WO2008012096A9 - Force transmission device for a comminuting apparatus - Google Patents

Force transmission device for a comminuting apparatus

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WO2008012096A9
WO2008012096A9 PCT/EP2007/006656 EP2007006656W WO2008012096A9 WO 2008012096 A9 WO2008012096 A9 WO 2008012096A9 EP 2007006656 W EP2007006656 W EP 2007006656W WO 2008012096 A9 WO2008012096 A9 WO 2008012096A9
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power transmission
transmission device
drive
drive unit
absorber
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Peter Roessler
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Weima Maschb Gmbh
Peter Roessler
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Publication of WO2008012096A9 publication Critical patent/WO2008012096A9/en
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    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
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    • B02C18/00—Disintegrating by knives or other cutting or tearing members which chop material into fragments
    • B02C18/06—Disintegrating by knives or other cutting or tearing members which chop material into fragments with rotating knives
    • B02C18/16—Details
    • B02C18/24—Drives
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • F16D7/00—Slip couplings, e.g. slipping on overload, for absorbing shock
    • F16D7/02—Slip couplings, e.g. slipping on overload, for absorbing shock of the friction type
    • F16D7/024—Slip couplings, e.g. slipping on overload, for absorbing shock of the friction type with axially applied torque limiting friction surfaces
    • F16D7/025—Slip couplings, e.g. slipping on overload, for absorbing shock of the friction type with axially applied torque limiting friction surfaces with flat clutching surfaces, e.g. discs

Definitions

  • the invention relates to a power transmission device for a crushing device for transmitting a driving force from a drive unit to a crushing rotor, a crushing device.
  • Belt drives provided with a large gear ratios, which transmit the driving force of a drive unit to the crushing rotor.
  • Such belt drives take up much space relative to the entire crushing device.
  • such belt drives must be totally enclosed for safety reasons.
  • the belts are subject to significant wear, so that the belt drives significantly determine the maintenance of such shredding devices.
  • Object of the present invention is to provide a power transmission device of the type mentioned in such a way that the need for maintenance is reduced.
  • the power transmission device comprises at least one torsional vibration absorber and at least one torque-dependent working coupling element, which are connected in series.
  • a power transmission device which is preferably connected via a drive shaft with the drive unit and preferably via an output shaft with the crushing rotor.
  • the torsional vibration absorber has the function to absorb small-pitch angle shocks and corresponding torque fluctuations caused by the ever-changing resistance in crushing the material.
  • Such changes in resistance result from the fact that the material to be crushed is usually composed of bodies which differ in size, shape and / or strength. Besides, these bodies can be in different positions between the comminution tools of the comminution rotor and corresponding blades advised, whereby also different forces for crushing the body are required.
  • the load of the drive unit and the comminution rotor and thus the wear and the maintenance susceptibility is significantly reduced by the torsional vibration absorber.
  • the torque-dependent coupling element causes the comminution rotor to be at least partially uncoupled from the power pack and thus both components protected from destruction.
  • the crushing device can then be reversed, often releasing deadlocks, where it does not, it can also be stopped and the jammed material can then be manually removed. Since no components are destroyed, as is the case with the known overload protection with shear bolts, the crushing device can be restarted after only a brief interruption of work.
  • the rotary vibration absorber may have two coaxial absorber parts. - A -
  • the absorber parts may each comprise force transmission elements which mesh with play comb-like, and in at least one intermediate space between the force transmission elements may be arranged a coupling body.
  • the power transmission elements realize together with the coupling bodies a stable high torque transmitting connection.
  • recesses may be provided in the mutually facing, in particular closely spaced surfaces of the absorber parts, in which the coupling body is in each case arranged approximately in equal parts with respect to its cross section. Power transmission elements of the absorber parts are formed here by the walls of the recesses.
  • the recesses and the coupling body may be elongate prismatic and extend radially to the axes of the absorber parts. In this way, the forces occurring are distributed uniformly over the length of the coupling body.
  • the torque-dependent coupling element responds, and the drive unit and the drive shaft continue to rotate at least partially decoupled from the output shaft and the comminuting rotor, whereas the output shaft and the comminuting rotor lose speed, possibly stopping.
  • a sensor can be arranged in each case between the drive unit and the power transmission device and between the power transmission device and the comminution rotor, which sensor is connected via signal lines to a comparison device, in particular for comparing the angular positions or speeds in front of and behind the power transmission device, and from the sensor signals, in particular the angular positions or rotational speeds in front of and behind the power transmission device, a slip occurring in the region of the power transmission device can be determined.
  • the drive unit and the comminution rotor are at least partially decoupled by the torque-dependent coupling element, it is expedient to slow down or stop the drive unit, in order to prevent very high speeds of rotation occurring at short notice, which can also lead to damage.
  • the comparison device can be connected for this purpose via signal lines to a control unit for the drive unit.
  • the coupling element Since usually very large torques are required to drive the crushing rotor against the load, it is necessary to avoid that the coupling element triggers too early. As particularly efficient has been found here, when the coupling element is a spring-loaded friction clutch element, in which the triggering torque can be specified. Incidentally, with spring-biased friction clutch elements, even large torques can be transmitted slip-free as long as the static friction is not exceeded.
  • the drive unit may have a reduction gear, which is the least one drive motor downstream. This has the advantage that a significantly smaller dimensioned drive motor can be used and the drive unit still provides high torques.
  • the drive unit may comprise a plurality of electric motors, which are arranged in a motor housing and having drive pinions, which are arranged together symmetrically to a central drive gear, which is coupled to the power transmission device or optionally to the reduction gear.
  • This drive unit combines the drive power of several comparatively compact and easy to manufacture electric motors, which are arranged to save space around the common drive gear around. Embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to the drawing; show it
  • Figure 1 shows schematically a partial section of a Zerklei ⁇ n réellesvorraum in the longitudinal direction
  • Figure 2 schematically shows a first embodiment of a torsional vibration absorber of the crushing device of Figure 1 in section perpendicular to a drive shaft.
  • Figure 3 schematically shows the torsional vibration absorber of Figure 2 in the axis-parallel section along the section line III-III there;
  • Figure 4 schematically shows a second to that shown in Figures 2 and 3 similar embodiment example of a torsional vibration absorber for a crushing device of Figure 1 perpendicular to the drive shaft cut;
  • Figure 5 schematically shows the torsional vibration absorber of Figure 4 in the axis-parallel section along the section line V-V;
  • Figure 6 schematically shows a drive unit for a crushing device according to Figure 1 seen in the direction of the drive shaft.
  • FIG. 1 a total provided with the reference numeral 10 crushing device is shown, with the crushed material, which is composed of bodies that may be different in size, shape and / or strength (eg beams wood waste from Window factories, plastic bumpers, plastic bags of stored blood, etc.), can be crushed.
  • the crushed material which is composed of bodies that may be different in size, shape and / or strength (eg beams wood waste from Window factories, plastic bumpers, plastic bags of stored blood, etc.), can be crushed.
  • the comminution device 10 has a drive unit 12, on the left in FIG. 1, with a reduction gear 14, a comminuting rotor 16, on the right in FIG. 1, and connected between these components via a power transmission device 18 for transmitting a drive force or a drive torque of FIG the drive unit 12 via the reduction gear 14 to the crushing rotor sixteenth
  • the drive unit 12 with the reduction gear 14 and the power transmission device 18 are housed in a housing 19 and 21, respectively.
  • the comminution rotor 16 is located in a machine housing, not shown, which forms a feed hopper for comminuted material and is provided with a feed opening for the material to be comminuted and a discharge opening for the comminuted material.
  • the adjacent housing 19, 20 (and the machine housing, not shown) have through openings for a drive shaft 20 and an output shaft 22 and are connected to each other via flange 24 separable.
  • the drive unit 12 which is shown in FIG. 6 in a section perpendicular to the output shaft 22, comprises four electric motors 26 which are arranged in the motor part of the housing 19.
  • the electric motors 26 each have a drive pinion 28.
  • the drive pinions 28 are arranged together symmetrically to a central drive gear 30 at the corners of a square.
  • the central drive gear 30 is mounted on an input side gear shaft 32 of the reduction gear 14.
  • the four electric motors 26 are three-phase asynchronous motors or synchronous motors, which are fed via a frequency-controllable frequency converter 27.
  • the speed of the electric motors 26 is so adjustable via a control unit 29 for the frequency converter 27.
  • a suitable coolant in particular cooling water for cooling, in particular the electric motors 26 is passed.
  • a power of 390 kW can be achieved in practice even with standard synchronous motors.
  • a maximum torque of up to 29800 Nm briefly a torque of up to 48000 Nm, can be generated.
  • the transmission of the torque from the reduction gear 14 to the power transmission device 18 is done by means of the drive shaft 20.
  • the output shaft 22 is provided accordingly.
  • the drive shaft 20 and the output shaft 22 extend coaxially with one another and with respect to an axis 34 of the comminution rotor 16.
  • the drive train of the comminution device 10 is constructed as a whole linearly.
  • the power transmission device 18 has a torsional vibration absorber 36 and a torque-dependent friction clutch element 38.
  • the rotary vibration absorber 36 and the slip clutch element 38 are arranged in series between the drive shaft 20 and the output shaft 22, wherein the torsional vibration absorber 36 on the drive unit 12 side facing, left in Figure 1, and the slip clutch element 38 on the crushing rotor 16 facing side, in Figure 1 right.
  • the internal components of the torsional vibration absorber 36 and the slip coupling element 38 are largely covered by a respective inner housing.
  • a first embodiment of a torsional vibration absorber 36 is shown in section perpendicular to the drive shaft 20 in Figure 2 and in the axis-parallel section in Figure 3.
  • the torsional vibration absorber 36 comprises two absorber parts 40 and 42 which are coaxial with the drive shaft 40 and the output shaft 42 and each have an approximately circular plate-shaped base body 44 and 45, respectively.
  • the Drive-side absorber part 40 which is shown on the left in FIG. 3, is fixedly mounted on the end of drive shaft 20 remote from reduction gear 14.
  • the drive shaft 20 extends perpendicular to the flat surfaces 48 of the main body 44th
  • the output-side absorber part 42 shown on the right in FIG. 3, is fastened correspondingly on a connecting shaft 46, which runs coaxially to the drive shaft 20 and the output shaft 22 and is connected to the slip-clutch element 38 with its end facing away from the torsional vibration absorber 36.
  • each four elongated webs 50 ⁇ ⁇ tion 52 arranged in a cross shape.
  • the longitudinal axes of the webs 50 extend radially from the edge of the main body 44 to the drive shaft 20, the longitudinal axes of the webs 52 from the edge of the main body 45 to the connecting shaft 46.
  • the webs 50 and 52 are integrally formed on the respective base body 44, 45.
  • All webs 50 and 52 each have a rectangular transverse cross-section.
  • the edge contour of the webs 52 is also rectangular seen in the axial direction.
  • Webs 50 of the drive-side absorber part 40 have, viewed axially, trapezoidal edge contour (FIG. 2).
  • the drive-side webs 50 and the output-side webs 52 have the same dimension in the axial direction of the torsional vibration absorber 36.
  • the drive-side absorber part 40 is 45 ° about the drive shaft 20 and the connecting shaft 46 offset relative to the output side absorber 42.
  • the ' drive-side webs 50 engage in a comb-like manner approximately centrally in the spaces between the driven side webs 52, such that in each case a substantially triangular gap 54 remains between a drive-side web 50 and its adjacent driven-side web 52, see FIG shows.
  • an elastic transverse transversely rectangular and in axial view trapezoidal coupling body 58 is arranged made of an elastomeric material which fills the gap 44 at least in the circumferential direction of the base body 44, 45 and at the approximately radially extending side surfaces of the adjacent Webs 50 and 52 is present.
  • the coupling bodies 58 are fastened on the surface 48 of the drive-side main body 44. Their extension in the direction of the drive shaft 20 is less than or equal to the corresponding extent of the drive-side webs 50.
  • the absorber parts 40 and 42 are connected to one another in a form-fitting manner by means of the elastic coupling bodies 58.
  • the coupling bodies 58 permit limited rotations of the two absorption parts 40 and 42 relative to one another about the axis of the drive shaft 20 or the connecting shaft 46 because of their elasticity, so as to avoid the torque fluctuations. ischenen.
  • torque fluctuations can be caused by the ever-changing resistance in crushing the material.
  • the changes in resistance are due to the fact that the material to be crushed is usually composed of bodies that differ in size, shape and / or strength.
  • the bodies to be crushed can come in different positions between the crushing tools of the crushing rotor 16 and corresponding housing-fixed Gegenmnesser, which also different forces for crushing the body are required.
  • the friction clutch element 38 which is not shown in detail, has two friction disks, which are pressed against one another with prestressed springs.
  • One of the friction plates is mounted on the connecting shaft 46, the other friction disc is mounted on the end of the output shaft 22 facing away from the comminution rotor 16.
  • the contact pressure of the springs on the friction disks is selected so that the slip clutch element 38 slips when a predetermined torque is exceeded, which is preferably about 44000 Nm at the above-mentioned maximum torque values, and thus the rigid coupling between drive shaft 20 (in fact the connecting shaft 46) and output shaft 22 lifts, so that a slip occurs.
  • a sensor S1 or S2 are arranged on the drive shaft 20 and on the output shaft 22 (cf., FIG. 1) with which the rotational speed of the respective shaft can be detected.
  • the sensors S 1 and S 2 comprise, for example, a pulse transmitter arranged close to the corresponding shaft, which cooperates, for example, inductively, with ten screws running with the shaft 20, 22 is. With each revolution of the shaft 20, 22, the pulse generator generates ten pulses.
  • the pulse generators are connected via signal lines with a comparator V.
  • the comparison device With the comparison device, the number of pulses to the drive shaft 20, that is, their speed, and the number of pulses on the output shaft 22 can be compared. From the difference of the pulse numbers, a slip occurring in the area of the power transmission device 18 is determined.
  • the comparator V As soon as the difference between the number of pulses before the power transmission device 18 and the pulse number behind the power transmission device 18 is more than two pulses, which corresponds to an angular offset of the drive shaft 20 to the output shaft 22 of about 70 °, the comparator V generates a corresponding control signal.
  • sensors S1 and S2 may be used which have a better angular resolution of, for example, 10 ° or 5 ° per pulse. This makes it possible to turn off the electric drive even faster when a fault occurs.
  • the comparison device V is connected to the control unit 29 for the frequency converter 27 of the drive unit 12, which modifies the possibly characteristic-modified or otherwise processed output signal of the comparator frequency control signal is transmitted. This can revert, slow down or stop the drive unit 12 in response to the control signal.
  • FIGS. 4 and 5 In a second embodiment of a torsional vibration absorber 36, shown in FIGS. 4 and 5, those elements that are functionally similar to those of the first embodiment described in FIGS. 2 and 3 are provided with the same reference numerals. With regard to their description, reference is made to the comments on the first embodiment.
  • the second embodiment differs from the first in that in the facing and closely spaced opposite surfaces 48 of the absorber 40 and 42 are each provided eight elongated profile in the semicircular prismatic recesses 65, 67, which in composite absorber parts 40 and 42 are pairwise opposite, and together give a cylindrical receptacle.
  • one of the cylindrical coupling body 58 is arranged, which is in each case half in one of the recesses 65, 67.
  • the recesses 65, 67 are arranged symmetrically about the drive shaft 20 or about the connecting shaft 46 and extend radially inwards or outwards almost to the edges of the absorber parts 40 and 42.
  • the positive elastic connection of the absorber 40, 42 comes in the second embodiment by the cooperation of the coupling body 58 with the pairwise opposite recesses 65, 67 state.
  • a drive unit 12 which achieves a smaller or greater maximum power than 390 kW. It is also possible to generate a smaller or a larger maximum torque than 29,800 Nm or, for a short time, 48,000 Nm.
  • the central drive gear 30 may be mounted directly on the drive shaft 20.
  • the drive unit 12 may also have only one or more than four electric motors 26.
  • the coupling bodies 58 may also have a different shape or be arranged differently.
  • individual matrix-like arranged coupling body 58 may be provided or the recesses may extend in the secant direction.

Abstract

A force transmission device (18) for a comminuting apparatus (10) for transmitting a driving force from a drive unit (12) to a comminuting rotor (16) is described. The force transmission device (18) comprises at least one torsional vibration absorber (36) and at least one clutch element (38) which operates as a function of torque, said torsional vibration absorber and clutch element being arranged connected in series between the drive unit (12) and the comminuting rotor (16).

Description

Kraftübertragungseinrichtung für eine Zerkleinerungsvorrichtung. Power transmission device for a crushing device.
Die Erfindung betrifft eine Kraftübertragungseinrichtung für eine Zerkleinerungsvorrichtung zur Übertragung einer Antriebskraft von einem Antriebsaggregat auf einen Zerkleinerungsrotor eine Zerkleinerungsvorrichtung.The invention relates to a power transmission device for a crushing device for transmitting a driving force from a drive unit to a crushing rotor, a crushing device.
Bei marktbekannten Zerkleinerungsvorrichtungen sindIn known crushing devices are
Riemenantriebe mit einem großen Übersetzungsverhältnissen vorgesehen, welche die Antriebskraft eines Antriebsaggregats auf den Zerkleinerungsrotor übertragen. Derartige Riemenantriebe beanspruchen allerdings im Verhältnis zu der gesamten Zerkleinerungsvorrichtung viel Platz. Außerdem müssen solche Riemenantriebe aus Sicherheitsgründen total gekapselt sein. Im Übrigen unterliegen insbesondere die Riemen einem deutlichen Verschleiß, so dass die Riemenantriebe die Wartungsanfäl- ligkeit von derartigen Zerkleinerungsvorrichtungen maßgeblich mitbestimmen.Belt drives provided with a large gear ratios, which transmit the driving force of a drive unit to the crushing rotor. However, such belt drives take up much space relative to the entire crushing device. In addition, such belt drives must be totally enclosed for safety reasons. Moreover, in particular, the belts are subject to significant wear, so that the belt drives significantly determine the maintenance of such shredding devices.
Der Einsatz von Zahnradgetrieben anstelle der Riemenan¬ triebe scheiterte bisher daran, dass bei Zerkleine- rungsvorrichtungen dieser Art oft stark bremsende Beschleunigungen bzw. Schlagbelastungen auftreten, beispielsweise wenn zu zerkleinerndes Material den Zerkleinerungsrotor blockiert. In solchen Fälle kann es vorkommen, dass der Zerkleinerungsrotor abrupt von 100 Umdrehungen pro Minute gestoppt wird. Die dabei wirkenden Kräfte sind so groß, dass die Zähne des Zahnradgetriebes zerstört werden können. Um dies zu verhindern, können Scherbolzen als Überlastsicherung vorgesehen sein, welche bei einem abrupten Stopp des Zerkleinerungsrotors abgeschert werden, die Verbindung zwischen dem Antriebsaggregat und dem Zerkleinerungsrotor trennen und so das Zahnradgetriebe schützen. Jedoch müssen die Scherbolzen anschließend wieder erneuert werden, was insgesamt zu langen Ausfallzeiten der Zerkleinerungsvorrichtung führt.The use of gear drives instead of Riemenan ¬ gearbox failed so far that in Zerre- tion devices of this kind often strong braking accelerations or impact loads occur, for example, when material to be crushed blocks the crushing rotor. In such cases, it may happen that the shredding rotor is stopped abruptly at 100 revolutions per minute. The forces acting on it are so great that the teeth of the gear mechanism can be destroyed. To prevent this, shear bolts can be used as overload protection be sheared off in an abrupt stop of the crushing rotor, disconnect the connection between the drive unit and the crushing rotor, thus protecting the gear transmission. However, the shear pins must then be renewed again, which leads to overall long downtime of the crushing device.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Kraft- Übertragungseinrichtung der eingangs genannten Art so auszugestalten, dass die Wartungsanfälligkeit verringert wird.Object of the present invention is to provide a power transmission device of the type mentioned in such a way that the need for maintenance is reduced.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Kraftübertragungseinrichtung wenigstens einen Drehschwingungsabsorber und wenigstens ein drehmomentabhängig arbeitendes Kupplungselement umfasst, die in Reihe geschaltet sind.This object is achieved in that the power transmission device comprises at least one torsional vibration absorber and at least one torque-dependent working coupling element, which are connected in series.
Erfindungsgemäß ist also eine Kraftübertragungseinrichtung vorgesehen, welche vorzugsweise über eine Antriebswelle mit dem Antriebsaggregat und vorzugsweise über eine Abtriebswelle mit dem Zerkleinerungsrotor verbunden ist. Der Drehschwingungsabsorber hat die Funktion, kleinhubige Winkelstöße und entsprechende Schwankungen des Drehmoments zu absorbieren, welche durch den sich ständig ändernden Widerstand beim Zerkleinern des Materials hervorgerufen werden.According to the invention, therefore, a power transmission device is provided, which is preferably connected via a drive shaft with the drive unit and preferably via an output shaft with the crushing rotor. The torsional vibration absorber has the function to absorb small-pitch angle shocks and corresponding torque fluctuations caused by the ever-changing resistance in crushing the material.
Solche Widerstandsänderungen kommen dadurch zustande, dass das zu zerkleinernde Material in der Regel aus Körpern zusammengesetzt ist, die in Größe, Form und/oder Festigkeit unterschiedlich sind. Außerdem können diese Körper in unterschiedlichen Lagen zwischen die Zerkleinerungswerkzeuge des Zerkleinerungsrotors und entsprechende Messer geraten, wodurch auch unterschiedliche Kräfte zum Zerkleinern der Körper erforderlich werden.Such changes in resistance result from the fact that the material to be crushed is usually composed of bodies which differ in size, shape and / or strength. Besides, these bodies can be in different positions between the comminution tools of the comminution rotor and corresponding blades advised, whereby also different forces for crushing the body are required.
Die Belastung des Antriebsaggregats und des Zerkleinerungsrotors und damit der Verschleiß und die Wartungsanfälligkeit wird durch den Drehschwingungsabsorber deutlich reduziert.The load of the drive unit and the comminution rotor and thus the wear and the maintenance susceptibility is significantly reduced by the torsional vibration absorber.
Sobald das Drehmoment einen bestimmten Wert überschreitet, beispielsweise wenn zu zerkleinerndes Material zwischen den Zerkleinerungswerkzeugen des Zerkleinerungsrotors und den Messern verklemmt und der Zerklei- nerungsrotor blockiert wird, bewirkt das drehmomentabhängig arbeitende Kupplungselement, dass der Zerkleinerungsrotor von dem Antriebsaggregat zumindest teilweise entkoppelt wird und so beide Bauteile vor Zerstörung geschützt werden.As soon as the torque exceeds a certain value, for example when material to be shredded is clamped between the comminution rotor comminution tools and the knives and the comminution rotor is blocked, the torque-dependent coupling element causes the comminution rotor to be at least partially uncoupled from the power pack and thus both components protected from destruction.
Die Zerkleinerungsvorrichtung kann dann reversiert werden, wobei sich Verklemmungen oft lösen, sie kann, wo dies nicht genügt, auch gestoppt werden und das verklemmte kann dann Material manuell entfernt werden. Da keine Bauteile zerstört werden, wie dies bei der bekannten Überlastsicherung mit Scherbolzen der Fall ist, kann die Zerkleinerungsvorrichtung nach lediglich kurzer Unterbrechung der Arbeit wieder gestartet werden.The crushing device can then be reversed, often releasing deadlocks, where it does not, it can also be stopped and the jammed material can then be manually removed. Since no components are destroyed, as is the case with the known overload protection with shear bolts, the crushing device can be restarted after only a brief interruption of work.
Erfindungsgemäß wird somit die Standzeit verlängert, und werden die Ausfallzeiten verkürzt.According to the invention thus the life is extended, and the downtime is shortened.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform kann der Dreh- Schwingungsabsorber zwei koaxiale Absorberteile aufwei- - A -In an advantageous embodiment, the rotary vibration absorber may have two coaxial absorber parts. - A -
sen, die mittels wenigstens einem elastischen Kopplungskörper formschlüssig miteinander verbunden sind, derart, dass die Absorberteile in durch den Kopplungskörper vorgegebenen Grenzen relativ zueinander drehbar sind. Der Formschluß zwischen den Absorberteilen ermöglicht ansonsten eine nahezu schlupffreie Kraftübertragung. Kleine Schwankungen des übertragenen Drehmonents werden durch kleinhubige Relativdrehungen der Absorberteile kompensiert, wobei der elastische Kopplungskörper als Dämpfer wirkt.sen, which are positively connected to each other by means of at least one elastic coupling body, such that the absorber parts are rotatable relative to each other in predetermined by the coupling body limits. The positive engagement between the absorber parts otherwise allows almost slip-free power transmission. Small fluctuations in the transmitted Drehmonents be compensated by small-stroke relative rotation of the absorber parts, wherein the elastic coupling body acts as a damper.
Zweckmäßigerweise können die Absorberteile jeweils Kraftübertragungselemente aufweisen, die mit Spiel kammähnlich ineinandergreifen, und in wenigstens einem Zwischenraum zwischen den Kraftübertragungselementen kann ein Kopplungskörper angeordnet sein. Die Kraftübertragungselemente verwirklichen zusammen mit den Kopplungskörpern eine stabile hohe Drehmomente übertragende Verbindung.Conveniently, the absorber parts may each comprise force transmission elements which mesh with play comb-like, and in at least one intermediate space between the force transmission elements may be arranged a coupling body. The power transmission elements realize together with the coupling bodies a stable high torque transmitting connection.
Alternativ können einfach in den einander zugewandten, insbesondere nahe beabstandeten Oberflächen der Absorberteile gegenüberliegend Aussparungen vorgesehen sein, in denen der Kopplungskörper in Bezug auf seinen Quer- schnitt jeweils insbesondere etwa zu gleichen Teilen angeordnet ist. Kraftübertragungselemente der Absorberteile sind hier durch die Wände der Aussparungen gebildet.Alternatively, recesses may be provided in the mutually facing, in particular closely spaced surfaces of the absorber parts, in which the coupling body is in each case arranged approximately in equal parts with respect to its cross section. Power transmission elements of the absorber parts are formed here by the walls of the recesses.
Bevorzugt können die Aussparungen und der Kopplungskörper gestreckt prismatisch sein und sich radial zu den Achsen der Absorberteile erstrecken. Auf diese Weise werden die auftretenden Kräfte gleichmäßig über die Länge des Kopplungskörpers verteilt. Sobald das Drehmoment den vorgegebenen Grenzwert überschreitet, spricht das drehmomentabhängig arbeitende Kupplungselement an, und das Antriebsaggregat und die Antriebswelle drehen sich zumindest teilweise entkop- pelt von der Abtriebswelle und dem Zerkleinerungsrotor weiter, wohingegen die Abtriebswelle und der Zerkleinerungsrotor an Geschwindigkeit verlieren, gegebenenfalls stoppen.Preferably, the recesses and the coupling body may be elongate prismatic and extend radially to the axes of the absorber parts. In this way, the forces occurring are distributed uniformly over the length of the coupling body. As soon as the torque exceeds the predetermined limit value, the torque-dependent coupling element responds, and the drive unit and the drive shaft continue to rotate at least partially decoupled from the output shaft and the comminuting rotor, whereas the output shaft and the comminuting rotor lose speed, possibly stopping.
Um dies zu erfassen, können zwischen dem Antriebsaggregat und der Kraftübertragungseinrichtung und zwischen der Kraftübertragungseinrichtung und dem Zerkleinerungsrotor jeweils ein Sensor angeordnet sein, der über Signalleitungen mit einer Vergleichseinrichtung insbe- sondere zum Vergleichen der Winkellagen bzw. der Drehzahlen vor und hinter der Kraftübertragungseinrichtung verbunden ist, und aus den Sensorsignalen, insbesondere den Winkellagen bzw. Drehzahlen vor und hinter der Kraftübertragungseinrichtung, kann ein im Bereich der Kraftübertragungseinrichtung auftretender Schlupf ermittelt werden.In order to detect this, a sensor can be arranged in each case between the drive unit and the power transmission device and between the power transmission device and the comminution rotor, which sensor is connected via signal lines to a comparison device, in particular for comparing the angular positions or speeds in front of and behind the power transmission device, and from the sensor signals, in particular the angular positions or rotational speeds in front of and behind the power transmission device, a slip occurring in the region of the power transmission device can be determined.
Sobald das Antriebsaggregat und der Zerkleinerungsrotor durch das drehmomentabhängig arbeitende Kupplungs- element zumindest teilweise entkoppelt werden, ist es zweckmäßig, das Antriebsaggregat zu verlangsamen oder zu stoppen, um zu verhindern, dass sich kurzfristig sehr hohe Drehzahlen ergeben, die auch zu Beschädigungen führen können.As soon as the drive unit and the comminution rotor are at least partially decoupled by the torque-dependent coupling element, it is expedient to slow down or stop the drive unit, in order to prevent very high speeds of rotation occurring at short notice, which can also lead to damage.
Außerdem hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, das Antriebsaggregat zu reversieren, so dass Material, welches den Zerkleinerungsrotor blockiert, sich umorientiert und dann bei neuem Einlaufen in den Schneidspalt zerkleinert werden kann. Die Vergleichseinrichtung kann zu diesem Zweck über Signalleitungen mit einer Steuereinheit für das Antriebsaggregat verbunden sein.In addition, it has been found to be advantageous to reverse the drive unit, so that material which blocks the crushing rotor can be reoriented and then crushed in a new entry into the cutting gap. The comparison device can be connected for this purpose via signal lines to a control unit for the drive unit.
Da in der Regel sehr große Drehmomente erforderlich sind, um den Zerkleinerungsrotor gegen die Last anzutreiben, ist zu vermeiden, dass das Kupplungselement zu früh auslöst. Als besonders effizient hat sich hier herausgestellt, wenn das Kupplungselement ein federvorgespanntes Rutschkupplungselement ist, bei dem das auslösende Drehmoment vorgegeben werden kann. Mit federvorgespannten Rutschkupplungselementen können im Übrigen auch große Drehmomente schlupffrei übertragen wer- den, solange die Haftreibung nicht überschritten ist.Since usually very large torques are required to drive the crushing rotor against the load, it is necessary to avoid that the coupling element triggers too early. As particularly efficient has been found here, when the coupling element is a spring-loaded friction clutch element, in which the triggering torque can be specified. Incidentally, with spring-biased friction clutch elements, even large torques can be transmitted slip-free as long as the static friction is not exceeded.
Ferner kann das Antriebsaggregat ein Untersetzungsgetriebe aufweisen, welches dem wenigsten einen Antriebsmotor nachgeschaltet ist. Dies hat den Vorteil, dass ein deutlich kleiner dimensionierter Antriebsmotor verwendet werden kann und das Antriebsaggregat trotzdem hohe Drehmomente bereitstellt.Furthermore, the drive unit may have a reduction gear, which is the least one drive motor downstream. This has the advantage that a significantly smaller dimensioned drive motor can be used and the drive unit still provides high torques.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann das Antriebsaggregat mehrere Elektromotoren umfassen, die in einem Motorgehäuse angeordnet sind und Antriebsritzel aufweisen, die zusammen symmetrisch zu einem zentralen Antriebszahnrad angeordnet sind, welches mit der Kraftübertragungseinrichtung oder gegebenenfalls mit dem Untersetzungsgetriebe gekoppelt ist. Dieses Antriebsaggregat kombiniert die Antriebsleistung von mehreren vergleichsweise kompakten und einfach herzustellenden Elektromotoren, die platzsparend um das gemeinsame Antriebszahnrad herum angeordnet sind. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert; es zeigenIn a further advantageous embodiment, the drive unit may comprise a plurality of electric motors, which are arranged in a motor housing and having drive pinions, which are arranged together symmetrically to a central drive gear, which is coupled to the power transmission device or optionally to the reduction gear. This drive unit combines the drive power of several comparatively compact and easy to manufacture electric motors, which are arranged to save space around the common drive gear around. Embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to the drawing; show it
Figur 1 schematisch einen Teilschnitt einer Zerklei¬ nerungsvorrichtung in Längsrichtung;Figure 1 shows schematically a partial section of a Zerklei ¬ nerungsvorrichtung in the longitudinal direction;
Figur 2 schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel eines Drehschwingungsabsorbers der Zerkleinerungsvorrichtung aus Figur 1 im Schnitt senkrecht zu einer Antriebswelle;Figure 2 schematically shows a first embodiment of a torsional vibration absorber of the crushing device of Figure 1 in section perpendicular to a drive shaft.
Figur 3 schematisch den Drehschwingungsabsorber aus Figur 2 im achsparallen Schnitt längs der dortigen Schnittlinie III-III;Figure 3 schematically shows the torsional vibration absorber of Figure 2 in the axis-parallel section along the section line III-III there;
Figur 4 schematisch ein zweites zu dem in den Figuren 2 und 3 gezeigten ähnliches Ausführungs beispiel eines Drehschwingungsabsorbers für eine Zerkleinerungsvorrichtung nach Figur 1 senkrecht zu der Antriebswelle geschnitten;Figure 4 schematically shows a second to that shown in Figures 2 and 3 similar embodiment example of a torsional vibration absorber for a crushing device of Figure 1 perpendicular to the drive shaft cut;
Figur 5 schematisch den Drehschwingungsabsorber aus Figur 4 im achsparallen Schnitt längs der dortigen Schnittlinie V-V;Figure 5 schematically shows the torsional vibration absorber of Figure 4 in the axis-parallel section along the section line V-V;
Figur 6 schematisch ein Antriebsaggregat für eine Zerkleinerungsvorrichtung nach Figur 1 gesehen in Richtung der Antriebswelle.Figure 6 schematically shows a drive unit for a crushing device according to Figure 1 seen in the direction of the drive shaft.
In Figur 1 ist eine insgesamt mit dem Bezugszeichen 10 versehene Zerkleinerungsvorrichtung dargestellt, mit der Zerkleinerungsgut, das aus Körpern zusammengesetzt ist, die in Größe, Form und/oder Festigkeit unterschiedlich sein können (z.B. Balken Holzabfälle aus Fensterfabriken, Stoßfänger aus Kunststoff, Plastikbeutel von Blutkonserven etc.), zerkleinert werden kann.In Figure 1, a total provided with the reference numeral 10 crushing device is shown, with the crushed material, which is composed of bodies that may be different in size, shape and / or strength (eg beams wood waste from Window factories, plastic bumpers, plastic bags of stored blood, etc.), can be crushed.
Die Zerkleinerungsvorrichtung 10 verfügt über ein An- triebsaggregat 12, in Figur 1 links, mit einem Untersetzungsgetriebe 14, einen Zerkleinerungsrotor 16, in Figur 1 rechts, und zwischen diese Komponenten geschaltet über eine Kraftübertragungseinrichtung 18 zur Übertragung einer Antriebskraft bzw. eines Antriebs- Drehmomentes von dem Antriebsaggregat 12 über das Untersetzungsgetriebe 14 auf den Zerkleinerungsrotor 16.The comminution device 10 has a drive unit 12, on the left in FIG. 1, with a reduction gear 14, a comminuting rotor 16, on the right in FIG. 1, and connected between these components via a power transmission device 18 for transmitting a drive force or a drive torque of FIG the drive unit 12 via the reduction gear 14 to the crushing rotor sixteenth
Das Antriebsaggregat 12 mit dem Untersetzungsgetriebe 14 und die Kraftübertragungseinrichtung 18 sind in ei- nem Gehäuse 19 beziehungsweise 21 untergebracht.The drive unit 12 with the reduction gear 14 and the power transmission device 18 are housed in a housing 19 and 21, respectively.
Der Zerkleinerungsrotor 16 befindet sich in einem nicht gezeigten Maschinengehäuse, welches einen Beschickungstrichter für Zerkleinerungsgut bildet und mit einer Be- schickungsöffnung für das zu zerkleinernde Material und einer Abgabeöffnung für das zerkleinerte Material versehen ist.The comminution rotor 16 is located in a machine housing, not shown, which forms a feed hopper for comminuted material and is provided with a feed opening for the material to be comminuted and a discharge opening for the comminuted material.
Die einander benachbarten Gehäuse 19, 20 (und das nicht gezeigte Maschinengehäuse) weisen durchgängige Öffnungen für eine Antriebswelle 20 beziehungsweise eine Abtriebswelle 22 auf und sind über Flanschverbindungen 24 trennbar miteinander verbunden.The adjacent housing 19, 20 (and the machine housing, not shown) have through openings for a drive shaft 20 and an output shaft 22 and are connected to each other via flange 24 separable.
Das Antriebsaggregat 12, welches in Figur 6 in einem Schnitt senkrecht zu der Abtriebswelle 22 gezeigt ist, umfasst vier Elektromotoren 26, die in dem Motorteil des Gehäuses 19 angeordnet sind. Die Elektromotoren 26 weisen jeweils ein Antriebsritzel 28 auf. Die Antriebsritzel 28 sind zusammen symmetrisch zu einem zentralen Antriebszahnrad 30 an den Ecken eines Quadrates angeordnet. Das zentrale Antriebszahnrad 30 ist auf einer eingangsseitigen Getriebewelle 32 des Untersetzungsgetriebes 14 angebracht.The drive unit 12, which is shown in FIG. 6 in a section perpendicular to the output shaft 22, comprises four electric motors 26 which are arranged in the motor part of the housing 19. The electric motors 26 each have a drive pinion 28. The drive pinions 28 are arranged together symmetrically to a central drive gear 30 at the corners of a square. The central drive gear 30 is mounted on an input side gear shaft 32 of the reduction gear 14.
Die vier Elektromotoren 26 sind Drehstrom-Asynchronmotoren oder Synchronmotoren, welche über einen in der Frequenz steuerbaren Frequenzumrichter 27 gespeist werden. Die Drehzahl der Elektromotoren 26 ist so über eine Steuereinheit 29 für die Frequenzumrichter 27 einstellbar .The four electric motors 26 are three-phase asynchronous motors or synchronous motors, which are fed via a frequency-controllable frequency converter 27. The speed of the electric motors 26 is so adjustable via a control unit 29 for the frequency converter 27.
Statt eines gemeinsamen Frequenzumrichters kann man auch getrennte Frequenzumrichter für jeden der Elektromotoren 26 vorsehen, die dann gemeinsam durch die Steuereinheit 29 gesteuert werden.Instead of a common frequency converter, it is also possible to provide separate frequency converters for each of the electric motors 26, which are then jointly controlled by the control unit 29.
In dem Motorteil des Gehäuses 19 verläuft außerdem zwischen den Elektromotoren 26 eine Vielzahl von nicht gezeigten Kühlkanälen, durch welche ein geeignetes Kühlmittel (insbesondere Kühlwasser) zum Kühlen insbesonde- re der Elektromotoren 26 geleitet wird.In the motor part of the housing 19 also extends between the electric motors 26, a plurality of cooling channels, not shown, through which a suitable coolant (in particular cooling water) for cooling, in particular the electric motors 26 is passed.
Mit dem Antriebsaggregat 12 ist in der Praxis noch mit Standard-Synchronmotoren eine Leistung von 390 kW erreichbar. An einer Ausgangswelle des Untersetzungsge- triebes 14, welche koaxial zu der Antriebswelle 20 mit dieser verbunden ist, kann bei diesem praktischen Ausführungsbeispiel im Dauerbetrieb ein maximales Drehmoment von bis zu 29800 Nm, kurzzeitig ein Drehmoment von bis zu 48000 Nm, erzeugt werden. Die Übertragung des Drehmoments von dem Untersetzungsgetriebe 14 zur Kraftübertragungseinrichtung 18 geschieht mittels der Antriebswelle 20. Zwischen der Kraftübertragungseinrichtung 18 und dem Zerkleinerungs- rotor 16 ist entsprechend die Abtriebswelle 22 vorgesehen. Die Antriebswelle 20 und die Abtriebswelle 22 verlaufen koaxial zueinander und zu einer Achse 34 des Zerkleinerungsrotors 16. Der Antriebsstrang der Zerkleinerungsvorrichtung 10 ist so insgesamt linear auf- gebaut.With the drive unit 12, a power of 390 kW can be achieved in practice even with standard synchronous motors. At an output shaft of the reduction gear 14, which is connected coaxially to the drive shaft 20 with this, in this practical embodiment in continuous operation a maximum torque of up to 29800 Nm, briefly a torque of up to 48000 Nm, can be generated. The transmission of the torque from the reduction gear 14 to the power transmission device 18 is done by means of the drive shaft 20. Between the power transmission device 18 and the crushing rotor 16, the output shaft 22 is provided accordingly. The drive shaft 20 and the output shaft 22 extend coaxially with one another and with respect to an axis 34 of the comminution rotor 16. The drive train of the comminution device 10 is constructed as a whole linearly.
Die Kraftübertragungseinrichtung 18 weist einen Drehschwingungsabsorber 36 und ein drehmomentabhängig arbeitendes Rutschkupplungselement 38 auf. Der Dreh- Schwingungsabsorber 36 und das Rutschkupplungselement 38 sind in Reihe geschaltet zwischen der Antriebswelle 20 und der Abtriebswelle 22 angeordnet, wobei der Drehschwingungsabsorber 36 sich auf der dem Antriebsaggregat 12 zugewandten Seite, in Figur 1 links, und das Rutschkupplungselement 38 sich auf der dem Zerkleinerungsrotor 16 zugewandten Seite, in Figur 1 rechts, befindet. In Figur 1 sind die innenliegenden Bauteile des Drehschwingungsabsorbers 36 und des Rutschkupplungselements 38 größtenteils durch ein jeweiliges Innengehäuse verdeckt.The power transmission device 18 has a torsional vibration absorber 36 and a torque-dependent friction clutch element 38. The rotary vibration absorber 36 and the slip clutch element 38 are arranged in series between the drive shaft 20 and the output shaft 22, wherein the torsional vibration absorber 36 on the drive unit 12 side facing, left in Figure 1, and the slip clutch element 38 on the crushing rotor 16 facing side, in Figure 1 right. In Figure 1, the internal components of the torsional vibration absorber 36 and the slip coupling element 38 are largely covered by a respective inner housing.
Ein erstes Ausführungsbeispiel eines Drehschwingungsabsorbers 36 ist im Schnitt senkrecht zur Antriebswelle 20 in Figur 2 und im achsparallelen Schnitt in Figur 3 abgebildet.A first embodiment of a torsional vibration absorber 36 is shown in section perpendicular to the drive shaft 20 in Figure 2 and in the axis-parallel section in Figure 3.
Der Drehschwingungsabsorber 36 umfasst zwei zu der Antriebswelle 40 und der Abtriebswelle 42 koaxiale Absor- berteile 40 und 42, welche jeweils einen etwa kreis- plattenförmigen Grundkörper 44 bzw. 45 aufweisen. Der antriebseitige Absorberteil 40, welcher in der Figur 3 links gezeigt ist, ist fest auf dem dem Untersetzungsgetriebe 14 abgewandten Ende der Antriebswelle 20 befestigt. Die Antriebswelle 20 verläuft senkrecht zu den ebenen Oberflächen 48 des Grundkörpers 44.The torsional vibration absorber 36 comprises two absorber parts 40 and 42 which are coaxial with the drive shaft 40 and the output shaft 42 and each have an approximately circular plate-shaped base body 44 and 45, respectively. Of the Drive-side absorber part 40, which is shown on the left in FIG. 3, is fixedly mounted on the end of drive shaft 20 remote from reduction gear 14. The drive shaft 20 extends perpendicular to the flat surfaces 48 of the main body 44th
Der abtriebseitige Absorberteil 42, in der Figur 3 rechts gezeigt, ist entsprechend auf einer Verbindungswelle 46 befestigt, welche koaxial zu der Antriebswelle 20 und der Abtriebswelle 22 verläuft und mit ihrem dem Drehschwingungsabsorber 36 abgewandten Ende mit dem Rutschkupplungselement 38 verbunden ist.The output-side absorber part 42, shown on the right in FIG. 3, is fastened correspondingly on a connecting shaft 46, which runs coaxially to the drive shaft 20 and the output shaft 22 and is connected to the slip-clutch element 38 with its end facing away from the torsional vibration absorber 36.
Auf einander zugewandten Oberflächen 48, 49 der Grund- körper 44, 45 sind jeweils vier längliche Stege 50 be¬ ziehungsweise 52 kreuzförmig angeordnet. Die Längsachsen der Stege 50 erstrecken sich radial vom Rand des Grundkörpers 44 zu der Antriebswelle 20, die Längsachsen der Stege 52 vom Rand des Grundkörpers 45 zur Ver- bindungswelle 46. Die Stege 50 und 52 sind einstückig an den jeweiligen Grundkörper 44, 45 angeformt.On mutually facing surfaces 48, 49 of the base body 44, 45 are each four elongated webs 50 ¬ ¬ tion 52 arranged in a cross shape. The longitudinal axes of the webs 50 extend radially from the edge of the main body 44 to the drive shaft 20, the longitudinal axes of the webs 52 from the edge of the main body 45 to the connecting shaft 46. The webs 50 and 52 are integrally formed on the respective base body 44, 45.
Alle Stege 50 und 52 haben jeweils einen rechteckigen transversalen Querschnitt. Die Randkontur der Stege 52 ist auch in axialer Richtung gesehen rechteckig. DieAll webs 50 and 52 each have a rectangular transverse cross-section. The edge contour of the webs 52 is also rectangular seen in the axial direction. The
Stege 50 des antriebseitigen Absorberteils 40 (antrieb- seitige Stege 50) haben axial betrachtet trapezförmige Randkontur (Figur 2) .Webs 50 of the drive-side absorber part 40 (drive-side webs 50) have, viewed axially, trapezoidal edge contour (FIG. 2).
Die antriebseitigen Stege 50 und die abtriebseitigen Stege 52 haben gleiche Abmessung in axialer Richtung des Drehschwingungsabsorbers 36.The drive-side webs 50 and the output-side webs 52 have the same dimension in the axial direction of the torsional vibration absorber 36.
Der antriebseitige Absorberteil 40 ist um 45° um die Antriebswelle 20 beziehungsweise die Verbindungswelle 46 relativ zu dem abtriebseitigen Absorberteil 42 versetzt. Die ' antriebseitigen Stege 50 greifen so kammähn- lich etwa mittig in die Zwischenräume zwischen den abtriebseitigen Stegen 52 ein, derart, dass zwischen ein- em antriebseitigen Steg 50 und seinem benachbarten abtriebseitigen Steg 52 jeweils ein im wesentlichen dreieckiger Zwischenraum 54 verbleibt, woe Figur 2 zeigt.The drive-side absorber part 40 is 45 ° about the drive shaft 20 and the connecting shaft 46 offset relative to the output side absorber 42. The ' drive-side webs 50 engage in a comb-like manner approximately centrally in the spaces between the driven side webs 52, such that in each case a substantially triangular gap 54 remains between a drive-side web 50 and its adjacent driven-side web 52, see FIG shows.
Zwischen den dem jeweils anderen Absorberteil 40, 42 zugewandten Seiten der Stege 52 beziehungsweise 50 und der Oberfläche 48 des anderen Absorberteils 40, 42 verbleibt jeweils ein in Figur 3 sichtbarer Spalt 56.Between each of the other absorber part 40, 42 facing sides of the webs 52 and 50 and the surface 48 of the other absorber part 40, 42 remains in each case a visible in Figure 3 gap 56th
In jedem Zwischenraum 54 ist ein elastischer in trans- versalem Schnitt rechteckiger und in axialer Ansicht trapezförmiger Kopplungskörper 58 aus einem Elastomermaterial angeordnet, welcher den Zwischenraum 44 wenigstens in Umfangsrichtung der Grundkörper 44, 45 ausfüllt und der an den etwa radial verlaufenden Seiten- flächen der benachbarten Stege 50 und 52 anliegt.In each intermediate space 54, an elastic transverse transversely rectangular and in axial view trapezoidal coupling body 58 is arranged made of an elastomeric material which fills the gap 44 at least in the circumferential direction of the base body 44, 45 and at the approximately radially extending side surfaces of the adjacent Webs 50 and 52 is present.
Die Kopplungskörper 58 sind auf der Oberfläche 48 des antriebseitigen Grundkörpers 44 befestigt. Ihre Ausdehnung in Richtung der Antriebswelle 20 ist kleiner oder gleich der entsprechenden Ausdehnung der antriebseitigen Stege 50. Die Absorberteile 40 und 42 sind mittels der elastischen Kopplungskörper 58 formschlüssig miteinander verbunden.The coupling bodies 58 are fastened on the surface 48 of the drive-side main body 44. Their extension in the direction of the drive shaft 20 is less than or equal to the corresponding extent of the drive-side webs 50. The absorber parts 40 and 42 are connected to one another in a form-fitting manner by means of the elastic coupling bodies 58.
Bei Schwankungen des am Drehschwingungsabsorber 36 angreifenden Drehmoments lassen die Kopplungskörper 58 wegen ihrer Elastizität begrenzte Drehungen der beiden Absorptionsteile 40 und 42 relativ zueinander um die Achse der Antriebswelle 20 beziehungsweise der Verbin- dungswelle 46 zu, um so die Drehmomentschwankungen aus- zugleichen. Derartige Drehmomentschwankungen können durch den sich ständig ändernden Widerstand beim Zerkleinern des Materials hervorgerufen werden. Die Widerstandsänderungen kommen dadurch zustande, dass das zu zerkleinernde Material in der Regel aus Körpern zusammengesetzt ist, die in Größe, Form und/oder Festigkeit unterschiedlich sind. Außerdem können die zu zerkleinernden Körper in unterschiedlichen Lagen zwischen die Zerkleinerungswerkzeuge des Zerkleinerungsrotors 16 und entsprechende gehäusefeste Gegenmnesser geraten, wodurch auch unterschiedliche Kräfte zum Zerkleinern der Körper erforderlich werden.In the event of fluctuations in the torque acting on the torsional vibration absorber 36, the coupling bodies 58 permit limited rotations of the two absorption parts 40 and 42 relative to one another about the axis of the drive shaft 20 or the connecting shaft 46 because of their elasticity, so as to avoid the torque fluctuations. zugleichen. Such torque fluctuations can be caused by the ever-changing resistance in crushing the material. The changes in resistance are due to the fact that the material to be crushed is usually composed of bodies that differ in size, shape and / or strength. In addition, the bodies to be crushed can come in different positions between the crushing tools of the crushing rotor 16 and corresponding housing-fixed Gegenmnesser, which also different forces for crushing the body are required.
Das nicht im Detail gezeigte Rutschkupplungselement 38 weist zwei Reibscheiben auf, welche mit vorgespannten Federn aneinander gepreßt werden. Eine der Reibscheiben ist auf der Verbindungswelle 46 befestigt, die andere Reibscheibe ist auf dem dem Zerkleinerungsrotor 16 abgewandten Ende der Abtriebswelle 22 angebracht. Der An- pressdruck der Federn auf die Reibscheiben ist so gewählt, dass das Rutschkupplungselement 38 beim Überschreiten eines vorgegebenen Drehmoments, welches bei den oben angegebenen maximalen Drehmomentwerten vorzugsweise etwa 44000 Nm beträgt, durchrutscht und so die starre Kopplung zwischen Antriebswelle 20 (genau genommen die Verbindungswelle 46) und Abtriebswelle 22 aufhebt, so dass eine Schlupf auftritt.The friction clutch element 38, which is not shown in detail, has two friction disks, which are pressed against one another with prestressed springs. One of the friction plates is mounted on the connecting shaft 46, the other friction disc is mounted on the end of the output shaft 22 facing away from the comminution rotor 16. The contact pressure of the springs on the friction disks is selected so that the slip clutch element 38 slips when a predetermined torque is exceeded, which is preferably about 44000 Nm at the above-mentioned maximum torque values, and thus the rigid coupling between drive shaft 20 (in fact the connecting shaft 46) and output shaft 22 lifts, so that a slip occurs.
Ferner sind an der Antriebswelle 20 und an der Ab- triebswelle 22 jeweils ein Sensor Sl bzw. S2 angeordnet (vgl. Figur 1), mit denen die Drehzahl der jeweiligen Welle erfasst werden kann. Die Sensoren Sl und S2 umfassen z.B. einen nahe der entsprechenden Welle angeordneten Impulsgeber, der mit zehn mit der Welle 20, 22 mitlaufenden Schrauben z.B. induktiv zusammenarbeitet ist. Bei jeder Umdrehung der Welle 20, 22 erzeugt der Impulsgeber so zehn Impulse.Furthermore, in each case a sensor S1 or S2 are arranged on the drive shaft 20 and on the output shaft 22 (cf., FIG. 1) with which the rotational speed of the respective shaft can be detected. The sensors S 1 and S 2 comprise, for example, a pulse transmitter arranged close to the corresponding shaft, which cooperates, for example, inductively, with ten screws running with the shaft 20, 22 is. With each revolution of the shaft 20, 22, the pulse generator generates ten pulses.
Die Impulsgeber sind über Signalleitungen mit einer Vergleichseinrichtung V verbunden. Mit der Vergleichseinrichtung kann die Anzahl der Impulse an der Antriebswelle 20, also deren Drehzahl, und die Anzahl der Impulse an der Abtriebswelle 22 verglichen werden. Aus der Differenz der Impulszahlen wird ein im Bereich der Kraftübertragungseinrichtung 18 auftretender Schlupf ermittelt.The pulse generators are connected via signal lines with a comparator V. With the comparison device, the number of pulses to the drive shaft 20, that is, their speed, and the number of pulses on the output shaft 22 can be compared. From the difference of the pulse numbers, a slip occurring in the area of the power transmission device 18 is determined.
Sobald die Differenz zwischen der Impulszahl vor der Kraftübertragungseinrichtung 18 und der Impulszahl hin- ter der Kraftübertragungseinrichtung 18 mehr als zwei Impulse beträgt, was einem Winkelversatz der Antriebswelle 20 zur Abtriebswelle 22 von etwa 70° entspricht, erzeugt die Vergleichseinrichtung V ein entsprechendes Steuersignal .As soon as the difference between the number of pulses before the power transmission device 18 and the pulse number behind the power transmission device 18 is more than two pulses, which corresponds to an angular offset of the drive shaft 20 to the output shaft 22 of about 70 °, the comparator V generates a corresponding control signal.
In Abwandlung können Sensoren Sl und S2 verwendet werden, die eine besser Winkelauflösung von beispielsweise 10° oder 5° pro Impuls aufweisen. Dies ermöglicht es, den Elektroantrieb noch schneller bei Auftreten einer Störung abzuschalten.Alternatively, sensors S1 and S2 may be used which have a better angular resolution of, for example, 10 ° or 5 ° per pulse. This makes it possible to turn off the electric drive even faster when a fault occurs.
Auch kann man die Größe der Impulsdifferenz, bei welcher die Vergleichseinrichtung V auslöst unterschied¬ lich wählen und in weiterer Ausbildung auch je nach den Arbeitsbedingungen (Art des Zerkleinerungsgutes, Korngröße etc.) einstellbar vorsehen.Also, one can choose the size of the pulse difference, at which the comparator V triggers different ¬ Lich and provide adjustable in a further training, depending on the working conditions (type of crushed material, grain size, etc.) adjustable.
Die Vergleichseinrichtung V ist mit der Steuereinheit 29 für den Frequenzumformer 27 des Antriebsaggregates 12 verbunden, der das ggf. Kennlinien-modifizerte oder sonst bearbeitete Ausgangssignal der Vergleichseinrichtung Frequenz-Steuersignal übermittelt wird. Diese kann auf das Steuersignal hin das Antriebsaggregat 12 rever- sieren, verlangsamen oder stoppen.The comparison device V is connected to the control unit 29 for the frequency converter 27 of the drive unit 12, which modifies the possibly characteristic-modified or otherwise processed output signal of the comparator frequency control signal is transmitted. This can revert, slow down or stop the drive unit 12 in response to the control signal.
Beim Reversieren des Antriebsaggregats 12 orientieren sich die Materialteile beim Rückwärtslaufen des Zerkleinerungsrotors 16 von selbst um. Wenn dann anschließend das Antriebsaggregat 12 entweder manuell oder (in der Regel) automatisch wieder im Vorwärtslauf gestartet wird, können die anders in den Schneidspalt hineinlaufenden Materialteile in der Mehrzahl der Fälle zerkleinert werden.When reversing the drive unit 12, the material parts orient themselves when reversing the crushing rotor 16 by itself. Then, if then the drive unit 12 is started either manually or (usually) automatically in forward rotation, the otherwise running into the cutting gap material parts in the majority of cases can be crushed.
Führt ein mehrmaliges Reversieren nicht zum Erfolg, wird die Maschine angehalten und die nicht zerkleinerbaren Materialstücke werden entnommen.If a repeated reversing does not lead to success, the machine is stopped and the non-shredded pieces of material are removed.
Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel eines Drehschwingungsabsorbers 36, dargestellt in den Figuren 4 und 5, sind diejenigen Elemente, die zu denen des ersten, in den Figuren 2 und 3 beschriebenen Ausführungsbeispiels von der Funktion her ähnlich sind, mit denselben Be- zugszeichen versehen. Bezüglich deren Beschreibung wird auf die Ausführungen zum ersten Ausführungsbeispiel Bezug genommen.In a second embodiment of a torsional vibration absorber 36, shown in FIGS. 4 and 5, those elements that are functionally similar to those of the first embodiment described in FIGS. 2 and 3 are provided with the same reference numerals. With regard to their description, reference is made to the comments on the first embodiment.
Das zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich vom ersten dadurch, dass in den einander zugewandten und unter engem Spiel gegenüberliegenden Oberflächen 48 der Absorberteile 40 und 42 jeweils acht langgestreckte im Profil halbrunde prismatische Aussparungen 65, 67 vorgesehen sind, die bei zusammengesetzten Absorberteilen 40 und 42 paarweise gegenüberliegend sind, und zusammen eine zylindrische Aufnahme vorgeben.The second embodiment differs from the first in that in the facing and closely spaced opposite surfaces 48 of the absorber 40 and 42 are each provided eight elongated profile in the semicircular prismatic recesses 65, 67, which in composite absorber parts 40 and 42 are pairwise opposite, and together give a cylindrical receptacle.
In jedem Paar von Aussparungen 65, 67 ist einer der zy- lindrischen Kopplungskörper 58 angeordnet, der sich jeweils zur Hälfte in einer der Aussparungen 65, 67 befindet .In each pair of recesses 65, 67, one of the cylindrical coupling body 58 is arranged, which is in each case half in one of the recesses 65, 67.
Die Aussparungen 65, 67 sind symmetrisch um die An- triebswelle 20 beziehungsweise um die Verbindungswelle 46 angeordnet und erstrecken sich radial nach innen bzw. außen bis fast zu den Rändern der Absorberteile 40 und 42.The recesses 65, 67 are arranged symmetrically about the drive shaft 20 or about the connecting shaft 46 and extend radially inwards or outwards almost to the edges of the absorber parts 40 and 42.
Die formschlüssige elastische Verbindung der Absorberteile 40, 42 kommt beim zweiten Ausführungsbeispiel durch das Zusammenarbeiten der Kopplungskörper 58 mit den einander paarweise gegenüberliegenden Aussparungen 65, 67 zustande.The positive elastic connection of the absorber 40, 42 comes in the second embodiment by the cooperation of the coupling body 58 with the pairwise opposite recesses 65, 67 state.
Bei allen oben beschriebenen Ausführungsbeispielen einer Zerkleinerungsvorrichtung 10 sind unter anderem folgende Modifikationen möglich:In all of the above-described exemplary embodiments of a comminution device 10, the following modifications are possible, inter alia:
Es kann auch ein Antriebsaggregat 12 verwendet werden, das eine kleinere oder eine größere maximale Leistung als 390 kW erreicht. Es kann auch ein kleineres oder ein größeres maximales Drehmoment als 29800 Nm beziehungsweise kurzzeitig 48000 Nm erzeugt werden.It can also be used a drive unit 12, which achieves a smaller or greater maximum power than 390 kW. It is also possible to generate a smaller or a larger maximum torque than 29,800 Nm or, for a short time, 48,000 Nm.
Auf das Untersetzungsgetriebe 14 kann auch verzichtet werden, in diesem Fall kann das zentrale Antriebszahnrad 30 direkt auf der Antriebswelle 20 angebracht sein. Das Antriebsaggregat 12 kann auch nur einen oder mehr als vier Elektromotoren 26 aufweisen.On the reduction gear 14 may also be omitted, in this case, the central drive gear 30 may be mounted directly on the drive shaft 20. The drive unit 12 may also have only one or more than four electric motors 26.
Statt der Synchron-Elektromotoren 26 können auch an- dersartige elektrische Antriebsmotoren, hydraulische Antriebsmotoren und Verbrennungsmotoren, eingesetzt werden.Instead of synchronous electric motors 26, it is also possible to use other types of electric drive motors, hydraulic drive motors and internal combustion engines.
Beim zweiten Ausführungsbeispiel des Drehschwingungsab- sorbers 36 können die Kopplungskörper 58 statt einer länglichen auch eine andersartige Form haben oder anders angeordnet sein. Beispielsweise können einzelne matrixartig angeordnete Kopplungskörper 58 vorgesehen sein oder die Aussparungen können in Sekantenrichtung verlaufen. In the second embodiment of the torsional vibration absorber 36, instead of being elongated, the coupling bodies 58 may also have a different shape or be arranged differently. For example, individual matrix-like arranged coupling body 58 may be provided or the recesses may extend in the secant direction.

Claims

Patentansprüche claims
1. Kraftübertragungseinrichtung für eine Zerkleine- 5 rungsvorrichtung zur Übertragung einer Antriebskraft von einem Äntriebsaggregat (12) auf einen Zer- . kleinerungsrotor (16),1. Power transmission device for a shredding device 5 for transmitting a driving force from a drive unit (12) to a Zer. reduction rotor (16),
dadurch gekennzeichnet, dasscharacterized in that
10 die Kraftübertragungseinrichtung (18) wenigstens einen Drehschwingungsabsorber (36) und wenigstens ein drehmomentabhängig arbeitendes Kupplungselement (38) umfasst, die in Reihe geschaltet sind.10, the power transmission device (18) comprises at least one torsional vibration absorber (36) and at least one torque-dependent working coupling element (38), which are connected in series.
1515
2. Kraftübertragungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehschwingungsabsorber (36) zwei koaxiale Absorberteile (40, 42) aufweist, die mittels wenigstens einem elastischen Kopp-2. Power transmission device according to claim 1, characterized in that the torsional vibration absorber (36) has two coaxial absorber parts (40, 42), which by means of at least one elastic Kopp-
20 lungskörper (58) miteinander verbunden sind, derart, dass die Absorberteile (40, 42) in durch den Kopplungskörper (58) vorgegebenen Grenzen relativ zueinander drehbar sind.Lung body (58) are interconnected, such that the absorber parts (40, 42) are rotatable relative to each other in predetermined by the coupling body (58) limits.
25. 25th
3. Kraftübertragungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Absorberteile (40, 42) jeweils Kraftübertragungselemente (50, 52) aufweisen, die mit Spiel ineinandergreifen, und in wenigstens einem Zwischenraum (54) zwischen den Kraftübertragungs-3. Power transmission device according to claim 2, characterized in that the absorber parts (40, 42) each have force transmission elements (50, 52) which intermesh with play, and in at least one intermediate space (54) between the power transmission
30 elementen (50, 52) ein schwingungsdämpfender Kopplungskörper (58) angeordnet ist.30 elements (50, 52) a vibration-damping coupling body (58) is arranged.
4. Kraftübertragungseinrichtung nach Anspruch 2 oder4. Power transmission device according to claim 2 or
3, dadurch gekennzeichnet, dass in einander zuge-3, characterized in that in each other
35 wandten, Oberflächen (48) der Absorberteile (40, 42),35, surfaces (48) of the absorber parts (40, 42),
BERICHTIGTES BLATT (REGEL91) ISA/EP die vorzugsweise eng beabstandet sind, einander gegenüberliegende Aussparungen (65) vorgesehen sind, in die der Kopplungskörper (58) beide eingreift, vorzugsweise etwa gleich eingreift.ADJUSTED SHEET (REGEL91) ISA / EP which are preferably closely spaced, opposing recesses (65) are provided in which the coupling body (58) engages both, preferably approximately equally engages.
5. Kraftübertragungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparungen (65) und der Kopplungskörper' (58) gestreckt prismatisch sind und sich radial zu den Achsen der Absorberteile (40, 42) erstrecken..5. Power transmission device according to claim 4, characterized in that the recesses (65) and the coupling body '(58) are stretched prismatic and extend radially to the axes of the absorber parts (40, 42).
6. Kraftübertragungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Antriebsaggregat (12) und der Kraft- ' Übertragungseinrichtung (18) und zwischen der Kraftübertragungseinrichtung (18) und dem Zerkleinerungsrotor (16) jeweils ein Sensor (Sl, S2) angeordnet ist, der über Signalleitungen mit einer Vergleichseinrichtung (V) insbesondere zum Vergleichen der Winkelstel- lung' oder der Drehzahl vor und hinter der Kraftübertragungseinrichtung (18) verbunden ist, mit der aus den Sensorsignalen ein im Bereich der Kraftübertragungseinrichtung (18). auftretender Schlupf festgestellt werden kann.6. Power transmission device according to one of the preceding claims, characterized in that between the drive unit (12) and the force 'transmission means (18) and between the power transmission means (18) and the crushing rotor (16) each have a sensor (Sl, S2) is, which is connected via signal lines with a comparison device (V) in particular for comparing the angular position 'or the rotational speed in front of and behind the power transmission device (18) with the one of the sensor signals in the region of the power transmission device (18). occurring slip can be detected.
7. Kraftübertragungseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Vergleichseinrichtung mit einer Steuereinheit für das Antriebsaggregat (12) verbunden . ist .7. Power transmission device according to claim 6, characterized in that the comparison device is connected to a control unit for the drive unit (12). is.
8. Kraftübertragungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kupplungselement ein vorzugsweise federvorgespanntes Rutschkupplungselement (38) ist.8. Power transmission device according to one of the preceding claims, characterized in that the coupling element is a preferably spring-loaded friction clutch element (38).
BERICHTIGTES BLATT (REGEL 91) ISA/EP ADJUSTED SHEET (RULE 91) ISA / EP
9. Kraftübertragungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsaggregat (12) ein Untersetzungsgetriebe (14) aufweist, welches wenigsten einem Antriebsmotor (26) nachgeschaltet ist.9. A power transmission device according to one of the preceding claims, characterized in that the drive unit (12) has a reduction gear (14), which at least a drive motor (26) is connected downstream.
10. Kraftübertragungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsaggregat (12) mehrere Elektromotoren (26) umfasst, die in einem Motorgehäuse (19) angeordnet sind und jeweils ein Antriebsritzel (28) aufweisen, die zusammen symmetrisch zu einem zentralen Antriebszahnrad (30) angeordnet sind und auf dieses arbeiten, welches mit der Kraftübertragungseinrichtung (18) oder gegebe- nenfalls mit dem Untersetzungsgetriebe (14) gekoppelt ist.10. Power transmission device according to one of the preceding claims, characterized in that the drive unit (12) comprises a plurality of electric motors (26) which are arranged in a motor housing (19) and each having a drive pinion (28), which together symmetrically to a central drive gear (30) are arranged and work on this, which is coupled to the power transmission device (18) or optionally with the reduction gear (14).
11. Kraftübertragungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehschwingungsabsorber (36) mit ihrem Eingang und des Kupplungselement (38) mit ihrem Ausgang verbunden ist.11. Power transmission device according to one of the preceding claims, characterized in that the torsional vibration absorber (36) with its input and the coupling element (38) is connected to its output.
BERICHTIGTES BLATT (REGEL 91) ISA/EP . ADJUSTED SHEET (RULE 91) ISA / EP.
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