweise mittels einer formschlüssigen Welle-Nabe-Verbindung.

Description

Zweiwellenzerkleinerer mit wechselbarem Schneidmessersatz

Die Erfindung betrifft einen Zweiwellenzerkleinerer zur Zerkleinerung von Feststoffen oder Feststoffen in Flüssigkeiten, umfassend ein Gehäuse, das einen innen liegenden Zerkleinerungsraum definiert, eine Einlassöffnung in dem Gehäuse zur Zufuhr von Feststoffen in den Zerkleinerungsraum, eine Auslassöff- nung in dem Gehäuse zur Abfuhr von zerkleinerten Feststoffen aus dem Zerkleinerungsraum, eine erste Welle, welche in dem Gehäuse drehbar gelagert ist und sich teilweise in den Zerkleinerungsraum erstreckt oder diesen durchdringt, eine zweite Welle, welche in dem Gehäuse drehbar gelagert ist, sich teilweise in den Zerkleinerungsraum erstreckt und die parallel zur ersten Welle verläuft, eine Vielzahl von ersten Messerscheiben, die auf der ersten Welle solcherart drehmomentfest befestigt sind, dass zwischen zwei benachbarten ersten Messerscheiben jeweils ein Zwischenraum besteht, eine Vielzahl von zweiten Messerscheiben, die auf der zweiten Welle solcherart drehmomentfest befestigt sind, dass zwischen zwei benachbarten zweiten Messerscheiben jeweils ein Zwischenraum besteht, wobei die ersten und zweiten Messerscheiben axial zueinander versetzt sind, dass zumindest einige der ersten Messerscheiben jeweils in einen Zwischenraum zwischen zwei benachbarten zweiten Messerscheiben eingreift und einige der zweiten Messerscheiben jeweils in einen Zwischenraum zwischen zwei benachbarten ersten Messerscheiben eingreift. Zweiwellenzerkleinerer dieser Bauweise werden dazu eingesetzt, um Feststoffe, beispielsweise organische Stoffe, wie Äste, Zweige, Pflanzen oder andere Materialien wie Kunststoffabfälle zu zerkleinem. Dabei können die zu zerkleinernden Feststoffe dem Zweiwellenzerkleinerer durch die Einlassöffnung in trockener Form oder in einem Flüssigkeitsstrom zugeführt werden.

Zum Zwecke einer wirkungsvollen Zerkleinerung weisen Zweiwellenzerkleinerer zwei Wellen auf, auf denen jeweils eine Vielzahl von Messerscheiben angeordnet ist. Diese Messerscheiben greifen wechselseitig ineinander, was dadurch ermöglicht und erreicht wird, dass zwischen zwei benachbarten Messerscheiben einer Welle ein axialer Abstand besteht, der größer als die Dicke einer Messerscheibe der anderen Welle ist und der Achsabstand der beiden Wellen voneinander kleiner als der Durchmesser einer Messerscheibe ist.

Die zwei Wellen eines Zweiwellenzerkleinerers sind typischerweise gegenläufig angetrieben und zu diesem Zweck beispielsweise über ein entsprechendes Getriebe miteinander gekoppelt. Ein gutes Zerkleinerungsergebnis wird insbesondere dann erzielt, wenn die zwei Wellen sich mit unterschiedlicher Drehzahl drehen. Auf diese Weise werden hohe Scherkräfte und Zerreißkräfte durch die gegenläufigen Messerscheiben im Zwischenraum zwischen den beiden Wellen bewirkt, was zu einer wirkungsvollen Zerkleinerung der Feststoffe führt. Außerdem bewirken unterschiedliche Drehzahlen, dass bei jeder Umdrehung andere Messersegmente benachbarter Messerscheiben miteinander in Eingriff kommen, wodurch die Messerscheiben selbsttätig von anhaftendem Zerkleinerungsgut gereinigt werden.

Nachteilig an Zweiwellenzerkleinerern dieser Bauart ist, dass aufgrund der Bewegungsform der beiden Wellen und der darauf angeordneten Messerscheiben zueinander einzelne Messerscheiben beschädigt werden können, wenn ein harter Feststoffkörper in den Zerkleinerungsraum gelangt und zwischen zwei Messerscheiben oder zwischen einer Messerscheibe und der gegenüberliegenden Welle eingeklemmt wird. Hierdurch kann eine Messerscheibe gravierend im Bereich ihrer Schneidkanten beschädigt werden, wodurch der weitere Betrieb des Zweiwellenzerkleinerers nicht mehr möglich ist oder nur mit geringer Zerkleinerungseffizienz erfolgt.

Es ist bekannt, Zweiwellenzerkleinerer zu diesem Zweck mit einem Schnellwechselsystem auszurüsten, bei dem die Messerscheiben einzeln von den Wellen abgezogen werden können, um eine solche beschädigte Messerscheibe auszutauschen. Hierdurch wird erreicht, dass die Funktionsfähigkeit des Zweiwellenzerkleinerers mit einem kurzen Wartungsaufwand und geringen Ersatzteilkosten wiederhergestellt werden kann.

Ein weiterer Nachteil bekannter Zweiwellenzerkleinerer besteht darin, dass durch einen Feststoffkörper, der zwischen zwei miteinander kämmende Messerscheiben gerät oder zwischen eine Messerscheibe und die dieser gegenüberliegenden Welle gerät, zu einer beträchtlichen Drehmomentspitze an diesen beiden Messerscheiben bzw. der einen Messerscheibe führen kann. Diese Drehmomentspitze kann zur Folge haben, dass sich die drehmomentfeste Abstützung einer Messerscheibe auf einer Welle lösen kann. Durch eine solche Beschädigung der drehmomentfesten Verankerung einer Messerscheibe auf der Welle kann der weitere Betrieb des Zweiwellenzerkleinerers unmöglich werden oder nur mit begrenzter Effizienz und insbesondere mit der Gefahr einer weitergehenden Beschädigung anderer Bauteile des Zweiwellenzerkleinerers weitergeführt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Zweiwellenzerkleinerer bereitzustellen, der die vorgenannten Probleme vermeidet oder zumindest verringert.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die ersten Messerscheiben als erster Messerscheibenblock ausgeführt sind, indem die ersten Messerscheiben einstückig an einem ersten Nabenkörper angeformt sind, der eine axiale Bohrung aufweist, welche um einen Abschnitt der ersten Welle angeordnet werden kann, und der drehmomentfest auf der ersten Welle befestigt ist, vorzugsweise mittels einer formschlüssigen Welle-Nabe-Verbindung, und die zweiten Messerscheiben als zweiter Messerscheibenblock ausgeführt sind, in- dem die zweiten Messerscheiben einstückig an einem zweiten Nabenkörper angeformt sind, der eine axiale Bohrung aufweist, welche um einen Abschnitt der zweiten Welle angeordnet werden kann, und der drehmomentfest auf der zweiten Welle befestigt ist, vorzugsweise mittels einer formschlüssigen Welle-Nabe- Verbindung.

Mit dem erfindungsgemäßen Zweiwellenzerkleinerer wird eine vorteilhafte Bauweise des Messerscheibensatzes bereitgestellt. Diese verbesserte Bauweise besteht darin, dass die Messerscheiben einstückig an einem Nabenkörper ausgebildet sind. Hierdurch wird ein monolithischer Messerscheibensatz ausgebildet, bei dem vorzugsweise alle für eine Welle vorgesehenen Messerscheiben einstückig an einem gemeinsamen Nabenkörper ausgebildet sind. Diese Ausgestaltung kann für eine der beiden Wellen oder beide Wellen ausgeführt werden.

Ein entscheidender Vorteil der Erfindung besieht darin, dass die Messerscheiben nun stoffschlüssig mit einem Nabenkörper verbunden sind. Dieser Stoffschluss kann erreicht werden, indem die Messerscheiben und der Nabenkörper aus einem einzigen Ausgangsmaterial herausgearbeitet werden und folglich solcherart einstückig ausgebildet sind oder indem die Messerscheiben durch entsprechende stoffschlüssige Fügeverfahren, beispielsweise Reibschweißverfahren oder andere Schweißverfahren mit dem Nabenkörper stoffschlüssig verbunden und folglich einstückig ausgebildet werden. Durch diese hoch belastbare Verbindung zwischen den Messerscheiben und dem Nabenkörper und zugleich der hierdurch eröffneten Möglichkeit, eine sich über einen langen axialen Abschnitt der Welle erstreckende drehmomentfeste Befestigung des Nabenkörpers auf der Welle zu erzielen, wird die Gefahr, dass sich eine einzelne Messerscheibe durch eine durch einen harten Feststoffkörper hervorgerufene Spitzenlast lockert, in entscheidender Weise herabgesetzt. Der erfindungsgemäße Zweiwellenzerkleinerer ist hierdurch insgesamt leistungsfähiger und robuster und weist eine insgesamt höhere Standzeit der darin angeordneten Messerscheiben auf. Weiterhin ermöglicht der erfindungsgemäße Zweiwellenzerkleinerer, dass bei einer trotzdem auftretenden Beschädigung einer oder mehrerer Messerscheiben der einstückige Messerscheiben-Nabenkörper-Verbund von der Welle abgenommen wird und eine die Funktionsfähigkeit wiederherstellende Reparatur daran ausgeführt wird. Alternativ hierzu kann der gesamte einstückige Verbund aus Messerscheiben und Nabenkörper auch ersetzt und gegen ein intaktes Neuteil oder Tauschteil ausgetauscht werden.

Der Erfindung liegt hierbei die Erkenntnis zugrunde, dass die Gefahr der Beschädigung einer einzelnen Messerscheibe maßgeblich dadurch herabgesetzt werden kann, dass diese Messerscheibe einstückig mit einem Nabenkörper verbunden wird, der sich axial weiter erstreckt als die Messerscheibe selbst. Hierdurch wird eine Entlastung der Welle-Nabe-Verbindung erreicht, die zu einer Verringerung der Gefahr der Beschädigung der drehmomentfesten Verankerung einer einzelnen Messerscheibe auf der Welle führt. Der erfindungsgemäße Zweiwellenzerkleinerer ist hierdurch in der Lage, höhere Schneidleistungen auszuführen, ohne dass hierbei einzelne Schneidmesser im Bereich ihrer Welle- Nabe-Verbindung beschädigt werden.

Als weiterer Vorteil hat sich herausgestellt, dass der Austausch des einstückigen Messerscheiben-Naben-Verbundes montagefreundlicher ist als der Austausch einzelner Messerscheiben in einem Zweiwellenzerkleinerer nach dem Stand der Technik. Insbesondere wird mit der erfindungsgemäßen Ausführungsform erreicht, dass Montagefehler, beispielsweise, indem eine falsche Distanzhülse zwischen zwei Messerscheiben eingebaut wird, vermieden werden können und hierdurch die Betriebssicherheit und Montagefreundlichkeit des erfindungsgemäßen Zweiwellenzerkleinerers gegenüber dem Stand der Technik verbessert wird.

Ein weiterer Vorteil, der sich aus der einstückigen Fertigung des Messerscheibenblocks ergibt, liegt darin, dass hierdurch sehr kleine Spaltmaße zwischen den ineinander greifenden Messerscheiben realisiert werden können. Dies liegt darin begründet, dass durch die Fertigung des Messerscheibenblocks aus einem Stück mit direkten Toleranzmaßen gearbeitet werden kann, wohingegen sich bei der Zusammenstellung eines Schneidmessersatzes aus mehreren einzelnen Messerscheiben und Zwischenhülsen, die Toleranzen für diese Messerscheiben und Zwischenhülsen addieren und folglich zur Sicherstellung eines Freilaufs höhere Spaltmaße erfordern. Durch die geringeren Spaltmaße wird eine bessere Schneidwirkung des erfindungsgemäßen Zweiwellenzerkleinerers bewirkt. Noch ein weiterer Vorteil ergibt sich daraus, dass in vielen Zerkleinerungsaufgaben innerhalb einer Flüssigkeit befindliche Feststoffe zerkleinert werden müssen. In diesem Fall ist es wünschenswert den Zerkleinerungsraum gegen die Welle abzudichten. Diese Abdichtung wird durch die Ausgestaltung des Schneidmessersatzes als monolithischer Messerscheibenblock erheblich erleichtert, da nur noch zwei Dichtflächen abzudichten sind, jeweils an den Stirnseiten des Messerscheibenblocks. Demgegenüber haben Schneidmessersätze des Standes der Technik eine Vielzahl von Dichtflächen zwischen den jeweiligen Messerscheiben und Hülsen.

Die drehmomentfeste Befestigung der Nabenkörper auf den Wellen kann durch eine reib- bzw. kraftschlüssige Verbindung bewirkt werden, vorzugsweise aber wird hierzu eine formschlüssige Weile-Nabe-Verbindung eingesetzt, beispielsweise eine Vielzahnwelle, Keilwelle oder eine Passfeder-Verbindung zwischen dem Nabenkörper und der Welle. Dabei ist insbesondere vorteilhaft, wenn sich die drehmomentfeste Welle-Nabverbindung über die gesamte axiale Längserstreckung des Messerscheibenblocks erstreckt oder zumindest über eine Länge, die mehr als die Hälfte der axialen Länge des Messerscheibenblocks ausmacht oder insbesondere zumindest größer als die Breite einer einzelnen Messerscheibe ist. Hierdurch wird die Belastbarkeit der Drehmomentübertragung zwischen dem Messerscheibenblock und der Welle gegenüber dem Stand der Technik erheblich erhöht und die Gefahr des Versagens dieser Welle-Nabenverbindung reduziert. Grundsätzlich ist zu verstehen, dass die Befestigung des Nabenkörpers auf der Welle lösbar ist, um den Nabenkörper mitsamt aller einstückig daran angeformten Messerscheiben von der Welle abziehen zu können.

Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der erste und/oder der zweite Messerscheibenblock spanend gefertigt ist, indem die ersten bzw. zweiten Messerscheiben und der erste bzw. zweite Nabenkörper spanend aus jeweils einem einstückigen Metallblock gefertigt sind. Mit dieser Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Nabenkörper-Messerscheiben- Verbundes wird eine effizient gefertigte Ausgestaltung erfindungsgemäß eingesetzt. Dabei ist zu verstehen, dass die mehreren Messerscheiben aus einem zylindrischen Ausgangsmaterial hergestellt werden können, welches einen Außendurchmesser hat, der mindestens dem maximalen Außendurchmesser einer Messerscheibe entspricht. Hierbei wird der Zwischenraum zwischen einzelnen Messerscheiben durch spanende Bearbeitung hergestellt und anschließend oder zuvor durch entsprechend spanende Bearbeitung in Axialrichtung die Schneid- und Reißwerkzeuge am Außenumfang jeder Messerscheibe spanend hergestellt.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die axiale Breite des Zwischenraums zwischen zwei benachbarten Messerscheiben in radialer Richtung konstant ist. Mit dieser Ausführungsform wird es ermöglicht, dass ein Schneidmesser mit in Radialrichtung konstanter Axialbreite in den Zwischenraum zwischen zwei benachbarten Messerscheiben eingreifen kann und hierbei gleichmäßig verlaufende Spalte zwischen der in den Zwischenraum eingreifenden Messerscheibe und den Wänden der den Zwischenraum begrenzenden Messerscheiben entstehen.

Noch weiter ist es bevorzugt, dass am Außenumfang jeder Messerscheibe eine Vielzahl von Schneidelementen angeordnet sind, die jeweils an einer entsprechenden Vielzahl von Schneidelementaufnahmen lösbar befestigt sind. Bei dieser Ausführungsform kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Schneidelemente als austauschbare Wechselschneidplatten ausgeführt sind, die mittels einer Schraubbefestigung an den Messerscheiben befestigt werden können. Hierdurch wird der Ersatz von stumpfen oder beschädigten Schneidelementen ermöglicht und folglich vermieden, dass aufgrund solcher Verschleißerscheinungen oder Beschädigungen der gesamte Messerscheibenblock ersetzt bzw. ausgetauscht werden muss.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass am Außenumfang jeder Messerscheibe eine Vielzahl von Schneidelementen angeordnet sind, die einstückig mit der Messerscheibe verbunden sind. Diese Ausführungsform stellt eine fertigungstechnisch vorteilhafte Gestaltung dar, die kos- tengünstig herzustellen ist und eignet sich für eine Vielzahl von Zerkleinerungsaufgaben.

Noch weiter ist bevorzugt vorgesehen, dass am Außenumfang jeder Messerscheibe eine Vielzahl von Schneidelementen angeordnet sind, und die Schneidelemente der Messerscheiben eines Messerscheibenblocks entlang einer Schraubenlinie eines ein- oder mehrgängigen Gewindes verlaufen. Auf diese Weise werden die Schneidelemente als eine oder mehrere Reihen entlang des Außenumfangs des Messerscheibenblocks ausgeführt, wobei die Schraubenlinie mit einer großen Steigung im Bereich eines nahezu axialen Verlaufs ausgeführt sein kann. Durch den so erzielten Versatz der Schneidelemente zueinander wird vermieden, dass die Schneidelemente benachbarter Messerscheiben zeitgleich auf einen zu zerkleinernden Feststoff, der sich parallel zur Rotationsachse gelegt hat, treffen und hierdurch eine dynamische Spitzenbelastung auf alle Messerscheiben des Messerscheibenblocks bewirken. Stattdessen greifen die entlang einer Schraubenlinie angeordneten Schneidelemente durch die Rotation des Messerscheibenblocks aufeinander folgend ein und erzeugen somit eine kontinuierliche Schneidkraft. Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass ein Schneidelement einer ersten Schraubenlinie auf etwa gleicher Höhe mit einem Schneidmesser einer hierzu benachbarten Schraubenlinie am anderen Ende des Messerscheibenblocks liegt.

Noch weiter ist es bevorzugt, dass am Außenumfang jeder Messerscheibe eine Vielzahl von Schneidelementen angeordnet sind, die Schneidelemente der Messerscheiben des ersten und des zweiten Messerscheibenblocks entlang einer Schraubenlinie eines ein- oder mehrgängigen Gewindes verlaufen und der erste und zweite Messerscheibenblock solcherart auf der ersten bzw. zweiten Welle montiert sind, dass die Schraubenlinie des Gewindes des ersten Messerscheibenblocks linksgängig und die Schraubenlinie des Gewindes des zweiten Messerscheibenblocks rechtsgängig verläuft. Durch diese Ausführung der Messerscheibenblöcke und deren Anordnung wird erreicht, dass die schraubenlinien- förmig verlaufenden Schneidelemente im Sinne eines schräg verzahnten Getriebes miteinander kämmen und hierdurch wiederum Spitzenlasten durch parallel zur Rotationsachse liegende, von den Schneidelementen erfasste Feststoffe vermieden.

Erfindungsgemäß kann weiterhin vorgesehen sein, dass die Schneidelemente oder Schneidspitzen an den jeweiligen Messerscheiben durch ein Härteverfahren gehärtet sind, wohingegen der Rest der Messerscheibe und die Nabe einer solchen Härtung nicht unterzogen wird und nach wie vor zäh elastisch ist. Hierdurch wird einerseits die Verschleißfestigkeit der zerkleinerungswirksamen Schneidelemente erhöht, zugleich aber die Unempfindlichkeit gegenüber Stoßbelastungen des Messerscheibenblocks beibehalten, da dieser aufgrund der Zähigkeit des Materials auf Schlagbelastungen durch elastische oder sogar plastische Verformung reagieren kann.

Schließlich ist gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, dass der erste und der zweite Messerscheibenblock in Bezug auf die axiale Positionierung der Messer baugleich sind, jeder Messerscheibenblock beginnend an einem jeweils ersten Ende mit einem Nabenabsatz, axial gefolgt von einer Messerscheibe und weiteren, jeweils voneinander durch einen Zwischenraum beabstandeten Messerscheiben und endend an einem zweiten Ende mit einer Messerscheibe aufgebaut ist, und der erste und zweite Messerscheibenblock solcherart im Zerkleinerungsraum montiert sind, dass das erste Ende des ersten Messerscheibenblocks radial gegenüberliegend zum zweiten Ende des zweiten Messerscheibenblocks angeordnet ist und das zweite Ende des ersten Messerscheibenblocks radial gegenüberliegend zum ersten Ende des zweiten Messerscheibenblocks angeordnet ist. Mit dieser Fortbildung wird eine vorteilhafte einheitliche Fertigung des ersten und zweiten Messerscheibenblocks in Bezug auf zahlreiche, bestimmte Fertigungsschnitte ermöglicht und dann durch spiegelverkehrten Einbau des ersten zum zweiten Messerscheibenblocks erreicht, dass die Messerscheiben des ersten Messerscheibenblocks in die Zwischenräume des zweiten Messerscheibenblocks eingreifen und umgekehrt. Dies erleichtert einerseits die Vorratshaltung für vorgefertigte Messerscheibenblöcke, andererseits die Fertigung und führt zudem zu einer universellen Ersetzbarkeit bevorrateter Messerscheibenblöcke beim Kunden. Durch die einheitliche Fertigung können zudem die Fertigungskosten für die Messerscheibenblöcke reduziert werden.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist ein Schneidmessersatz für einen Zweiwellenzerkleinerer der zuvor beschriebenen Bauweise, welcher sich dadurch auszeichnet, dass der Schneidmessersatz als Messerscheibenblock ausgeführt ist, indem eine Vielzahl von Messerscheiben einstückig an einem Nabenkörper angeformt sind, der eine axiale Bohrung aufweist, die ausgebildet ist, um drehmomentfest auf einer Welle befestigt zu werden, vorzugsweise mittels einer formschlüssigen Welle-Nabe-Verbindung. Dieser Schneidmessersatz kann insbesondere dazu dienen, um bestehende Zweiwellenzerkleinerer mit dem erfindungsgemäß vorteilhaften Messerscheibenblock nachzurüsten und dient weiterhin als Ersatzteil für Messerscheibenblöcke der erfindungsgemäßen Bauart.

Der erfindungsgemäße Schneidmessersatz kann insbesondere in solcher Weise fortgebildet werden, wie zuvor für den in dem Zweiwellenzerkleinerer verbauten Messerscheibenblock erläutert.

Schließlich ist ein weiterer Aspekt der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Schneidmessersatzes für einen Zweiwellenzerkleinerer der zuvor erläuterten Bauweise, welches die Schritte umfasst: Bereitstellen eines Halbzeugs, dessen Länge mindestens der Länge des Schneidmessersatzes entspricht und der die gewünschte Kontur des Schneidmessersatzes zumindest als Umhüllende umgibt, spanendes Bearbeiten des Halbzeugs zur Herstellung einer axialen Längsbohrung und einer Passfedernut in dieser Längsbohrung, spanendes Bearbeiten des Halbzeugs zur Erzeugung von Axialzwischenräumen zwischen zwei benachbarten Messerscheiben und spanendes Bearbeiten des Halbzeugs zur Erzeugung von Schneidelementen auf den Umfang sflächen der Messerscheiben.

Mit diesem Verfahren wird eine besonders effiziente Herstellung für einen montagefreundlichen Schneidmessersatz für einen Zweiwellenzerkleinerer bereitgestellt und zugleich eine höhere Belastbarkeit dieses Schneidmessersatzes gege- nüber durch harte Feststoffe auftretenden Spitzenbelastungen an einzelnen Schneidmessern erzielt.

Bevorzugte Ausführungsformen werden anhand der beiliegenden Figuren erläutert. Es zeigen:

Fig. 1b eine entlang der in Fig. 1a dargestellten Linie A-A längs geschnittene Seitenansicht eines Zweiwellenzerkleinerers mit darin eingebauten Messerschei- benblöcken,

Fig. 2b eine entlang der in Fig. 2a Linie B-B geschnittene Frontalansicht eines Zweiwellenzerkleinerers mit darin eingebauten Messerscheibenblöcken,

Fig. 3 eine perspektivische Draufsicht auf zwei erfindungsgemäße Messerscheibenblöcke in Montageanordnung.

Fig. 4 eine Frontalansicht der Messerscheibenblöcke nach Fig. 3, und

Fig. 5 eine Seitenansicht der Messerscheibenblöcke nach Fig. 3.

Figuren 1 und 2 zeigen einen Längsschnitt und einen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Zweiwellenzerkleinerer. Wie ersichtlich, ist der Zweiwellen- zerkleinerer in einen Getrieberaum 10 und einen Zerkleinerungsraum 20 unterteilt, die gegeneinander abgedichtet sind. Im Bereich zwischen Getrieberaum und Zerkleinerungsraum sind zwei Wellen 30, 40 drehbar innerhalb eines Gehäuses des Zerkleinerers gelagert.

Die Wellen 30, 40 erstrecken sich in den Zerkleinerungsraum 20. Grundsätzlich ist zu verstehen, dass die Wellen in einem Deckel, der den Zerkleinerungsraum 20 auf der dem Getriebe abgewandten Seite abschließt, ebenfalls zusätzlich gelagert sein können. Der Zerkleinerungsraum 20 weist eine Einlass- und eine Austrittsöffnung 21 , 22 auf, durch welche Feststoffe oder mit Feststoffen beladene Flüssigkeiten dem Zerkleinerungsraum zugeführt werden können bzw. daraus abgeführt werden können.

Im Zerkleinerungsraum ist ein erster Messerscheibenblock 60 und ein zweiter Messerscheibenblock 70 drehmomentfest auf den Wellen 30, 40 befestigt.

Die beiden Wellen 30, 40 drehen mit unterschiedlicher Drehzahl, so dass bei jeder Umdrehung andere Messersegmente benachbarter Messerscheiben der beiden Messerscheibenblöcke 60, 70 miteinander in Eingriff kommen, wodurch die Messerscheiben selbsttätig von anhaftendem Zerkleinerungsgut gereinigt werden. Dazu weisen die auf den Wellen 30, 40 angeordneten Getriebezahnräder 31 , 41 unterschiedliche Durchmesser auf.

Der Messerscheibenblock wird anhand der nachfolgenden Fig. 3 - 5 näher erläutert.

Im Getrieberaum ist ein Getriebe angeordnet, welches aus zwei Zahnrädern mit unterschiedlicher Zähnezahl besteht, die direkt auf den Wellen drehmomentfest befestigt sind und miteinander kämmen. Hierdurch wird eine gegensinnige Drehbewegung der beiden Wellen 30, 40 erzeugt, die mit unterschiedlicher Drehzahl laufen. Eine der beiden Wellen ist aus dem Gehäuse herausgeführt und kann mittels eines Antriebsmotors in Rotation versetzt werden. Diese Rotation wird durch das Getriebe auf die andere Welle übertragen.

Fig. 3-5 zeigen zwei Messerscheibenblöcke 110, 210 der erfindungsgemäßen Bauweise. Wie ersichtlich ist, weisen beide Messerscheibenblöcke 110, 120 eine axiale Längsbohrung 111 , 211 auf, welche dazu dient, den Messerscheibenblock auf jeweils eine Welle des Zweiwellenzerkleinerers aufschieben zu können. In der Längsbohrung 111 , 211 ist eine Längsnut 112, 212 angeordnet, in der eine Passfeder aufgenommen werden kann, die in einer entsprechenden Längsnut der Welle eingelegt ist, um hierdurch eine formschlüssige Welle-Nabe- Verbindung zwischen den Schneidmesserblöcken und der Welle herzustellen.

Jeder Messerscheibenblock 110, 210 weist insgesamt vier Schneidmesser 121 - 124 bzw. 221 - 224 auf, die einstückig mit einem Nabenkörper 113, 213 ausgebildet sind.

Am Umfang jeder Messerscheibe sind wiederum jeweils sechs gleichmäßig in Umfangsrichtung verteilte Schneidelemente 124 a - f ausgebildet. Die Schneidelemente bilden Schraubenlinien eines sechsgängigen Gewindes mit steiler Steigung entlang des Umfangs jedes Messerscheibenblocks. Die Schneidelemente des Messerscheibenblocks 110 bilden ein linksgängiges Gewinde, die Schneidelemente des Messerscheibenblocks 210 bilden ein rechtsgängiges Gewinde.

Wie ersichtlich, ist das frontseitige Ende des Messerscheibenblocks 110 mit einem Absatz 114 versehen, wohingegen das frontseitige Ende des Messerscheibenblocks 210 mit einer Messerscheibe 221 beginnt. Die Messerscheibe 221 greift in den axialen Raum ein, der durch den Absatz 114 gebildet wird. In entsprechender Weise ist am hinterseitigen Ende des Messerscheibenblocks 210 ein Absatz 214 ausgebildet und das Schneidmesser 121 am hinteren Ende des Messerscheibenblocks 110 greift in den durch diesen Absatz 214 bereitgestellten Raum ein. Alle übrigen Schneidmesser greifen in einen jeweiligen Zwischenraum zwischen zwei benachbarten Schneidmessern des gegenüberliegenden Messerscheibenblocks ein.

Grundsätzlich ist zu verstehen, dass der Messerscheibenblock 110 und der Messerscheibenblock 210 jeweils aus einem einzigen Ausgangshalbzeug hergestellt sind, indem ein vorzugsweise zylinderförmiges Ausgangshalbzeug entsprechend spanend bearbeitet wird, um die Zwischenräume, die Axialbohrung und die Schneidelemente aus diesem Ausgangshalbzeug herauszuarbeiten. Wie weiterhin insbesondere aus Fig. 5 ersichtlich, sind die Schneidelemente mit einem Freiwinkel α an den Messerscheiben ausgebildet. Durch diesen Freiwinkel α zur Längsachse des Messerscheibenblocks wird die Schneidwirkung des Zweiwelienzerkleinerers weiter erhöht.

Claims

ANSPRÜCHE

1. Zweiwellenzerkleiner zur Zerkleinerung von Feststoffen oder Feststoffen in Flüssigkeiten, umfassend

- ein Gehäuse, das einen innenliegenden Zerkleinerungsraum definiert,

- eine Einlassöffnung in dem Gehäuse zur Zufuhr von Feststoffen in den Zerkleinerungsraum,

- eine Auslassöffnung in dem Gehäuse zur Abfuhr von zerkleinerten Feststoffen aus dem Zerkleinerungsraum,

- eine erste Welle, welche in dem Gehäuse drehbar gelagert ist und sich teilweise in den Zerkleinerungsraum erstreckt oder diesen durchdringt,

- eine zweite Welle, welche in dem Gehäuse drehbar gelagert ist, sich teilweise in den Zerkleinerungsraum erstreckt und die parallel zur ersten Welle verläuft,

- eine Vielzahl von ersten Messerscheiben, die auf der ersten Welle solcherart drehmomentfest befestigt sind dass zwischen zwei benachbarten ersten Messerscheiben jeweils ein Zwischenraum besteht,

- eine Vielzahl von zweiten Messerscheiben, die auf der zweiten Welle solcherart drehmomentfest befestigt sind dass zwischen zwei benachbarten zweiten Messerscheiben jeweils ein Zwischenraum besteht, wobei die ersten und zweiten Messerscheiben axial zueinander versetzt sind, dass zumindest einige der ersten Messerscheiben jeweils in einen Zwischenraum zwischen zwei benachbarten zweiten Messerscheiben eingreift und einige der zweiten Messerscheiben jeweils in einen Zwischenraum zwischen zwei benachbarten ersten Messerscheiben eingreift,

dadurch gekennzeichnet, dass

die ersten Messerscheiben als erster Messerscheibenblock ausgeführt sind, indem die ersten. Messerscheiben einstückig an einem ersten Nabenkörper angeformt sind, der

- eine axiale Bohrung aufweist, welche um einen Abschnitt der ersten Welle angeordnet werden kann, und - der drehmomentfest auf der ersten Welle befestigt ist, vorzugsweise mittels einer formschlüssigen Welle-Nabe-Verbindung, und

die zweiten Messerscheiben als zweiter Messerscheibenblock ausgeführt sind, indem die zweiten Messerscheiben einstückig an einem zweiten Nabenkörper angeformt sind, der

- eine axiale Bohrung aufweist, weiche um einen Abschnitt der zweiten Welle angeordnet werden kann, und

- der drehmomentfest auf der zweiten Welle befestigt ist, vorzugsweise mittels einer formschlüssigen Welle-Nabe-Verbindung,

2. Zweiwellenzerkleiner nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet, dass der erste und/oder der zweite Messerscheibenblock spanend gefertigt ist, indem die ersten bzw. zweiten Messerscheiben und der erste bzw. zweite Nabenkörper spanend aus jeweils einem einstückigen Metallblock gefertigt sind.

3. Zweiwellenzerkleiner nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenraum zwischen zwei benachbarten Messerscheiben in radialer Richtung konstant ist.

4. Zweiwellenzerkleiner nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass am Außenumfang jeder Messerscheibe eine Vielzahl von Schneidelementen angeordnet sind, die jeweils an einer entsprechenden Vielzahl von Schneidelementaufnahmen lösbar befestigt sind.

5. Zweiwellenzerkleiner nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1-3,

dadurch gekennzeichnet, dass am Außenumfang jeder Messerscheibe eine Vielzahl von Schneidelementen angeordnet sind, die einstückig mit der Messerscheibe verbunden sind.

6. Zweiwellenzerkleiner nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass am Außenumfang jeder Messerscheibe eine Vielzahl von Schneidelementen angeordnet sind, und die Schneidelemente der Messerscheiben eines Messerscheibenblocks entlang einer Schraubenlinie eines ein- oder mehrgängigen Gewindes verlaufen.

7. Zweiwellenzerkleiner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Außenumfang jeder Messerscheibe eine Vielzahl von Schneidelementen angeordnet sind, die Schneidelemente der Messerscheiben des ersten und des zweiten Messerscheibenblocks entlang einer Schraubenlinie eines ein- oder mehrgängigen Gewindes verlaufen und der erste und zweite Messerscheibenblock solcherart auf der ersten bzw. zweiten Welle montiert sind, dass die Schraubenlinie des Gewindes des ersten Messerscheibenblocks linksgängig und die Schraubenlinie des Gewindes des zweiten Messerscheibenblocks rechtsgängig verläuft.

8. Zweiwellenzerkleiner nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

- der erste und der zweite Messerscheibenblock baugleich sind,

- jeder Messerscheibenblock beginnend an einem jeweils ersten Ende mit einem Nabenabsatz, axial gefolgt von einer Messerscheibe und weiteren, jeweils voneinander durch einen Zwischenraum beabstandeten Messerscheiben und endend an einem zweiten Ende mit einer Messerscheibe aufgebaut ist, und

- der erste und zweite Messerscheibenblock solcherart im Zerkleinerungsraum montiert sind, dass o das erste Ende des ersten Messerscheibenblocks radial gegenüberliegend zum zweiten Ende des zweiten Messerscheibenblocks angeordnet ist und o das zweite Ende des ersten Messerscheibenblocks radial gegenüberliegend zum ersten Ende des zweiten Messerscheibenblocks angeordnet ist.

9. Schneidmessersatz für einen Zweiwellenzerkleiner nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1-8,

dadurch gekennzeichnet, dass der Schneidmessersatz als Messerscheibenblock ausgeführt ist, indem eine Vielzahl von Messerscheiben einstückig an einem Nabenkörper angeformt sind, der eine axiale Bohrung aufweist, die ausgebildet ist, um drehmomentfest auf einer Welle befestigt zu werden, vorzugsweise mittels einer formschlüssigen Welle-Nabe-Verbindung.

10. Schneidmessersatz nach Anspruch 9,

dadurch gekennzeichnet, dass der Messerscheibenblock nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2-6 fortgebildet sind. Verfahren zur Herstellung eines Schneidmessersatz für einen Zweiwellen- zerkleiner nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1-8, gekennzeichnet durch die Schritte:

- Bereitstellen eines Halbzeugs, dessen Länge mindestens der Länge des Schneidmessersatzes entspricht und der die gewünschte Kontur des Schneidmessersatzes zumindest als Umhüllende umgibt,

- Spanendes Bearbeiten des Halbzeugs zur Herstellung einer axialen Längsbohrung und einer Passfedernut in dieser Längsbohrung,

Spanendes Bearbeiten des Halbzeugs zur Erzeugung von Axialzwischenräumen zwischen zwei benachbarten Messerscheiben,

Spanendes Bearbeiten des Halbzeugs zur Erzeugung von Schneidelementen auf den Umfangsflächen der Messerscheiben.