Verfahren zur Regelung des Prozesses einer Zerkleinerungsmaschine für Material be¬ liebiger Art
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung des Prozesses einer Zerkleinerungsma¬ schine für Material beliebiger Art, wie z. B. Abfall, wie Hausmüll, Sperrmüll oder Holz, insbesondere organischer Abfall oder sperriger Abfall, wie Kühlschränke, Reifen, Möbel, Teppiche, Matratzen, Baumstümpfe, Abbruchholz oder dergleichen Material, mit einem Sys¬ tem von mindestens zwei angetriebenen, parallel zueinander in einem Gehäuse mit je einer Materialaumahme und Materialabgabe gelagerten Wellen mit daran befestigten Schneidwerk¬ zeugen, wobei je eine Welle mit Schneidwerkzeugen einen Rotor bilden und diese Rotoren mittels der Schneidwerkzeuge das aufgegebene Material zerkleinern.
Stand der Technik
Zerkleinerungsmaschinen dieser Art sind hinreichend, wie z. B. gemäß der EP 0 768 920 Bl sowie der EP 0 521 081 Bl und EP 0 928 222 Bl offenbart.
Bei derartigen Zerkleinerungsmaschinen besteht das Problem, einerseits den Zerkleinerungs- prozess kontinuierlich - trotz der oft heterogenen Zusammensetzung des Materials - ablaufen zu lassen und andererseits rechtzeitig Störteile zu erkennen, diese ggf. durch so genanntes Reversieren auszusondern und dann die Zerkleinerung fortzusetzen.
Besagte Reversierungen stellen hinsichtlich ihrer Steuerung bzw. Regelung ein Problem dar und sollen näher betrachtet und analysiert werden.
So wird bei einer aus der SE 0 437 477 B bekannten Vorrichtung - ausgelöst durch einen Druckgeber im Hydrauliksystem - selbständig eine Drehrichtungsumkehr/Reversierung be¬ wirkt, wenn einem Rotor aufgrund des Einklemmens eines extrem widerstandsfähigen Guts das Stillsetzen droht. Dieser Vorgang wird mittels eines Druckgebers vom Zufall bestimmt.
Auch nach der US 4 034 918 sind gezielte, aber zufällig belastungsbedingt auftretende Ma߬ nahmen zu finden, Einklemmungen zu beseitigen und Rotorstillstände zu verhindern. Es sind dort die Druckwerte für die Druckschalter sowie die Zeit und/oder Anzahl der Rückwärtsdre¬ hungen der Sequenz vorbestimmt.
Weiterhin ist es aus der DE 24 51 168 bekannt, das Reversieren über Zahnräder formschlüssig verbundene, von einem Motor angetriebene Wellen in Abhängigkeit voneinander zu veranlas¬ sen.
Gleiches gilt prinzipiell auch für dir Vorrichtung gemäß der EP 0 174 14.
Bei der aus der EP 0 015 877 bekannten Vorrichtung zum Zerkleinern von Abfall ist zusätz¬ lich zum druckgesteuerten Einleiten des zeitlich begrenzten Reversierens noch ein Zähler für die Anzahl der Reversiervorgänge vorgesehen.
Dazu schlägt die US 3 045 907 noch vor, eine regelmäßige Drehrichtungsumkehr abhängig von einem Zeitintervall oder der Anzahl von Vorwärtsdrehungen vorzunehmen, wie z. B. alle 5 Minuten oder alle 10 Vorwärtsdrehungen eine Drehrichtungsumkehr und zwar unabhängig von einem Auslöseereignis.
Schließlich ist die Lehre aus der schon aufgeführten EP 0 521 081 Bl allein dadurch be¬ stimmt, jeden Rotor für sich individuell mit einer festen Folge von Vorwärts- und Rückwärtsdrehungen zu betreiben, die im Sinne des Patents unabhängig von Belastung oder Einklemmzuständen eingehalten wird, um das Material erneut zu verteilen.
Trotz dieser vielfältigen Vorschläge zur Einsteuerung erforderlicher Reversierungen, Realisie¬ rung hoher Materialdurchsätze, Gestaltung aggressiv wirkender Zerkleinerungswerkzeuge und schneidwirksamer Materialerkennung sowie ggf. Aussonderung nicht zerkleinerbaren Materials, wurde z. B. über das Verfahren gemäß der EP 0 930 041 B hinaus noch keine Regelung des Prozesses gattungsgemäßer Maschinen angeboten.
Darstellung der Erfindung
Insbesondere die Lösung gemäß EP 0 521 081 Bl nicht verfolgend, stellt sich die Erfindung die Aufgabe, durch ein Programm für eingangs genannte Maschinen einen automatisch geregelten verfahrensmäßigen Prozessablauf zu schaffen. Das Programm soll die Qualität einer Regelung umfassen, bei der
die Aktionszustände
- „Prozessablauf ohne Material" und „Prozessablauf mit Material",
- Rotoren drehen gemeinsam nach innen,
- Rotoren drehen gemeinsam nach außen.
- einer der Rotoren dreht nach innen und ein anderer Rotor dreht nach außen be¬ rücksichtigt sind,
- ausschließlich die Werte des Belastungszustandes der Zerkleinerungsmaschine, wie z. B. Werte von
Drehmomenten bzw. Leistungsdaten,
- Drücken,
- sonstigen aufgenommenen/gemessenen Betriebswerten, wie Schwingungen, Temperaturen und exponierten Lastzuständen
erfasst und regelbar sind und
diese Bedingungen als den Prozessablauf der Zerkleinerungsmaschine bestim¬ mende Programmblöcke und Programmschritte in einem Regelkreis modifiziert eingebracht sind.
An Stelle starrer, zeitbedingter Parameter oder mit diesen gleiehwirkenden Abläufen, z.B. nach Anzahl der Umdrehungen, wie nach Sequenzen, sollen diese ausschließlich zufallsmäßig oder lastabhängig generiert werden, jedoch unter variierten und den Prozessbedingungen näher kommenden Lastzuständen. Damit soll der Sprung von einer starren Steuerung z.B. nach Sequenzen zu einer prozessorientierten Regelung des Betriebs einer Zerkleinerungsmaschine erfolgen.
Die Zielstellung der Erfindung geht davon aus, dass verschieden mögliche Ausgangswerte für das Programm zur Regelung des Betriebs der Zerkleinerungsmaschine verwertbar und einstellbar sind.
Hinsichtlich des Reversierens der Rotoren sollen deshalb Werte im Sinne von gesteuerten festen Abfolgen wie Sequenzen nicht vorgegeben werden.
Dem gegenüber soll die Erfindung vielmehr in Abgrenzung zum Stand der Technik die zufallsgenerierten oder maschinenbelastungsabhängig geregelten Werte berücksichtigen.
Diese vom Stand der Technik sehr zu unterscheidende Strategie soll die Möglichkeit geben, festzustellen, welcher der beiden Rotoren höher belastet ist, um hier die drohende Verklemmung infolge höherer Belastung durch eine andere Systematik von Vorwärts- und Rückwärts-Drehungen zu vermeiden. Die Abfolge von Vor- und Rückwärtsdrehungen kann zwar zeitlich generiert systematisiert sein, soll jedoch stets von einer Belastungs- /Druck- Messung überlagert und generiert werden, die dafür sorgt, dass die Drehrichtung des einzelnen Rotors vor Ablauf der Zeit bei noch höherer Belastung oder im Einklemmzustand
umgekehrt wird. Damit sind die Zeiten nicht feste Vorgaben im Sinne von Sequenzen, sondern zufällig oder aus der Maschinenbelastung generiert abgeleitet.
Die zeitliche Systematisierung der Drehrichtung der einzelnen Rotoren folgt ebenfalls sinngemäß der aufgezeigten Strategie von einer Minimal- und Maximalzeitwertvorgabe, die ebenfalls über die Belastung, hier des einzelnen Rotors, geregelt bzw. generiert wird.
Diese aufgabengemäße Regelung soll deshalb entgegengesetzt der Lehre des EP 0 521 081 Bl funktionieren, d. h. nicht nach einer Steuerung jeder Welle für sich mit einer festen Folge (Sequenz) von Vorwärts- und Rückwärtsdrehungen, die unabhängig von Belastungszuständen einzuhalten ist.
Erfindungsgemäß wird dies gemäß Anspruch 1 dadurch gelöst, dass das Programm in einer Variante umfasst:
a) Einen ersten Programmblock mit dem Aktionszustand „Ablauf ohne Material", in dem ein ständiges Wechseln der Drehrichtungen der Rotoren gemeinsam erfolgt, bei Überschreiten eines eingestellten Wertes der Zerkleinerungsmaschine der Zu¬ stand „Materialerkennung", d. h. bereit zur Zerkleinerung und Material wird vom Zerkleinerungswerkzeug erfasst, vorliegt und der Zerkleinerungsvorgang beginnen kann, b) einen zweiten Programmblock mit dem Aktionszustand „Ablauf mit Material", in dem beide Rotoren unabhängig voneinander laufen und dabei insgesamt das Material zerkleinert wird und c) einen dritten Programmblock zur Vermittlung der Abläufe vom ersten Programm¬ block zum zweiten Programmblock und umgekehrt, wobei im ersten- Programm¬ block der Start der Maschine initiiert wird bzw. der Start des Programmablaufes er¬ folgt und der erste Programmblock im Zusammenhang mit dem zweiten Pro¬ grammblock ein Wiederholprogramm darstellt.
Gemäß Ansprach 2 wird die Erfindung in einer zweiten Variante für den laufenden Zerkleinerungsprozess so ausgebildet, dass
a) in dem ersten Programmblock mit dem Aktionszustand „normaler Zerkleinerungsvorgang", in dem ein ständiges Wechseln der Drehrichtungen der Rotoren gemeinsam erfolgt, bei Überschreiten eines eingestellten Wertes, wie Druck der Zustand „Erkennung einer höheren Last" vorliegt,
b) in dem zweiten Programmblock mit dem Aktionszustand „Maschine im höheren Lastbereich / Blockadegefahr", in dem beide Rotoren unabhängig voneinander laufen, dabei insgesamt das Material weiter zerkleinert wird und c) in dem dritten Programmblock die Abläufe vom ersten Programmblock zum zweiten Programmblock und umgekehrt vermittelt werden.
Erfindungswesentlich ist dabei, dass in dem zweiten Programmblock mehrere Unterblöcke enthalten sind, jeweils ein erster für den ersten Rotor und mindestens ein zweiter für den min¬ destens zweiten Rotor.
Die Erfindung geht davon aus, dass auf Grund verschieden möglicher Antriebe der Zerkleinerungsmaschine, wie elektrischer, elektro-mechanischer oder hydromechanischer Antrieb auch verschieden mögliche Werte für das Programm zur Regelung des Prozesses der Zerkleinerungsmaschine verwertbar und einstellbar sind.
Da für Zerkleinerungsmaschinen der eingangs genannten Art überwiegend hydraulische An¬ triebe (mit Drehmomentstütze) zur Anwendung gelangen, wird als jeweils einzustellender Wert hier der im hydraulischen Antriebssystem vorliegende Druck verwendet. Das schließt nicht aus, dass auch oben charakterisierte Werte, wie Drehmoment, Leistungsdaten usw. ver¬ wendet werden können.
Allen Vorrichtungen war nach dem Stand der Technik gemeinsam, dass im Hinblick auf das Reversieren der Rotoren als Bezugswerte auch die Zeit und/oder die Anzahl der Umdrehun¬ gen der Rotoren verwendet wurden, und zwar ausschließlich als vorgegebene Werte im Sinne von gesteuerten festen Abfolgen wie Sequenzen.
Dem gegenüber spielen diese Werte bei der Erfindung keine Rolle als vorgegebene Sequenz, sondern sind in Abgrenzung zum Stand der Technik zufallsgeneriert oder maschinenbelastungsabhängig geregelt.
Dabei sollen beide Erfindungsvarianten im Programm folgende Struktur aufweisen:
• Der erste Programmblock umfasst die Programmschritte, „Rotoren drehen nach innen" und „Rotoren drehen nach außen", bei denen
die aufgenommenen Drücke zunächst noch unterhalb eines jeweils eingestell¬ ten Wertes in beiden Drehrichtungen liegen und
die jeweilige Drehrichtung gewechselt wird, für den Fall, dass die eingestellten Lastbedingungen nicht zuvor zu einem Wechsel der Betriebsart fuhren, wenn
- der Wert einer Zeitdauer überschritten wird, der innerhalb eines Wertebereiches liegt und von der Regelung entweder zufällig oder in Abhängigkeit von der Maschinenbelastung generiert/bestimmt wird, wobei der zur Verfügung stehende Wertebereich durch jeweils einen anpassbaren und/oder materialabhängigen oberen und unteren Grenzwert beschränkt wird.
Der zweite Programmblock schaltet sich mittels des dritten Programmblocks ein, wenn der jeweilige Wert der Drücke (Anmerkung: Der Begriff „Druck" ist hier als Synonym für den Belastungszustand der Maschine zu verstehen.) im ersten Teilblock oder der Drücke im zweiten Teilblock überschritten ist, und zwar jeweils über eine zufallsgenerierte oder nach einer maschinenbelastungsabhängigen Dauer einer Zeit hinweg, wobei dann, wenn
- der Wert für eine Zeitdauer innerhalb eines wie oben ermittelten Wertebereiches liegt und von der Regelung entweder zufällig oder in Abhängigkeit von der Maschinenbelastung generiert wird, wobei der zur Verfügung stehende Wertebereich mehrere anpassbare und/oder materialabhängige Grenzwerte umfasst, und für den Fall, dass die eingestellten Lastbedingungen nicht zu einer Drehrichtungsumkehr führen, nach Ablauf der Zeit die Drehrichtung des ersten Rotors umgekehrt wird, oder
- der Wert für eine weitere Zeitdauer innerhalb eines wie oben ermittelten Wertebereiches liegt und von der Regelung entweder zufällig oder in Ab¬ hängigkeit von der Maschinenbelastung generiert wird, wobei der zur Ver¬ fügung stehende Wertebereich mehrere anpassbare und/oder materialabhängige Grenzwerte umfasst, und für den Fall, dass die eingestellten Lastbedingungen nicht zu einer Drehrichtungsumkehr führen, nach Ablauf dieser Zeit die Drelirichtung des ersten Rotors umgekehrt wird, oder
- der Wert für eine dritte Zeitdauer innerhalb eines methodisch wie oben ermittelten Wertebereiches liegt und von der Regelung entweder zufällig oder in Abhängigkeit von der Maschinenbelastung generiert wird, wobei der zur Verfügung stehende Wertebereich mehrere anpassbare und/oder
materialabhängige Grenzwerte umfasst, und für den Fall, dass die eingestellten Lastbedingungen nicht zu einer Drehrichtungsumkehr fuhren, nach Ablauf der so generierten Zeit die Drehrichtung des zweiten Rotors umgekehrt wird, oder
der Wert für eine vierte Zeitdauer innerhalb eines methodisch wie oben ermittelten Wertebereiches liegt und von der Regelung entweder zufällig oder in Abhängigkeit von der Maschinenbelastung generiert wird, wobei der zur Verfügung stehende Wertebereich wiederum mehrere anpassbare und/oder materialabhängige Grenzwerte umfasst, und für den Fall, dass die eingestellten Lastbedingungen nicht zu einer Drehrichtungsumkehr führen, nach Ablauf dieser generierten Zeit die Drehrichtung des zweiten Rotors umgekehrt wird.
• Der zweite Programmblock weist einen ersten Unterblock für den ersten Rotor und einen zweiten Unterblock für den zweiten Rotor auf und dabei laufen beide Rotoren sowohl gleichzeitig als auch unabhängig voneinander.
Diese Programmstruktur ist durch weitere erfindungsgemäße Programmschritte bzw. Merkmale gemäß den Ansprüchen 3 bis 13 untersetzt, die auf die Funktion der Rotoren lastabhängig einwirken.
Insgesamt ist die Erfindung im Sinne der vollautomatischen Steuerung am wirksamsten realisierbar, wenn sämtliche Merkmale der Ansprüche 1 bis 13 in ihrer konjunktiven und alternativen Verknüpfung in einem Programmkomplex für die Regelung des Reversierens der Zerkleinerungsmaschine gemäß den Ausführungsbeispielen und somit beide Erfindungsvarianten in dem Regelungsprogramm integriert sind.
Mit der Erfindung wird eine automatische Regelung ohne vorgegebene Sequenzen, egal ob zeitbedingt oder nach Anzahl der Umdrehungen, geschaffen. Der funktionelle Ablauf des Zerkleinerungsprozesses in Zerkleinerungsmaschinen wird hinsichtlich des aufgegebenen Materials und den daraus resultierenden Lastbedingungen der Maschine nicht nur optimiert, sondern auch die Maschinenführung weitgehend unabhängig von subjektiven Einflüssen der Bedienung rationalisiert. Für den Betreiber können dadurch sowohl eine höhere Maschinenauslastung als auch erhöhte Materialdurchsätze realisiert werden, was den Gebrauchswert derartiger Maschinen wesentlich erhöht.
Die Erfindung wird nachstehend an Ausführungsbeispielen an Hand der Zeichnungen näher beschrieben.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
In den Zeichnungen zeigen
Fig. 1 das erfindungsgemäße Verfahren als Programm in Form eines Logikschemas,
Fig. 2 den Programmblock I gemäß Fig. 1 in einer bevorzugten Verfahrensvariante,
Fig. 3 den Programmblock II gemäß Fig. 1,
Fig. 4 den Programmblock III gemäß Fig. 1,
Fig. 5 den Programmschritt 1.1 gemäß Fig. 2,
Fig. 6 den Programmschritt 1.2 gemäß Fig. 2,
Fig. 7 die schematische Darstellung der Zeitdauer tq im Programmblock I gemäß Fig. 2,
Fig. 8 die schematische Darstellung der Zeitdauer tr im Programmblock I gemäß Fig. 2,
Fig. 9 erster Unterblock ILl gemäß Fig. 3 für den Betrieb des Rotors Rl,
Fig. 10 zweiter Unterblock II.2 gemäß Fig. 3 für den Betrieb des Rotors R2,
Fig. 11 die schematische Darstellung für die Funktion „Rotor Rl dreht nach innen" im ersten Unterblock ILl gemäß Fig. 9,
Fig. 12 die schematische Darstellung für die Funktion „Rotor Rl dreht nach außen" im ersten Unterblock ILl gemäß Fig. 9,
Fig. 13 die schematische Darstellung für die Funktion „Rotor R2 dreht nach innen" im zweiten Unterblock II.2 gemäß Fig. 10,
Fig. 14 die schematische Darstellung für die Funktion „Rotor R2 dreht nach außen" im zweiten Unterblock II.2 gemäß Fig. 10,
Fig. 15 die schematische Darstellung für die Zeitdauer to im Programmblock IL 2 und
Fig. 16 die schematische Darstellung für die Zeitdauer tp im Programmblock II.2.
Bester Weg zur Ausführung der Erfindung
Es wird Bezug genommen auf eine hydromechanisch angetriebene Zerkleinerungsmaschine, wie sie mit für den Zerkleinerungsprozess maßgebenden Merkmalen in dem Patent DE 102 47 281 dargestellt ist. Jedoch sind die Ausführungsbeispiele auch auf äquivalent wirkende Zerkleinerungsmaschinen übertragbar.
hi der Fig. 1 ist das erfindungsgemäße Programm in Form eines Logikschemas der Regelung unter Einbindung von Symbolen für die Rotoren Rl und R2, Funktionen und von Be¬ zugswerten für die betreffende Maschine dargestellt.
Darin sind bezeichnet mit
Rl = besagter erster Rotor,
R2 = besagter zweiter Rotor,
Pl = ein zu definierender Druckwert für den Rotor Rl in der Funktion nach außen drehend,
P2 = ein zu definierender Druckwert für den Rotor Rl in der Funktion nach innen drehend,
P3 = ein zu definierender Druckwert für den Rotor R2 in der Funktion nach innen drehend,
P4 = ein zu definierender Druckwert für den Rotor R2 in der Funktion nach außen drehend,
I = ein erster Programmblock für den „Ablauf ohne Material",
L l = ein Programmschritt „Rotoren Rl und R2 drehen nach innen",
1.2 = ein Programmschritt „Rotoren Rl und R2 drehen nach außen",
II = ein zweiter Programmblock für den „Ablauf mit Material",
IL 1 = ein erster Unterblock für den Rotor Rl ,
II.2 = ein zweiter Unterblock für den Rotor R2,
III = ein dritter Programmblock zur Vermittlung der Abläufe vom Programmblock I zum Programmblock II oder vom Programmblock II zum Programmblock I,
III.1.1 = ein erster Teilblock des dritten Programmblocks,
III.1.2 = ein zweiter Teilblock des dritten Programmblocks,
III.2 = ein dritter Teilblock des dritten Programmblocks,
t = zufallsgenerierte oder lastabhängig generierte Zeit innerhalb eines ebenso generierten Wertebereiches.
Wie in Fig. 1 symbolisch dargestellt erfolgt mit „START" die Inbetriebnahme des erfindungsgemäßen Verfahrens zur vollautomatischen Regelung der Zerkleinerungsmaschine im Programmblock I, so dass sich die Rotoren Rl, R2 zunächst in einer nach innen drehenden Funktion gemäß Programmschritt Ll in einem Aktionszustand „Ablauf ohne Material" jedoch hauptsächlich „Prozessablauf mit Material" befinden.
Entsprechend den Programmschritten erfolgt ein ständiges Wechseln der Drehrichtungen im Wechsel zum Programmschritt 1.2 „Rotoren Rl, R2 drehen nach außen" der Rotoren Rl5 R2 gemeinsam.
Wenn kurzzeitig noch kein zu zerkleinerndes Material von den Zerkleinerungswerkzeugen der Rotoren Rl, R2 erfassbar ist, liegen die Werte für die Drücke Pl, P2, P3 und P4 aus dem hydromechanischen Antriebssystem noch unterhalb der dafür eingestellten Werte von z. B. 40 bar, und zwar der in beiden Richtungen wirkenden Rotoren Rl, R2.
Sollte weiterhin kein aufgegebenes Material anliegen, wird programmgemäß folgender Ab¬ lauf geregelt:
In dem Programmblock I wird von der Steuerung ein Wert für eine Zeitdauer tq innerhalb eines Wertebereiches ermittelt. Dieser wird entweder zufällig oder in Abhängigkeit von der
Maschinenbelastung generiert, wobei der zur Verfugung stehende Wertebereich innerhalb von anpassbaren und/oder materialabhängigen Grenzwerten liegt. Für den Fall, dass die eingestellten Lastbedingungen während der so generierten Zeitdauer tr nicht zu einem Wechsel aus der Betriebsart „Material finden (Programmblock I)" in die Betriebsart „Material zerkleinern (Programmblock III)" führen, wird nach Ablauf dieser generierten Zeit tq die Arbeitsrichtung der Maschine „beide Rotoren Rl, R2 drehen nach außen" in „beide Rotoren Rl5 R2 drehen nach innen" umgekehrt.
Oder:
Ein generierter Wert für die Zeitdauer tr liegt innerhalb eines wie oben eingeregelten Wertebereiches und wird ebenso entweder zufällig oder in Abhängigkeit von der Maschinenbelastung generiert, wobei der zur Verfügung stehende Wertebereich auch innerhalb von zwei Grenzwerten liegt. Für den Fall, dass die eingestellten Lastbedingungen während dieser generierten Zeitdauer tq nicht zu einem Wechsel aus der Betriebsart „Material finden (Programmblock I)" in die Betriebsart „Material zerkleinern (Programmblock III)" führen, wird nach Ablauf der Zeit tr die Arbeitsrichtung der Maschine „beide Rotoren Rl, R2 drehen nach innen" in „beide Rotoren Rl, R2 drehen nach außen" umgekehrt.
Im Regelfall ist der Materialstrom zu den Rotoren Rl, R2 nicht unterbrochen und die Schneidwerkzeuge der Rotoren erfassen Material, so dass sich der zweite Programmblock II mit dem Aktionszustand „Ablauf mit Material" lastbedingt einschaltet, in dem beide Rotoren Rl, R2 unabhängig voneinander laufen und dabei das Material zerkleinert wird.
Der Sprung in den zweiten Programmblock II erfolgt auf Grund des zuvor dargestellten Re¬ gelfalls mittels des dritten Programmblocks III dann, wenn der jeweilige Minimalwert der Drücke P2 oder P3 in den ersten Teilblock III.1.1 oder der Drücke Pl oder P4 im zweiten Teilblock III.1.2 überschritten ist, da Material von den Zerkleinerungswerkzeugen der Rotoren Rl, R2 erfasst wird und der Zerkleinerungsprozess beginnt.
In diesem Fall sind die zuvor angegebenen minimalen Druckwerte in Höhe von jeweils 40 bar maßgebend, wobei die Drücke P2 und/oder P3 für die nach innen drehenden Rotoren Rl, R2 und die Drücke Pl und/oder P4 für die nach außen drehenden Rotoren Rl, R2 verantwortlich sind.
Im nunmehr aktiven, d.h. den eigentlichen Zerkleinerungsprozess regelnden zweiten Programmblock II, der einen ersten Unterblock II.1 für den Betrieb des Rotors Rl und einen zweiten Unterblock II.2 für den Betrieb des Rotors R2 aufweist, laufen die Programmschritte unter folgenden Programmbedingungen ab, wobei beide Rotoren Rl, R2 sowohl gleichzeitig
aber auch unabhängig voneinander laufen und mit ihren in beiden Drehrichtungen wirkenden Zerkleinerungswerkzeugen auf das Material einwirken:
• Ln ersten Unterblock IL 1 werden für die Funktion „Rotor Rl dreht nach innen" die Schritte
- Druck P2 hat Maximalwert von z.B. 350 bar überschritten und
- Druck P2 hat Minimalwert von z.B. 40 bar unterschritten und Drücke P3 oder P4 sind größer als z.B. 40 bar
und die Funktion „Rotor Rl dreht nach außen" die Schritte
Druck Pl hat Maximalwert von z.B. 350 überschritten und
- Druck Pl hat Minimalwert von z.B. 40 bar unterschritten und Drücke P4 oder P3 sind größer als z.B. 40 bar geregelt.
• Im zweiten Unterblock II.2 werden für die Funktion „Rotor R2 dreht nach innen", und zwar unabhängig vom ersten Unterblock ILl, die Schritte
Druck P3 hat Maximalwert von z.B. 250 bar überschritten und
- Druck P3 hat Minimalwert von z.B. 40 bar unterschritten und Drücke P2 oder Pl sind größer als der Minimalwert von z.B. 40 bar
und für die Funktion „Rotor R2 dreht nach außen" die Schritte
- Druck P4 hat Maximalwert von z.B. 250 bar überschritten und
- Druck P4 hat Minimalwert von z.B. 40 bar unterschritten und Drücke Pl oder P2 sind größer als der Minimalwert von z.B. 40 bar
geregelt.
Entsprechend diesem Regelkreis von Programmschritten wechselt bezogen auf den ablaufen¬ den Zerkleinerungsprozess innerhalb des ersten Unterblocks IL 1 die Drehrichtung des ersten Rotors Rl dann, wenn
der Wert für eine generierte Zeitdauer tm innerhalb eines Wertebereiches liegt und entweder zufällig oder in Abhängigkeit von der Maschinenbelastung generiert wird, wobei der zur Verfügung stehende Wertebereich anpassbare und/oder
materialabhängige Grenzwerte umfasst, und für den Fall, dass die eingestellten Lastbedingungen nicht zu einer Drehrichtungsumkehr führen, nach Ablauf der zufallsbedingt oder lastabhängig generierten Zeit tm die Drehrichtung von Rotor Rl umgekehrt wird, oder
der Wert für eine generierte Zeitdauer tn innerhalb eines Wertebereiches liegt und entweder zufällig oder in Abhängigkeit von der Maschinenbelastung generiert wird, wobei der zur Verfügung stehende Wertebereich wie oben ermittelte Grenzwerte aufweist, und für den Fall, dass die eingestellten Lastbedingungen nicht zu einer Drehrichtungsumkehr führen, nach Ablauf dieser so generierten Zeit tn die Drehrichtung des Rotors Rl umgekehrt wird.
Hierbei kann die zufällig oder lastabhängig generierte Zeit z. B. 20 sec betragen, die sich jedoch nicht nach einem Muster oder einer Sequenz bei späteren Zerkleinerungsvorgängen programmmäßig wiederholt. Der Zeichnung ist symbolisch entnehmbar, dass die erfmdungsgemäß generierte Zeit zufallsbedingt oder lastabhängig generiert geregelt wird und keine feste Abfolge einer eingesteuerten Sequenz darstellt.
In funktioneller Beziehung oder Alternative dazu wechselt innerhalb des Unterblocks II.2 die Drehrichtung des zweiten Rotors R2 dann, wenn
der Wert für eine generierte Zeitdauer t0 innerhalb eines Wertebereiches liegt und entweder zufällig oder in Abhängigkeit von der Maschinenbelastung generiert wird, wobei der zur Verfügung stehende Wertebereich innerhalb von zwei Grenzwerten liegt, und für den Fall, dass die eingestellten Lastbedingungen nicht zu einer Drehrichtungsumkehr führen, nach Ablauf der zufallsbedingt oder lastabhängig generierten Zeit t0 die Drehrichtung von Rotor R2 umgekehrt wird, oder
der Wert für eine generierte Zeitdauer tp innerhalb eines Wertebereiches liegt und entweder zufällig oder in Abhängigkeit von der Maschinenbelastung generiert wird, wobei der zur Verfügung stehende Wertebereich innerhalb von zwei Grenzwerten liegt, und für den Fall, dass die eingestellten Lastbedingungen nicht zu einer Drehrichtungsumkehr führen, nach Ablauf dieser so generierten Zeit tp die Drehrichtung von Rotor R2 umgekehrt wird.
Hierbei kann die zufällig oder lastabhängig generierte Zeit z. B. 16 sec betragen, die sich auch nicht nach einem Muster oder einer Sequenz im Programm wieder findet. Sollte z. B. eine
Zeit wie zuvor beschrieben von ebenfalls 16 sec sich generieren ist diese zufallsbedingt oder lastabhängig generiert.
Mit dieser Programmierung der auf die Zerkleinerung des Materials mittels der Rotoren Rl, R2 und seiner Zerkleinerungswergzeuge wirkenden funktionellen Arbeitsschritte ist einerseits eine stete Wendung des in seiner Form und Dichte heterogenen Materials in Position zu den Zerkleinerungswerkzeugen und andererseits eine effektive Zerkleinerung als Beitrag für einen hohen Durchsatz der Maschine gesichert, ohne Muster von Reversierungen oder Sequenzen (Zeit oder Anzahl) von Umdrehungen vorzugeben
Insgesamt kommt dem dritten Programmblock III eine vermittelnde Schlüsselstellung zu, so dass die aus der Praxis gegebenen materialzuführungsbedingten Wechsel vom Programm¬ block π in den Programmblock I und umgekehrt durch die erfindungsgemäße Regelung eben¬ falls optimiert werden können.
So schaltet sich der erste Programmblock I mittels des dritten Programmblocks HI dann ein, wenn in einem dritten Teilblock M.2 alle Drücke Pl, P2, P3, P4 kleiner als der in diesem Fall eingestellte Minimalwert von 40 bar sind. Die Zerkleinerungsmaschine läuft nun in dem energiesparenden Modus, geregelt durch den Programmblock I, der zugleich die Programm¬ schritte des Startprogramms darstellt. Diese Situation wird wiederum der Praxis gerecht, da z.B. die Materialaufgabe unterbrochen sein kann oder nicht kontinuierlich verläuft.
Speziell ist gemäß der zweiten Erfindungsvariante davon auszugehen, dass der Ablauf des Zerkleinerungsprozesses von Anfang an mit Material erfolgt. Im Programmblock I gemäß Fig. 2 liegt dann der Aktionszustand „normaler Zerkleinerungsvorgang" an, in dem ein ständiges Wechseln der Drehrichtungen der Rotoren Rl, R2 gemeinsam erfolgt. Bei Überschreiten eines eingestellten Wertes, wie Druck Pl, P2, P3, P4 liegt dann der Zustand „Erkennung einer höheren Last" vor.
Der zweite Programmblock II gemäß Fig. 3 reagiert auf den Aktionszustand „Maschine im höheren Lastbereich/Blockadegefahr", in dem beide Rotoren Rl, R2 unabhängig voneinander laufen und dabei insgesamt das Material weiter zerkleinert wird.
mi dritten Programmblock III gemäß Fig. 4 werden nun wiederum die Abläufe vom ersten Programmblock I zum zweiten Programmblock II und umgekehrt vermittelt.
Dabei wird eine jeweilige Zeitdauer tm, t„, t0, tp, tq, tr, die innerhalb eines anpassbaren und/oder materialabhängigen Wertebereiches liegt, von der Regelung entweder zufällig oder in Abhängigkeit von der Maschinenbelastung generiert.
Mit dem oben schon beschriebenen „START" erfolgt die Inbetriebnahme der vollautomatischen Regelung der Zerkleinerungsmaschine im Programmblock I, so dass sich die Rotoren Rl, R2 zunächst in einer nach innen drehenden Funktion im Programmschritt Ll in einem Aktionszustand „normaler Zerkleinerungsvorgang " gemäß Fig. 5 befinden.
Entsprechend den Progranimschritten erfolgt ein ständiges Wechseln der Drelirichtungen im Wechsel zum Programmschritt 1.2 „Rotoren Rl, R2 drehen nach außen" der Rotoren Rl, R2 gemeinsam, wie in der Fig. 6 dargestellt.
Dabei liegen die Werte für die Drücke Pl, P2, P3 und P4 aus dem hydromechanischen Antriebssystem noch unterhalb der dafür eingestellten Werte von z. B. 140 bar, und zwar der in beiden Richtungen stets gemeinsam wirkenden Rotoren Rl5 R2.
Programmgemäß wird folgender Ablauf geregelt:
In dem Programmblock I wird von der Regelung ein Wert für eine Zeitdauer tq entsprechend Fig. 7 innerhalb eines Wertebereiches ermittelt. Dieser wird entweder zufällig oder in Abhängigkeit von der Maschinenbelastung generiert, wobei der zur Verfügung stehende Wertebereich innerhalb von anpassbaren und/oder materialabhängigen Grenzwerten liegt.
Für den Fall, dass die eingestellten Lastbedingungen während der so generierten Zeitdauer tq nicht zu einem Wechsel aus der Betriebsart „normaler Zerkleinerungsvorgang (Pro¬ grammblock I)" in die Betriebsart „Maschine im höheren Lastbereich/Blockadegefahr (Programmblock III)" führen, wird nach Ablauf dieser generierten Zeit tq die Arbeitsrichtung der Maschine „beide Rotoren Rl, R2drehen nach innen" (Fig. 5) in „beide Rotoren Rl, R2 drehen nach außen" (Fig. 6) umgekehrt.
Oder es liegt ein generierter Wert für die Zeitdauer tr gemäß Fig. 8 innerhalb eines wie oben eingeregelten Wertebereiches und wird ebenso entweder zufällig oder in Abhängigkeit von der Maschinenbelastung generiert, wobei der zur Verfügung stehende Wertebereich auch innerhalb von zwei Grenzwerten liegt. Für den Fall, dass die eingestellten Lastbedingungen während dieser generierten Zeitdauer tr nicht zu einem Wechsel aus der Betriebsart „normaler Zerkleinerungsvorgang (Programmblock I)" in die Betriebsart „Maschine im höheren Lastbereich/Blockadegefahr (Programmblock III)" führen, wird nach Ablauf der Zeit tr die Arbeitsrichtung der Maschine „beide Rotoren Rl, R2 drehen nach außen" gemäß Fig. 6 in „beide Rotoren Rl, R2 drehen nach innen" gemäß Fig. 5 umgekehrt.
Der Sprung in den zweiten Programmblock II erfolgt auf Grund des zuvor dargestellten Re¬ gelfalls mittels des dritten Programmblocks III dann, wenn der jeweilige Minimalwert der Drücke P2 oder P3 in den ersten Teilblock III.1.1 oder der Drücke Pl oder P4 im zweiten Teilblock III.1.2 überschritten ist bzw. sind.
In diesem Fall sind die zuvor angegebenen minimalen Druckwerte in Höhe von jeweils 140 bar maßgebend, wobei die Drücke P2 und/oder P3 für die nach innen drehenden Rotoren Rl, R2 gemäß Fig. 5 und die Drücke Pl und/oder P4 für die nach außen drehenden Rotoren Rl, R2 gemäß Fig. 6 verantwortlich sind.
Im nunmehr aktiven zweiten Programmblock II, der einen ersten Unterblock II.1 für den Betrieb des Rotors Rl gemäß Fig. 9 und einen zweiten Unterblock II.2 für den Betrieb des Rotors R2 gemäß Fig. 10 aufweist, laufen die Programmschritte unter folgenden Programmbedingungen ab, wobei beide Rotoren Rl, R2 sowohl gleichzeitig aber auch unabhängig voneinander laufen (Fig. 3) und mit ihren in beiden Drehrichtungen wirkenden Zerkleinerungswerkzeugen auf das Material einwirken:
• Im ersten Unterblock ILl werden für die Funktion „Rotor Rl dreht nach innen" entsprechend Fig. 11 die Schritte
- Druck P2 hat Maximalwert von z.B. 350 bar überschritten und
- Druck P2 hat Minimalwert von z.B. 140 bar unterschritten und Drücke P3 oder P4 sind größer als z.B. 140 bar
und die Funktion „Rotor Rl dreht nach außen" entsprechend Fig. 12 die Schritte
- Druck Pl hat Maximalwert von z.B. 350 überschritten und
- Druck Pl hat Minimalwert von z.B. 140 bar unterschritten und Drücke P4 oder P3 sind größer als z.B. 140 bar geregelt.
• Im zweiten Unterblock II.2 werden für die Funktion „Rotor R2 dreht nach innen" entsprechend Fig. 13, und zwar unabhängig vom ersten Unterblock ILl, die Schritte
- Druck P3 hat Maximalwert von z.B. 250 bar überschritten und
- Druck P3 hat Minimalwert von z.B. 140 bar unterschritten und Drücke P2 oder Pl sind größer als der Minimalwert von z.B. 140 bar
und für die Funktion „Rotor R2 dreht nach außen" entsprechend Fig. 14 die Schritte
- Druck P4 hat Maximalwert von z.B. 250 bar überschritten und
- Druck P4 hat Minimalwert von z.B. 140 bar unterschritten und Drücke Pl oder P2 sind größer als der Minimalwert von z.B. 140 bar
geregelt.
Entsprechend diesem Regelkreis von Programmschritten wechselt bezogen auf den ablaufen¬ den Zerkleinerungsprozess innerhalb des ersten Unterblocks IL 1 die Drehrichtung des ersten Rotors Rl dann, wenn
der Wert für eine generierte Zeitdauer tm innerhalb eines Wertebereiches liegt und entweder zufällig oder in Abhängigkeit von der Maschinenbelastung generiert wird, wobei der zur Verfügung stehende Wertebereich anpassbare und/oder materialabhängige Grenzwerte umfasst, und für den Fall, dass die eingestellten Lastbedingungen nicht zu einer Drehrichtungsumkehr führen, nach Ablauf der zufallsbedingt oder lastabhängig generierten Zeit tm die Drehrichtung von Rotor Rl umgekehrt wird, oder
der Wert für eine generierte Zeitdauer tn innerhalb eines Wertebereiches liegt und entweder zufällig oder in Abhängigkeit von der Maschinenbelastung generiert wird, wobei der zur Verfügung stehende Wertebereich wie oben ermittelte Grenzwerte aufweist, und für den Fall, dass die eingestellten Lastbedingungen nicht zu einer Drehrichtungsumkehr führen, nach Ablauf dieser so generierten Zeit tn die Drehrichtung des Rotors Rl umgekehrt wird.
Hierbei kann die zufällig oder lastabhängig generierte Zeit z. B. 20 sec betragen, die sich jedoch nicht nach einem Muster oder einer Sequenz bei späteren Zerkleinerungsvorgängen programmmäßig wiederholt. Den Zeichnungen ist nur symbolisch entnehmbar, dass die generierte Zeit zufallsbedingt oder lastabhängig generiert geregelt wird und keine feste Abfolge einer eingesteuerten Sequenz bewirkt.
In funktioneller Beziehung oder Alternative dazu wechselt innerhalb des Unterblocks 11.2 (Fig. 10) die Drehrichtung des zweiten Rotors R2 dann, wenn
der Wert für eine generierte Zeitdauer t0 gemäß Fig. 15 innerhalb eines Wertebereiches liegt und entweder zufällig oder in Abhängigkeit von der Maschinenbelastung generiert wird, wobei der zur Verfügung stehende Wertebe-
reich innerhalb von zwei Grenzwerten liegt, und für den Fall, dass die eingestellten Lastbedingungen nicht zu einer Drehrichtungsumkehr rühren, nach Ablauf der zufallsbedingt oder lastabhängig generierten Zeit t0 die Drehrichtung von Rotor R2 umgekehrt wird, oder
der Wert für eine generierte Zeitdauer tp gemäß Fig. 16 innerhalb eines Wertebereiches liegt und entweder zufällig oder in Abhängigkeit von der Maschinenbelastung generiert wird, wobei der zur Verfügung stehende Wertebe¬ reich innerhalb von zwei Grenzwerten liegt, und für den Fall, dass die eingestellten Lastbedingungen nicht zu einer Drehrichtungsumkehr fuhren, nach Ablauf dieser so generierten Zeit tp die Drehrichtung von Rotor R2 umgekehrt wird.
Hierbei kann die zufällig oder lastabhängig generierte Zeit z. B. 16 sec betragen, die sich auch nicht nach einem Muster oder einer Sequenz wieder findet. Sollte z. B. eine Zeit wie zuvor beschrieben von ebenfalls 16 sec sich generieren ist diese ausschließlich zufallsbedingt oder lastabhängig generiert.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Mit dieser Programmierung zur Regelung des Prozesses der auf die Zerkleinerung des Materials mittels der Rotoren Rl, R2 und seiner Zerkleinerungswergzeuge wirkenden funktionellen Arbeitsschritte ist einerseits eine stete Wendung des in seiner Form und Dichte heterogenen Materials in Position zu den Zerkleinerungswerkzeugen und andererseits eine effektive Zerkleinerung als Beitrag für einen hohen Durchsatz der Maschine gesichert, ohne Muster von Reversierungen oder Sequenzen (Zeit oder Anzahl) als lastunabhängige, feste Folge von Umdrehungen vorzugeben, wie es die EP 0 521 081 Bl lehrt.
Hiernach ist es ausgeschlossen, dass jede Welle für sich mit einer festen Folge (vorgegebene Sequenz) von Vorwärts- und Rückwärtsdrehungen dreht, die unabhängig von Belastungszuständen eingehalten wird.
Mit den erfindungsgemäßen Programmschritten wird es möglich, eine Software zu schaffen, die sämtliche dargestellten Programmschritte praxisgerecht, d.h. den Bedingungen der Zer¬ kleinerungsmaschine und dem Zerkleinerungsprozess nach dem System einer Regelung ange- passt, in konjunktiver und/oder alternativer Verknüpfung modifiziert ausüben kann. Es sind auch Nachrüstungen von Zerkleinerungsmaschinen mit dem erfindungsgemäßen Regelpro¬ gramm möglich, und es wurde der qualitative Sprung von den beschriebenen bisher üblichen Steuerungen nach Sequenzen zu einem Regelprogramm für gattungsgemäße Maschinen erreicht.
Die zeichnungsgemäße Darstellung gemäß Fig. 1 kann zweckmäßigerweise als Vorlage für die Gestaltung eines Bedienerpults verwendet werden, um entsprechend den verwendeten Symbolen den Betriebsablauf bildhaft wiederzugeben.
Bezugszeichenliste
Rl = erster Rotor
R2 = zweiter Rotor
Pl = Druckwert für Rl nach außen drehend
P2 = Druckwert für Rl nach innen drehend
P3 = Druckwert für R2 nach innen drehend
P4 = Druckwert für R2 nach außen drehend
I = erster Programmblock (Ablauf ohne Material)
1. 1 = Programmschritt „Rotoren Rl, R2 drehen nach innen"
1.2 = Programmschritt „Rotoren Rl, R2 drehen nach außen"
II = zweiter Programmblock (Ablauf mit Material) IL 1 = erster Unterblock für Rotor Rl
II.2 = zweiter Unterblock für Rotor R2
III = dritter Programmblock zur Vermittlung der Abläufe von
I zu II oder von II zu I III.1.1 = erster Teilblock III.1.2 = zweiter Teilblock III.2 = dritter Teilblock t = zufallsgenerierter oder maschinenlastabhängig generierter Wertebereich für die
Dauer einer Zeit