NL9302065A - Werkwijze voor het onderling verbinden van schijfvormige organen, en daardoor gevormd schijvenlichaam. - Google Patents

Description

WERKWIJZE VOOR HET ONDERLING VERBINDEN VAN SCKIJFVORMIGEORGANEN, EN DAARDOOR GEVORMD SCHIJVENLICHAAM

De uitvinding betreft een werkwijze voor het rota-tievast met elkaar verbinden van een aantal in hoofdzaakevenwijdige, om een gemeenschappelijke aslijn roteerbareschijfvorxnige organen. Dergelijke werkwijzen worden regelma¬tig toegepast ter vorming van een schijvenlichaam, datbijvoorbeeld kan worden gebruikt in een verkleiningsinrich¬ting (shredder) of een tandwieloverbrenging.

Bij de bekende werkwijzen worden de schijfvormigeorganen elk voorzien van een niet-ronde opening, en op eenas geschoven waarvan het profiel overeenkomt met de vorm vande openingen. Vervolgens worden de schijven op de as opge¬sloten door het aanbrengen van sluitringen of -moeren. Doorhet niet- ronde profiel van de as wordt voorkomen dat deschijven om de as zullen gaan roteren.

De hierboven beschreven verbindingswijze heeft eenaantal nadelen. Zo zullen in de meeste toepassingen deschijven aan hun omtrek belast worden, hetgeen uiteindelijkresulteert in een op de rotatieas uitgeoefend buigingsmo-ment. Hierdoor zal de as enigszins doorbuigen, waardoor deschijfvormige organen niet langer nauwkeurig evenwijdigliggen. Bij toepassingen waarbij meerdere uit schijfvormigeorganen bestaande schijvenlichamen in elkaar grijpen, kaneen dergelijk niet evenwijdig verloop van de schijfvormigeorganen leiden tot toegenomen slijtage. Bovendien ontstaanzo tussen naast elkaar gelegen schijfvormige organen perio¬diek open ruimtes, waarin met name bij toepassing van deschijfvormige organen in een shredder vuil kan binnendrin¬gen. Dit kan leiden tot beschadiging van de zijden van deschijfvormige organen en maakt verder regelmatige demontagenoodzakelijk. Tenslotte moet, teneinde de doorbuiging binnenaanvaardbare grenzen te houden, vaak een as met relatiefgrote diameter toegepast worden, waardoor ook de afmetingenvan de schijfvormige organen noodzakelijkerwijs toenemen, en de totale zo gevormde installatie volumineus, zwaar enkostbaar wordt.

De uitvinding beoogt een werkwijze te verschaffenvan de hiervoor beschreven soort, waarbij deze nadelen zichniet voordoen. Dit wordt volgens de uitvinding bereikt, doorhet op naar buiten gerichte zijvlakken van de het verst naarbuiten gelegen schijfvormige organen uitoefenen van langs deaslijn naar elkaar gerichte drukkrachten. Deze drukkrachtenveroorzaken wrijvingskrachten tussen de naast elkaar gelegenschijfvormige organen, waardoor deze organen rotatievast metelkaar verbonden worden, d.w.z. zodanig met elkaar verbondenworden dat geen onderlinge bewegingen meer mogelijk zijn, ende organen zich als één geheel gedragen. Bovendien voorkomendeze drukkrachten dat de schijfvormige organen van elkaarzullen wijken wanneer zij aan hun omtrek belast worden.Tenslotte wordt door het aanleggen van de drukkrachtenbewerkstelligd, dat de schijfvormige organen als het wareéén belastbaar geheel vormen, waardoor het weerstandsmomenttegen buiging van de zo met elkaar verbonden schijfvormigeorganen relatief groot is. Bij voorkeur toegepasteuitvoeringswijzen van de werkwijze volgens de uitvindingvormen de materie van de afhankelijke conclusies 2 tot 4.

De uitvinding betreft verder een schijvenlichaamdat voorzien is van een aantal in hoofdzaak evenwijdigeschijfvormige organen, zoals bijvoorbeeld toegepast inshredders, tandwielkasten en dergelijke, en beoogt eenverbeterd schijvenlichaam van deze soort te verschaffen.Volgens de uitvinding wordt dit bereikt door het schijvenli¬chaam te voorzien van middelen voor het op naar buitengerichte zijvlakken van de buitenste schijfvormige organenuitoefenen van naar elkaar gerichte drukkrachten voor hetrotatievast met elkaar verbinden van de schijfvormige orga¬nen, en middelen voor het roteerbaar om een gemeenschappe¬lijke aslijn lageren van de schijfvormige organen. Eendergelijk schijvenlichaam is geschikt voor het opnemen vanrelatief grote belastingen, daar de met elkaar verbondenschijfvormige organen tezamen een groot weerstandsmomenttegen buiging vertonen.

Bij voorkeur vertoont elk schijfvormig orgaan eendoorgaande opening, en worden de middelen voor het roteer¬baar lageren van de organen gevormd door een daardoor aange¬brachte rotatieas, waarbij de middelen voor het op deschijfvormige organen uitoefenen van drukkrachten krachts-luitend verbonden zijn met de rotatieas. Zo kunnen deschijfvormige organen eenvoudig gecentreerd worden, terwijlbovendien door de krachtsluitende verbinding van de druk-kracht- uitoefeningsmiddelen en de rotatieas, op de rotatie¬as een met de drukkrachten overeenkomende, daaraan tegenge¬steld gerichte trekkracht wordt uitgeoefend. Wanneer dehieruit resulterende trekspanning in de rotatieas groter isdan de maximale drukspanning in de as als gevolg van deroterende buiging, wordt de wisselbelasting als gevolg vande roterende buiging omgezet in een constante trekbelastingmet wisselende grootte, waardoor de vermoeiingslevensduurvan de rotatieas sterk toeneemt, en derhalve een lichtergeconstrueerde as toegepast kan worden dan zondervoorspanning mogelijk zou zijn.

Verdere voorkeursuitvoeringen van het schijven¬lichaam volgens de uitvinding worden beschreven in de afhan¬kelijke conclusies 8 tot 10.

De uitvinding heeft tenslotte betrekking op eeninrichting welke voorzien is van een schijvenlichaam alshiervoor beschreven, zoals een verkleiningsinrichting of eentandwieloverbrenging.

De uitvinding wordt nu toegelicht aan de hand vaneen voorbeeld, waarbij verwezen wordt naar de bijgevoegdetekening, waarin: fig. 1 een gedeeltelijk doorgesneden bovenaanzichtis van een roteerbaar gelagerd schijvenlichaam volgens deuitvinding; en fig. 2 een gedeeltelijk opengewerkt perspectivischaanzicht is van een verkleiningsinrichting waarin dergelijkeschrijvenlichamen toegepast worden.

Een schijvenlichaam 1 (fig. 1) wordt gevormd dooreen aantal evenwijdige schijfvormige organen 2 met verschil¬lende, afwisselend grotere en kleinere diameter, die elk voorzien zijn van een doorgaande opening 17 en rotatievastmet elkaar verbonden aangebracht zijn op een door de openin-gen 17 stekende as 3. De rotatievaste verbinding van deschijfvormige organen 2 wordt bewerkstelligd door middelen 4voor het op de naar buiten gerichte zijvlakken van de tweebuitenste schijfvormige organen 2 uitoefenen van naar elkaargerichte drukkrachten. Deze drukkracht-uitoefeningsmiddelen4 worden in het getoonde voorbeeld gevormd door een tweetalmoeren 5,6, die krachtsluitend met de rotatieas 3 verbondenzijn. Daartoe is de rotatieas 3 aan weerszijden van deschijfvormige lichamen 2 voorzien van schroefdraad 16,18.

De moer 6 is een hydraulische voorspanmoer, dievoorzien is van een huis 7, dat met zijn naar de schijfvor¬mige organen 2 gerichte uiteinde rust tegen eenborgmoer 8. Het huis 7 is verder voorzien van een centraleopening met binnenschroefdraad 9, waarmee de moer 6 op de as3 geschroefd kan worden. In het huis 7 is een cilindrischeruimte 15 gevormd, waarin een zuiger 10 verschuifbaaropgenomen is. Het huis 7 vertoont in de figuur aan delinkerzijde van de zuiger een hydraulische leiding 13. Dezuiger 10 is voorzien van een opening 11, waarmee hij op deas 3 geschoven is, en van buitenschroefdraad 14 waarop debrogmoer 8 geschroefd kan worden. De zuiger 10 grijpt metzijn eindvlak aan op een eveneens om de as 3 geschovenkrachtdoorleidingshuls 12, die met zijn tegenovergelegeneindvlak aangrijpt op het buitenste zijvlak van de het verstnaar buiten gelegen schijf 2.

Het schijvenlichaam 1 is roteerbaar gelagerd doormiddel van enerzijds een op de krachtdoorleidingshuls 12geschoven lager 19 en anderzijds een op de as 3 geschovenlager 20. De lagers 19 en 20 zijn opgesloten door middel vanrespectievelijk op de huls 12 en de as 3 geschroefde sluit-ringen 21.

Teneinde de schijfvormige organen 2 rotatievastmet elkaar te verbinden, wordt eerst de conventionele moer5, die overigens een schijfvormige deel kan vertonen en alslaatste schijf van het schijvenlichaam dienst kan doen, aanéén zijde op de as 3 geschroefd. Vervolgens worden de schijfvormige organen 2 achtereenvolgens over de as 3 ge¬schoven, en tenslotte wordt de krachtdoorleidingshuls 12over de as 3 geschoven, waarna de voorspanmoer 6 aangebrachten vastgedraaid wordt. Wanneer de moer 6 volledig vastge¬draaid is, bevindt zich de zuiger 10 aan de in de tekeninglinkerzijde van de kamer 15. Vervolgens wordt door de toe-voerleiding 13 hydraulische vloeistof onder druk in de kamer15 geperst, waardoor de zuiger 10 in de tekening naar rechtsbeweegt, en zo via de huls 12 een in omtreksrichting ver¬deelde drukkracht op de schijfvormige lichamen 2 uitoefent.

Wanneer de druk- of voorspankracht een bepaaldegewenste waarde bereikt heeft, wordt de borgmoer 8 zoveraangedraaid (in de tekening naar links), dat hij tegen hetvrije uiteinde van het huis 7 van de moer 6 rust. Hierdoorwordt voorkomen dat de zuiger 10 weer naar links beweegt,wanneer de hydraulische druk van de leiding 13 genomenwordt. De zuiger 10 is nu dus gefixeerd. De druk- of voor¬spankracht veroorzaakt tussen de naast elkaar gelegenschijfvormige organen 2 een grote wrijvingskracht, waardoordeze schijfvormige organen 2 rotatievast met elkaar verbon¬den worden. Daarnaast voorkomt de drukkracht dat de schijf¬vormige organen 2 wijken wanneer de as 3 enigszins doorbuigtonder belasting. Bovendien gaan de schijfvormige organen 2zich door de daarop werkende voorspankracht gedragen als éénenkel lichaam, dat derhalve een relatief grote diameter endus een relatief groot weerstandsmoment tegen buiging ver¬toont. Hierdoor wordt de rotatieas 3 ontlast. Uiteindelijkis het zo mogelijk gebruik te maken van een dunnere as dantoegepast zou moeten worden wanneer geen voorspanning op deschijfvormige organen 2 aangebracht zou worden, waardoor ookde diameter van de schijven 2 beperkt kan worden en derhalvede afmetingen, het gewicht en de vervaardigingskosten vaneen inrichting met dergelijke schijvenlichamen 1 verminderdworden. Ook het voor het doen roteren van het schijvenli¬chaam 1 benodigde vermogen wordt zo verkleind.

Doordat de moeren 5,6, waarmee de druk- voorspan¬kracht op de schijfvormige organen 2 uitgeoefend wordt,aangebracht zijn op de rotatieas 3, zal deze onderworpen worden aan een even grote trekkracht. De zo in de as aange¬brachte voorspanning kan door een geschikte keuze van devoorspan- drukkrachten de maximaal in de as 3 optredendedrukspanning als gevolg van de roterende buiging compense¬ren, waardoor op de as 3 tijdens een belaste rotatie geenwisselbelasting meer werkzaam is, maar slechts een trekbe-lasting met wisselende grootte. Hierdoor wordt het vermoei-ingsleven van de as 3 sterk vergroot. De voorspanning op deschijfvormige organen 2 kan bijvoorbeeld tussen 20 en 100MPa, en bij voorkeur ongeveer 60 MPa bedragen, terwijl devoorspanning op de rotatieas 3 tussen 50 en 200 MPa, en bijvoorkeur 125 MPa kan bedragen.

Doordat de schijfvormige lichamen 2 door de daar¬tussen optredende wrijving rotatievast met elkaar verbondenzijn, behoeft de as 3 niet geprofileerd te zijn. Hiervoorkan dus een ronde doorsnede gekozen worden, hetgeen groteproduktietechnische voordelen met zich meebrengt. Slechtswanneer zeer grote belastingen op de schijvenlichamen 1uitgeoefend worden, kan het noodzakelijk zijn toch een niet-rond asprofiel 3 toe te passen, teneinde een extra borgingtegen onderlinge verdraaiing van de schijfvormige organen 2te verkrijgen.

In plaats van de getoonde hydraulische moer 6 ishet natuurlijk ook mogelijk andere voorspanmiddelen tegebruiken, zoals bijvoorbeeld een met rubber gevulde moer ofeen losneembare vijzel, welke na het voorspannen verwijderdkan worden. Het voorspannen of aanbrengen van de drukkrach¬ten kan zowel eenzijdig alsook tweezijdig plaatshebben.

De op de hierboven beschreven wijze gevormdeschijvenlichamen 1 zijn door hun grote weerstandsmomenttegen buiging bijzonder geschikt voor toepassingen in in¬richtingen waarbij grote belastingen optreden, zoals afval-verkleiningsinrichtingen. Bij een dergelijke inrichting(fig. 2) zijn bijvoorbeeld in een huis 22 twee schijvenli¬chamen 1,1’ aangebracht, die beide roteerbaar zijn om even¬wijdige assen 3,3'. De beide schijvenlichamen 1,1' bestaanelk uit een aantal naast elkaar gelegen schijven 2,2', metafwisselend een grotere en een kleinere diameter. De schij¬ venlichamen 1,1' zijn zo tegenover elkaar geplaatst dat eenschij f 2 met grote diameter tegenover een schij f 2' metkleine diameter gelegen is, en andersom, zodat de schijven¬lichamen 1,1' in elkaar grijpen. Tussen de schijvenlichamen1,1' is een kleine tussenruimte D (fig. 1) vrijgelaten. Deschijfvormige organen 2,2' zijn vervaardigd van gehardmateriaal, bijvoorbeeld gehard metaal, en hun omtreksrandenfungeren als snijkant. Ook is het mogelijk dat één of meervan de schijfvormige organen snijtanden vertoont.

De rotatieas 3 van het schijvenlichaam 1 is ver¬bonden met een aandrijving 25, terwijl de rotatieas 3' vanhet schijvenlichaam 1' over een (hier niet getoonde) over¬brenging met de aangedreven rotatieas 3 verbonden is, endaardoor in tegengestelde richting aangedreven wordt. Wan¬neer te verkleinen afval in de vultrechter 23 van de ver-kleiningsinrichting wordt geworpen, wordt dit door de rota-tiebeweging van de schijvenlichamen 1,1' en de uitstekendegeleidingsribben 24, welke de ruimte tussen twee opeenvol¬gende schijven 2,2' met grote diameter afsluiten, naar hetgebied gedwongen waar de schijfvormige lichamen 1,1' inelkaar grijpen, waarna door de werking van de snijkanten vande schijfvormige organen 2,2' het afval verkleind wordt. Hetgrote weerstandsmoment van de schijvenlichamen 1,1' zorgtdaarbij voor geringe doorbuiging, waardoor de tussenruimte Dover de hele lengte van de schijvenlichamen 1,1' nagenoegconstant blijft, en dus een gelijkmatige verkleining verkre¬gen wordt.

Ook bij andere hoogbelaste inrichtingen met op eenas aangebrachte schijvenlichamen, zoals bijvoorbeel tand¬wieloverbrengingen, is de uitvinding toepasbaar.

Claims (13)

1. Werkwijze voor het rotatievast met elkaarverbinden van een aantal in hoofdzaak evenwijdige, om eengemeenschappelijke aslijn roteerbare schijfvormige organen(12), door het op naar buiten gerichte zijvlakken van de hetverst naar buiten gelegen schijfvormige organen uitoefenenvan langs de aslijn naar elkaar gerichte drukkrachten.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk,dat de schijfvormige organen (2) voor het verbinden gecen¬treerd worden door het in elk daarvan aanbrengen van eendoorgaande opening (17), en het door de openingen (17) vannaast elkaar gelegen organen (2) schuiven van een as (3).

3. Werkwijze volgens conclusie 2, met het kenmerk,dat op de as (3) een met de drukkrachten overeenkomende,daaraan tegengesteld gerichte trekkracht wordt uitgeoefend.

4. Werkwijze volgens één der voorgaande conclu¬sies, met het kenmerk, dat de drukkrachten in radiale rich¬ting op afstand van de aslijn op de schijfvormige organen(2) uitgeoefend worden.

5. Schijvenlichaam (1), voorzien van een aantal inhoofdzaak evenwijdige schijfvormige organen (2), middelen(4) voor het op naar buiten gerichte zijvlakken van de bui¬tenste schijfvormige organen (2) uitoefenen van naar elkaargerichte drukkrachten voor het rotatievast met elkaar ver¬binden van de schij fvormige organen (2), en middelen voorhet roteerbaar om een gemeenschappelijke aslijn lageren vande schijfvormige organen (2).

6. Schijvenlichaam (1) volgens conclusie 5, methet kenmerk, dat elk schijfvormig orgaan een doorgaandeopening (17) vertoont, en de middelen voor het roteerbaarlageren van de organen (2) gevormd worden door een daardooraangebrachte rotatieas (3).

7. Schijvenlichaam (1) volgens conclusie 6, methet kenmerk, dat de middelen (4) voor het op de schijfvormi¬ge organen (2) uitoefenen van drukkrachten krachtsluitendverbonden zijn met de rotatieas (3).

8. Schijvenlichaam (1) volgens conclusie 7, methet kenmerk, dat de rotatieas (3) voorzien is van schroef¬draad (16,18) en de drukkracht-uitoefeningsmiddelen (4)tenminste één op de rotatieas (3) geschroefde voorspanmoer(6) omvatten.

9. Schijvenlichaam (1) volgens één der conclusies5 tot 8, met het kenmerk, dat tenminste één van de schijf¬vormige organen (2) een snijschijf is.

10. Schijvenlichaam (1) volgens een der conclusies5 tot 8, met het kenmerk, dat tenminste één van de schijf¬vormige organen (2) een tandschijf is.

11. Verkleiningsinrichting, voorzien van een huis(22), tenminste één daarin aangebracht, om een inlangsrichting daarvan verlopende aslijn roteerbaar aange¬dreven schijvenlichaam (1) volgens één der conclusies 5 tot9, en met het schijvenlichaam (1) samenwerkende, op afstandvan het schijvenlichaam (1) aangebrachte verkleinings-middelen.

12. Verkleiningsinrichting volgens conclusie 11,met het kenmerk, dat de verkleiningsmiddelen tenminste éénom een aan de eerste aslijn evenwijdige aslijn roteerbaaraangedreven schijvenlichaam (1') omvatten.

13. Tandwieloverbrenging, voorzien van een huis entenminste twee daarin aangebrachte, om in hoofdzaak evenwij¬dige assen roteerbare, tenminste ten dele met elkaar iningrijping verkerende schijvenlichamen, tenminste één waar¬van een schijvenlichaam volgens conclusie 10 is.