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Die Erfindung betrifft eine Zerkleinerungsmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Sie betrifft weiterhin ein Werkzeug zum Einsatz in einer derartigen Zerkleinerungsmaschine.
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Es sind bereits Zerkleinerungsmaschinen bekannt, die eine Zerkleinerungseinheit bestehend aus einem werkzeugtragenden Zerkleinerungsrotor, einer zustellbaren Gegenschneide und einem Siebkorb aufweisen, wobei der Zerkleinerungsrotor mit Werkzeugaufnahmen ausgestattet ist.
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Bei den herkömmlichen Zerkleinerungsmaschinen werden in erster Linie Ausführungen mit freischwingenden Werkzeugen verwendet, wie beispielsweise aus der
DE 43 30 962 A1 bekannt. Alternativ können Zerkleinerungsmaschinen auch mit feststehenden Werkzeugen ausgestattet sein. Ein solches Ausführungsbeispiel ist aus der
US 7 213 779 B2 bekannt. Neuerlich kommen auch Werkzeugmaschinen mit feststehenden Werkzeugen zum Einsatz, welche in bestehende Rotoren montiert werden können, die normalerweise freischwingende Werkzeuge tragen. Das hat zwei Nachteile, wobei der erste, nämlich die fehlende Überlastsicherung, zu massiven Maschinenschäden führen kann. Der zweite Nachteil ist die notwendige Drehzahlreduktion mittels Änderung der Keilriemenübersetzung vom Motor zur Zerkleinerungstrommel.
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Aus der
US 2008/0 011 889 A1 und
DE 82 14 553 U1 sind ferner Zerkleinerungsmaschinen bekannt, die wahlweise sowohl feststehende als auch freischwingende Werkzeuge verwenden, wobei die feststehenden Werkzeuge keine Überlastsicherung aufweisen.
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Die Zerkleinerungsmaschinen dienen vorzugsweise zur Aufbereitung von Abfallholz, wie beispielsweise Strauchschnitt, Schlagabraum, vorzerkleinerte Wurzkörper, Stammholz und behandeltes sowie unbehandeltes Altholz.
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Aufgabe der Erfindung ist es, die zuvor geschilderten Nachteile zu beseitigen und bei den feststehenden, das heißt an der Zerkleinerungswalze fest montierten Werkzeugen unterschiedliche Varianten zu ermöglichen.
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Erfindungsgemäß wird die vorgenannte Aufgabe mittels einer Zerkleinerungsmaschine gelöst, die eine Zerkleinerungseinheit aufweist, bestehend aus einem werkzeugtragenden Zerkleinerungsrotor, einer zustellbaren Gegenschneide und einem Siebkorb, wobei der Zerkleinerungsrotor mit Werkzeugaufnahmen ausgestattet ist. In den Werkzeugaufnahmen ist vorzugsweise jeweils ein freischwingendes oder ein überlastgesichertes festes Werkzeug aufnehmbar, wobei die jeweilige Werkzeugaufnahme aus parallelen Aufnahmegabeln besteht, zwischen denen das Werkzeug, welches einen mehrteiligen Werkzeugträger mit einem Werkzeugstiel mit einer Bohrung aufweist, in die eine Welle aufnehmbar ist, über die das Werkzeug in den entsprechenden Aufnahmegabeln montierbar ist, im montierten Zustand angeordnet ist.
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Aufgrund dieser erfinderischen Lösung können verschiedene Werkzeugbestückungen in einem Grundrotor nach Bedarf montiert werden. Folgende drei möglichen Werkzeugbestückungen bieten sich für verschiedene Zerkleinerungsaufgaben von Abfallholz an:
- A) Bei auffasernder Zerkleinerung von Grünmaterial, wie beispielsweise Strauchschnitt, wird der Zerkleinerungsrotor mit freischwingenden Werkzeugen, die als Hämmer ausgebildet sind, bestückt. Dieser Einsatzfall tritt bei der Aufbereitung von Grüngut für die Kompostierung auf. Die Rotorumfangsgeschwindigkeit liegt hier bei ca. 50 m/s.
- B) Zur Zerkleinerung von Altholz wird der Zerkleinerungsrotor mit feststehenden Hämmern bestückt. Um den Feinanteil gering zu halten, ist es auch gewünscht, die Umfangsgeschwindigkeit erheblich zu verringern.
- C) Zur Aufbereitung von Strauchschnitt mit einem hohen Holzanteil wird der Zerkleinerungsrotor mit einer feststehenden Klinge bestückt, welche ähnlich einem Hackrotor angeordnet ist und auch ein ähnliches Zerkleinerungsergebnis wie ein Hackrotor erzielt. Auch hier ist eine Drehzahlabsenkung am Rotor, wie unter B) genannt, erforderlich.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den sich an den Hauptanspruch anschließenden Unteransprüchen.
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Demnach sind die Werkzeugaufnahmen entlang des Zerkleinerungsrotor vorzugsweise spiralförmig aufgenommen. Hierdurch wird ein gutes Zerkleinerungsergebnis erzielt.
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Zur Erzeugung der unterschiedlichen Rotorumfangsgeschwindigkeiten ist gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ein Schaltgetriebe vorgesehen, über welches der Zerkleinerungsrotor in einen Schreddermodus oder einen Hackmodus umstellbar ist. Der Schreddermodus entspricht einer Bestückung des Zerkleinerungsrotors mit freischwingenden Werkzeugen. Der Hackmodus dagegen entspricht der zuvor genannten Bestückungsvariante B) und C).
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Der Zerkleinerungsrotor ist in besonders einfacher Ausführungsvariante aus einem drehbar in der Zerkleinerungsmaschine lagerbaren Zylinder gebildet, an dem senkrecht voneinander beabstandete Formbleche angeordnet sind, die die Aufnahmegabeln tragen und die bedarfsweise zur zusätzlichen Festlegung der Werkzeuge Ausnehmungen aufweisen.
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Die vorgenannte Aufgabe wird ebenfalls durch Werkzeuge gelöst, die zum Einsatz in einer entsprechend hier vorgenannten Ausführung einer Werkzeugmaschine dient. Das Werkzeug besteht aus einem mehrteiligen Werkzeugträger und einem auswechselbaren Verschleißteil, wobei der Werkzeugträger zumindest einen Werkzeugstiel mit einer Bohrung aufweist, in die eine Welle aufnehmbar ist, über die das Werkzeug in den entsprechenden Aufnahmegabeln montierbar ist.
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Die jeweiligen Wellen, auf denen die Werkzeugträger drehbar angeordnet sind, können über Schrauben in den Werkzeugaufnahmen festlegbar sein. Hierdurch ist eine besonders einfache Montierbarkeit gegeben, die einer einzelnen Montage der jeweiligen Werkzeuge im Zerkleinerungsrotor ermöglicht, ohne dass dieser insgesamt demontiert werden muss.
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Gemäß einer Ausführungsvariante kann der Werkzeugstiel, der als zweiarmiger Hebel ausgebildet ist, der wiederum um die Welle drehbar ist, an einem Ende einen Werkzeugkopf tragen, in dem das auswechselbare Verschleißteil aufnehmbar ist, während das andere Ende des zweiarmigen Hebels, welches wiederum vorzugsweise als Gabel ausgebildet ist, über eine Schraube an dem Zerkleinerungsrotor festlegbar ist. Dabei umgreift die Gabel eines der Formbleche des Zerkleinerungsrotors im Bereich der Ausnehmung, die eigens in diesem Blech dazu vorgesehen ist, die entsprechende Scherschraube aufzunehmen. Die Scherschraube ist derart ausgelegt, dass sie bei auftretender Überlast zerstört wird, so dass eine Gesamtbeschädigung des Zerkleinerungsrotors von der gesamten Zerkleinerungsmaschine dadurch verhindert wird, dass das Werkzeug durch Verschwenken um die Welle ausweichen kann. Gemäß dieser Ausführungsvariante wird also ein feststehendes Werkzeug mit Überlastschutz an die Hand gegeben.
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Gemäß einer alternativen Ausführungsvariante wird der Werkzeugstiel als einarmiger Hebel ausgebildet, der um die Welle drehbar ist und an seinem freien Ende den Werkzeugkopf vorgesehen ist. Hierdurch wird ein freischwingendes Werkzeug gebildet.
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In dem als Werkzeugaufnahme ausgebildeten Werkzeugkopf können lösbar die Verschleißteile aufgenommen werden.
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Die freischwingenden Werkzeuge können vorteilhaft mehrteilig in einer Werkzeugaufnahme ausgeführt sein, in dem mehrere freischwingende Werkzeuge nebeneinander auf der jeweiligen Welle, die in die Werkzeugaufnahme aufgenommen wird, drehbar gelagert sind.
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Bei den Verschleißteilen kann es sich wahlweise um Hämmer oder Klingen handeln.
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Vorteilhaft können der Werkzeugträger bzw. die Werkzeugaufnahme außerhalb des Verschleißbereichs liegen, denn in die jeweilige Werkzeugaufnahme sind die Verschleißteile jeweils vorteilhaft eingesetzt.
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Besonders einfach ist es, wenn der Werkzeugkopf formschlüssig auf dem Werkzeugstiel aufsetzbar ist. Hierdurch kann er verdrehsicher auf dem Werkzeugstiel aufgesetzt werden, bevor er durch entsprechende Befestigungsschrauben fest montiert ist. Diese Ausführungsvariante erleichtert eine lagegenaue Montage der jeweiligen Werkzeuge.
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Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus einem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel. Es zeigen:
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1: eine Ausführungsvariante eines Zerkleinerungsrotors mit perspektivischer Ansicht, welcher mit Hackmessern bestückt ist,
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2: ein Detail einer alternativ bestückten Variante des Zerkleinerungsrotors gemäß 1, hier mit festen Hammerwerkzeugen bestückt,
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3: ein Detail des Zerkleinerungsrotors gemäß 1 ohne Werkzeuge,
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4–6: drei unterschiedliche Ausführungsvarianten von erfindungsgemäßen Werkzeugen,
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7: das Werkzeug gemäß 5 in einer Explosionsdarstellung und
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8: das Werkzeug gemäß 6 in einer Explosionsdarstellung.
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In 1 ist lediglich als Teil einer Zerkleinerungsmaschine ein Zerkleinerungsrotor 10 dargestellt. Die Zerkleinerungsmaschine weist in bekannter und daher hier nicht nochmals dargestellter Art und Weise als Zerkleinerungseinheit neben dem Zerkleinerungsrotor, in dem die Werkzeuge angeordnet sind, eine zustellbare Gegenschneide und einen Siebkorb auf.
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Der in der 1 und in näherem Detail auch in den 2 und 3 dargestellte Zerkleinerungsrotor besteht im wesentlichen aus einem Zylinder 12, auf dem senkrecht voneinander beabstandet Formbleche 14 aufgeschweißt sind. Die Formbleche weisen entsprechende Ausnehmungen 16 zur Aufnahme von Werkzeugaufnahmen 18 auf. Diese Werkzeugaufnahmen 18 weisen jeweils einen gabelförmigen Aufnahmebereich 20 auf (vgl. 3).
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In die Aufnahmen 18 sind jeweils unterschiedliche Werkzeuge einsetzbar. In der 1 sind beispielsweise feststehende Hackmesser 22 eingesetzt. In der 2 dagegen sind anstelle der Hackmesser 22 Hammer 24, die aber ebenfalls feststehende Werkzeuge bilden, eingesetzt. Wie aus der 1 zu sehen ist, sind die Werkzeuge über den Zerkleinerungsrotor verteilt angeordnet.
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Der Aufbau der unterschiedlichen Werkzeuge, die in die universal aufgebaute Werkzeugaufnahme 20 einsetzbar sind, werden im folgenden beschrieben.
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In der 4 ist ein freischwingendes Werkzeug 26 gezeigt, bei dem auf einer Welle 28 drei gleich aufgebaute Teilwerkzeuge in Form eines Hammers 30 drehbar gelagert sind. Der jeweilige Hammer 30 besteht aus einem mehrteiligen Werkzeugträger 32, der einen Werkzeugstiel umfasst, der im hier dargestellten Ausführungsbeispiel der 4 als einarmiger Hebel ausgebildet ist. Dieser einarmige Hebel ist um die Welle 28 drehbar gelagert. An seinem freien Ende ist der Werkzeugkopf 34 ausgebildet, in welchem das Verschleißteil 36 aufnehmbar ist. Über die in der 4 ebenfalls dargestellten Schrauben 38 kann das freischwingende Werkzeug 26 in die Aufnehmungen 18 gemäß 3 eingesetzt und mit dieser fest verschraubt werden. Hierzu sind in den Werkzeugaufnahmen 18 gemäß 3 Schraubbohrungen 40 zum Durchstecken der Schrauben 38 vorgesehen. Die Schraubenmuttern 42 liegen bei der Montage in dem hierfür vorgenommenen Zwischenraum 44 in der Werkzeugaufnahme gemäß 3.
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Die 5 zeigt ein alternatives Werkzeug 24, welches ebenfalls in die Werkzeugaufnahme 18 gemäß 3 einsetzbar ist. Hier handelt es sich um einen feststehend montierbaren Hammer, der in der 7 in seine Einzelteile zerlegt ist. Der feststehende Hammer weist einen Werkzeugträger 46 in Form eines zweiarmigen Hebels auf, der um die Welle 28 schwenkbar gelagert ist. Die Welle 28 ist wiederum über die Schrauben 38 und die Schraubmuttern 42 in die Werkzeugaufnahmen 18 gemäß 3 einsetzbar. An einem Ende des als zweiarmigen Hebel ausgebildeten Werkzeugstiels 46 ist ein Werkzeugkopf 48 angeordnet. Das gegenüberliegende Ende des Werkzeugstiels ist gabelförmig ausgebildet und weist eine als Scherschraube ausgebildete Schraube 50 auf. Nach entsprechender Montage der Welle 28 in die Werkzeugaufnahme 18 gemäß 3 wird das als Gabel ausgebildete Ende des zweiarmigen Werkzeugstiels 46 an dem entsprechenden Formblech 14 des Zerkleinerungsrotors 10 dadurch fixiert, dass die Scherschraube 50 durch die zur Aufnahme der Scherschraube vorgesehene Ausnehmung 52 im Formblech 14 (vgl. 3) gesteckt wird. Hierdurch wird das Werkzeug 24 im Zerkleinerungsrotor festgelegt, wie dies in der 2 zu sehen ist.
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Wie insbesondere aus 7 ersichtlich, weist der Werkzeugkopf 48 einen Werkzeughalter 52 sowie das auswechselbare Verschleißteil 54 auf. Der Werkzeugkopf 48 und das freie Ende des Werkzeugstiels 46 sind wie in 7 dargestellt, formschlüssig miteinander verbindbar, wobei die einzelnen Teile des Werkzeugkopfs über eine Schraube 56 auf dem Werkzeugstiel 46 festlegbar sind. Ein Auswechseln des Verschleißteils 54 erfolgt dann in sehr einfacher Art und Weise dadurch, dass die Befestigungsschraube 56 entfernt wird und das Verschleißteil aus dem Werkzeughalter 52 herausgenommen wird. Auch das Verschleißteil 54 und der Werkzeughalter 52 sind mittels eines Formschlusses miteinander verbindbar, wie dies in 7 dargestellt ist.
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Eine wiederum alternative Werkzeugausgestaltung ist aus den 6 und 8 ersichtlich. Die 6 zeigt das Werkzeug im montierten Zustand, während in 8 die jeweiligen Einzelteile des Werkzeugs in auseinandergezogener Position dargestellt sind. Grundsätzlich ist das ebenfalls feststehend eingebaute Werkzeug 22 ähnlich aufgebaut, wie das Werkzeug 24 in den 5 und 7. Hier handelt es sich allerdings um den Einsatz einer Messerklinge 58 als Verschleißteil.
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Sowohl die Welle 28 und die Befestigung in der Werkzeugaufnahme 18 über die Schrauben 38 entspricht den vorherigen Ausführungen zu den 5 und 7. Auch die Ausbildung des Werkzeugstiels als zweiarmiger Hebel und die Festlegung des einen Endes des Stiels über eine Scherschraube 50 mit einem Formblech 14 des Zerkleinerungsrotors entspricht der vorgenannten Ausführungsform. Allerdings unterscheidet sich der Aufbau des Werkzeugkopfs 48 von demjenigen gemäß der 5 und 7. Hier ist zwar ebenfalls eine Werkzeughalterung 52 vorgesehen, diese ist aber zweiteilig ausgeführt und weist noch einen Teil 52' auf, der dazu geeignet ist, zusammen mit dem anderen Teil des Werkzeughalters 52 das Messer 58 festzulegen. Dieses wird im Werkzeughalter 52, wie in 8 im einzelnen gezeigt, mittels eines Sicherungsstifts 60 fixiert, bevor der obere Teil des Werkzeughalters 52' über die Befestigungsschraube 56 aufgeschraubt wird.
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Von besonderer Bedeutung ist es noch, dass das Verschleißteil 58 symmetrisch aufgebaut ist und eine Messerklinge mit zwei Messerschneiden 62 bildet. Durch entsprechendes Verdrehen der Messerklinge 62 um 180° kann also nach entsprechender Demontage des Messerhalters 52/52' die Schneider der Messerklinge zumindest einmal getauscht werden, bevor die gesamte als Verschleißteil 58 ausgebildete Messerklinge ausgetauscht werden muss.
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Das Werkzeug 22 ist, wie zuvor ausgeführt, in der 1 in montierter Form dargestellt. Hier wird auch deutlich, dass neben dem die Messerklinge als Verschleißteil 58 tragende Werkzeug zusätzlich noch ein Blech 64 aufweist, welches einerseits über ein Montageblech 66 mittels der Schrauben 38 festgelegt ist und dass auf der gegenüberliegenden Endseite eine Ausnehmung 68 aufweist, die in eine im Formblech 14 vorgesehene Ausnehmung 70 (vgl. 3) eingreift und das vordere Ende des Blechs 46 dort formschlüssig festlegt. Durch dieses Blech 64 wird die Effizienz des feststehenden Messers 58 im Werkzeug 22 gerade bei der Zerkleinerung von Strauchschnitt mit hohem Holzanteil verbessert.
