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VORRICHTUNG ZUM ZERKLEINERN VON ABFALL (Ausscheidung aus P 20 51 756.0
- 23) Die Erfindung bezeht sich auf eine Vorrichtung zum Zerkleinern von Abfall,
wie Flaschen, Drehspänen, Obstkisten od. dgl., mit von einem Motor über ein Untersetzungsgetriebe
in entgegengesetztem Drehsinn angetriebenen, zueinander parallelen, vorzugsweise
horizontalen Wellen, wobei auf jeder Welle in regelmbßigen Abständen scheibenförmige,
im wesentlichen massive Messer angeordnet-sind, von denen jeweils die Messer der
einen Welle zwischen die Messer der anderen Welle greifen und oberhalb der Messer
eine Einfüllöffnung und unterhalb der Messer eine Auslaßöffnung angeordnet ist,
und wobei jedes Messer, in Axialrichtung der Wellen gesehen, zumindest einen in
Drehrichtung weisenden spitzen Schneidzahn hat, der von der etwa kreisförmigen bzw.
von Kreisbögen begrenzten Grundform des Messers nach außen absteht und an seiner
Innenflanke sichelartig entlang eines Bogens verlaufend in die Grundform übergeht.
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Eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art ist z.B. aus der CH-PS
477 230 bekannt. Bei dieser bekannten Vorrichtung steht der Schneidzahn in Form
einer länglichen, an ihrem einen Ende zugespitzten Rippe vom etwa kreisscheibenförmigen
Grundkörper
des Messers ab. Eine solche Ausbildung hat jedoch verschiedene
NachteiJ. Zunächst weist das Messerprofil (abgesehen von der Schneidzahnspitze)
zwei Ecken auf, die beide an der Außenseite des Schneidzahnes liegen. Diese Ecken
erschweren die Herstellung des Messers. Weiters besteht der Nachteil, daß diese
Ecken bei der Drehrichtunysumkehr der Messerwellen hinderlich sind.- Eine solche
Drehrichtungsumkehr (Reversierung) erfolgt dann, wenn das zulässige Drehmoment,
das zur Zerkleinerung des Abfalles aufgewendet werden muß, überschritten wird. Durch
die gewähite Profilform des Messers wird aber beim Reversieren wieder ein neuer
Bereich des Messerumfanges als Schneide wirksam, statt daß die Schneidwirkung unterbunden
wird.
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Ferner entstehen, über den Umfang des Messers gesehen, stark wechselnde
Beanspruchungsverhältnisse, je nachdem welcher der sehr stark variierenden Messerradien
gerade zur Wirkung kommt.
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Vor allem aber ist die Zerkleinerung von Flachen mit der bekannten
Vorrichtung nur unverläßlich möglich. Die Erfahrung hat gezeigt, daß es hinsichtlich
der Zertrummerung von Flaschen üblicher Ausbildungen am günstigsten ist, zuerst
den Flaschenhals zu zerbrechen. Ist dieser einmal abgebrochen, dann bereitet das
Zerbrechen des Flaschenbauches zumeist keine Schwierigkeiten mehr, da Spannungen
im Flaschenglas gelöst worden sind. Die bekannte Vorrichtung kann nun aber den Hals
von üblichen Flaschen nicht richtig erfassen, wozu noch kommt, daß, solte die Erfassung
eines Flaschenhalses überhaupt möglich sein, die zur Zertrummerung des Flaschenhalses
nötigen Kräfte auf einem sehr großen Radius angreifen, so daß das aufzuwendende
Drehmoment sehr hoch wird. In den meisten Fällen wird daher das der Vorrichtung
eigene maximale Drehmoment
überschritten, so daß die Flasche unzerkleinert
bleibt.
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Die Erfindung setzt sich zur Aufgabe, diese Nachteile zu vermeiden
und eine Vorrichtung der eingangs geschilderten Art so zu verbessern, daß auch die
Zerkleinerung von sehr harten und widerstandsfähigen Gegenständen, insbesondere
Flaschen möglich ist, ohne.dadurch die Wirksamkeit der Vorrichtung hinsichtlich
der Zerkleinerung anderer Abfallgegenstände, z.B. Drehspäne, Obstkisten, Kunststoff-
und Metallbehölter, Kataloge, Femsehröhren, Autobatterien usw. herabzusetzen.
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Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß der Schneidzahn an der
Zahnspitze einen Öffnungswinkel von 30° + 20 % hat und eine hinter den Umfang der
Grundform des Messers zuruckspringende Ausnehmung begrenzt und daß der Außenrand
des Messers von der Zahnspitze uber die Zahnaußenflanke bis zur Ausnehmung auf kleineren
Radius übergeht, so daß Schneidzahn und Ausnehmung zur Aufnahme und Zertrümmerun
g von Flaschenhälsen geeignet sind.
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Die so ausgebildete Vorrichtung hat gegenüber der eingangs geschilderten
bekannten Vorrichtung zunächst den.Vorteil, daß die Messer leichter herzustellen
sind als mit zahlreichen Ecken versehene Messer, da ja der abnehmende Radius die
Bearbeitung erleichtert. Wird die Drehrichtung der Messerwelle umgekehrt, so bildet
kein Messerteil erneut eine Schneide, so daß das festgefahrene Messer leichter befreit
werden kann als bei der bekannten Konstruktion. Durch den auf kleineren Radius übergehenden
Außenrand des Messers wird auch erreicht, daß auch auf denjenigen Umfangsteil des
Messers, der nicht vom Zahn bzw. der Ausnehmung gebildet ist, geschnitten
werden
kann, wobei bei diesem Schneidvorgang etwa gleichbleibende bzw. sich nur langsam
ändernde Verhältnisse auftreten.
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Vor allem aber lassen sich nunmehr Flaschenhälse üblicher Bauart in
der hinter die Kontur der Messergrundform zurückspringenden Ausnehmung aufnehmen
und in dieser Ausnehmung zertrümmern, wobei infolge der im Bereiche dieser Ausnehmung
vorliegenden verhältnismäßig geringen Radien die aufzunehmenden Drehmomente vergleichsweise
gering sind, so daß es zu einer verläßlichen Zertrümmerung des Flaschenhalses und
in der Folge zu einer verläßlichen Zerkleinerung auch des Flaschenbauches kommt.
Da das Messer im wesentlichen massiv ist, wird das Messer durch die hinter die Messergrundform
zurückspringende Ausnehmung nicht oder nicht wesentlich geschwächt. Dies wäre nicht
der Fall, wenn beispielsweise das Messer eine Speichenkonstruktion hätte.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, bei der Au ßenfl
anke und innenflanke des Schneidzahnes von dessen Spitze weg zunächst gerade verlaufen,
geht die Außenflanke des Schneidzahnes nur über eine einzige, stumpfwinkelige Ecke
in die Messergrundform über. Ein solcher Verlauf des Messeraußenrandes Bäßt sich
wesentlich leichter herstellen als jener nach der eingangs geschilderten bekannten
Konstruktion, bei welcher an die gerade verlaufende Zahnaußenflanke über eine stumpfwinkelige
Ecke eine weitere gerade verlaufende Partie anschließt, die über eine spitzwinkelige
Ecke in die Messergrundform zurückführt. Der von der Messerdrehachse gemessene Radius
des Messeraußenrandes nimmt von der stumpfwinkeligen Ecke entlang der gerade verlaufenden
Partie zwar zunächst ab, steigt jedoch nach Erreichen eines Minimums wieder zur
spitzwinkeligen
Ecke hinan. Dadurch wird, wie bereits erwähnt,
der Reversiervorgang erschwert.
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Effindungsgemöß ist es günstig, die die Ausnehmung begrenzende Innenflanke
des Schneidzahnes bis in die Ausnehmung hinein hinterschnitten und geschliffen auszubilden.
Auf diese Weise wird die Wirksamkeit dieser Flanke noch vergrößert.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung sind die Messer auf jeder
Welle in Gruppen angeordnet, wobei jede Gruppe zwei Messer umfaßt, die abstandslos
nebeneinander angeordnet sind und deren Schneidzöhne gegeneinander, vorzugsweise
um 1800, versetzt sind. Dadurch werden die von den Messern auf die Welle übertragenen
Reaktionskråfte besser verteilt.
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Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung. In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 eine perspektivische maßstäbliche
Ansicht der Vorrichtung, Fig. 2 einen maßstäblichen Schnitt längs der Linie 2-2
in Fig. 1, jedoch ohne Motor, Reversiervorrichtung, Einfülltrichter und Füße, Fig.
3 einen Schnitt längs der Linie 3-3 in Fig. 2, Fig. 4 einen maßstöblichen Schnitt
längs der Linie 44 in Fig. 2, Fig. 5 die Seitenansicht eines Messers im Maßstab
1: 1, Fig. 6 die Ansicht der Fig. 5 gemäß Pfeil A, Fig. 7 eine schematische Darstellung
des Messerflanken-Versakzes, Fig. 8 eine schematische Teilansicht gemäß dem Pfeil
B in Fig. 3.
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Die erfindungsgemaße Vorrichtung steht gemäß Fig. 1 auf vier Füßsen
11, zwischen die ein Wagen, ein Korb od. degl. für den zerkleinerten Abfall geschoben
werden kann. An Baugruppen erkennt man einen Einfülltrichter 12, einen 7 1/2 PS
Elektromotor 13, dessen Welle senkrecht steht, einen Kasten 14, in dem.
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Sicherungen,
Ein und Ausschalter, sowie die ansich
bekannte Reversiervorrichtung vorgesehen sind. Das Kernstück bilden ein Getriebekasten
16 und der Messerkasten 17. Unterhalb des Messerkastens 17 erkennt man eine Umrandung
18 der Auslaßöffnung.
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Der Getriebekasten 16 dient mit seiner oberen Wand 19 und seiner unteren
Wand 21 als Lager für eine senkrecht angeordnete Schneckenwelle 22, die oben einen
Innenmehrkant 23 hat, in den die Welle des Elektromotors 13 passt. Im mittleren
Bereich ist eine Schnecke 24 vorgesehen, die drehfest auf der Schneckenwelle 22
ist. Ein Lager 26 in der oberen Wand 19 und ein Lager 27 in der unteren Wand 21
lagern die Schneckenwelle 22. Das Lager 27 ist als Doppel-Kegelrollenlager ausgebildet
und kann axialen Schub oder Zug aufnehmen, dessen Richtung von der Drehrichtung
des Elektromotors 13 abhängt.
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Mit der Schnecke 22 kämmt ein Schneckenzahnrad 28, das gemäß Fig.
3 mit einem Lager 29 drehfest auf einer Welle 31 gelagert ist. Wie man aus Fig.
3 sieht, trägt die Welle 31 rechts ein kleineres Zahnrad 32. Das rechte Ende der
Welle 31 ist fliegend und drehbar in einem Lager 33 gelagert, das am linken, kreiszylindrischen
Teil 34 einer Sechskantwelle 36 fest angeschraubt ist. Das Lager 33 und die Welle
31 können sich also unabhängig voneinander drehen, sind jedoch koaxial; Mit dem
Zahnrad 32 kämmt ein größeres Zahnrad 37, das auf dem linken kreiszylindrischen
Teil
38 einer zweiten Sechskantwelle 39 aufgekeilt ist Das Teil 38 verjüngt sich nach
linksiund ist mit seinem Endbereich in einem Lager 41 der Seitenwand 42 gelagert,
während der rechte Bereich des Teils 38 die rechte Seitenwand 44 durchquert und
dort in einem Lager 43 gelagert ist. Das Zahnrad 37 hat eine Nabe 46, die einstückig
mit einem kleineren Zahnrad 47 ist. Das Zahnrad 47 dreht sich also genau so schnell
wie das Zahnrad 37. Das Zahnrad 47 kämmt mit einem größeren Zahnrad 48, das jedoch
im Durchmesser etwas kleiner ist als das Zahnrad 37 Das Zahnrad 48 ist auf den Teil
34 aufgekeilt. Wie man sieht, kann damit zum einen die Drehzahl des Elektromotors
13 wesentlich herabgesetzt werden und außerdem kann man die beiden Sechskantwellen
36, 39 gegensinnig, jedoch mit unterschiedlicher Drehzahl antreiben. Diese Konstruktion
istdenhohen, beim Betrieb auftretenden Kräften axialer und radialer Richtung gewachsen,
obwohl die Breite des Getriebekastens nur 19 cm, seine lichte Höhe 22,5 cm und seine
lichte Länge 59,5 cm betragen. Der Getriebekasten ist so ausgebildet, daß er bei
dem eingezeichneten Ölspiegel 49 öldicht ist.
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Der Messerkasten weist einen stabilen Rahmen auf, der oben und unten
für den Einfülltrichter 12 bzw. für die Auslaß6ffnung offen ist. Den einen Teil
des Rahmens bildet die Seitenwand 44 und die anderen drei Seiten werden aus zusammengeschweißten
U-Eisen 49 , 51 gebildet, deren glatter Quersteg 52 nach innen weist.
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Das U-Eisen 51 trägt in seinem Quersteg 52 zwei Lager für die Endzapfen
53 der beiden Sechskantwellen 36, 39. Die längeren U-Eisen 49 sind 43 cm lang.
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Das U-Eisen 51 ist 56,6cm lang.
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Auf jeder Sechskantwelle 36, 39 sitzen Messer 54, die unter sich alle
gleich sind0 Jede Sechskantwelle 36, 39 trägt 14 Messer 54, die jeweils in Zweiergruppen
56,57, 58,59,61,62,63 zusammengefasst sind. In Fig. 3 sind der Einfachkeit halberdur
die Zweiergruppen der Sechskantwelle 36 eingezeichnet. Diese Zweiergruppen werden
durch Distanzhülsen 64 auf Abstand gehalten, die ebenfalls untereinander gleiches
Maß haben, die jedoch um 2/10 mm breiter als zwei Messer 54, de h. eine Zweiergruppe,
sind. Druckringe 66, 67 spannen die gesamte Anordnung axial vor, so daß sich die
Zweiergruppen und die Distanzringe auf der Sechskantwelle 36 nicht axial verschieben
können.
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Gemäß Fig. 8 erkennt man, daß in den Zwischenraum benachbarter Zweiergruppen
je eine Zweiergruppe 68 der Sechskantwelle 39 passt, so daß eine Spaltöffnung 69
bestehen bleibt, durch die das zerkleinerte Material nach unten fallen kann.
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Die Messer haben die in Fig. 5 und 6 gezeichnete Form. Ihr Innensechskant
71 passt genau auf die Sechskantwellen 36, 39. Die Sechskantwellen 39 sind absichtlich
nicht gehärtet, damit sie genügend zäh sind. Dagegen sind die Messer 54 auf eine
Rockwelihärte von 60 - 62 gehärtet. Vom Bereich 72 bis zum Bereich 73, d. hç über
einen Winkel von 200 °, ist der Umriss bereich 74 kreisförmig mit einem
Halbmesser
von 70 mm. Der Umrissbereich 76, welcher im Uhrzeigersinn nach dem Bereich 73 folgt,
verläuft ebenfalls längs einer Kreisbahn, deren Mittelpunkt 77 gegenüber dem Mittelpunkt
78 um 29 mm nach unten und 34,5 mm nach rechts versetzt ist und einen Radius von
115 mm hat0 Im Umrissbereich 76 wächst also vom Mittelpunkt 78 aus gesehener Radius
ständig. Anoden Umrissbereich 76 schließt sich eine Nase 79 an, deren obere Flanke
81 eben ist und senkrecht zur Zeichnung ebene steht und deren untere Flanke 82 ebenfalls
eben ist, jedoch unter einem Winkel von 10° zur Senkrechten nach unten geneigt ist.
Von der Nasenspitze 83 an hat man einen Sprungbereich 84, der einen sichelförmig
zurückspringenden Raum schafft.
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Genauer gesagt geht die geschliffene Flanke 82 in einen Radius von
15 mm uber, der seinerseits nach etwa 120 Winkelgraden in eine Ebene 86 übergeht
Hieran schließt sich dann wieder der Bereich 72 an. Der senkrecht gemessene Abstand
zwischen der Ebene 86 und der Nasenspitze 83 beträgt 40 mms Zur Senkrechten 87 hat
die Flanke 81 einen'Winkel von 750, Mit Ausnahme der Flanke 82 und einem Teil des
Radiusses von 15 mm ist am Umfang des Messers 54 nichts geschliffen. Die Kanten
88 , 89 sind zwar rechtwinklig, aber nicht übermäßig scharf. Dagegenånd die Seitenflächen
91, 92 planparallel auf das Maß 15 - 0,01 mm geschliffen.
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In jeder der Zweiergruppen sind die einzelnen Messer 54 so angeordnet,
daß die Nasenspitzen 83 um 180° versetzt sind. Hieraus erklärt sich auch, warum
in Fig. 3 die rechten Messer einer Gruppe höher als die linken Messer ragen, während
lie
linken Messer tiefer als die rechten Messer ragend Jede Zweiergruppe
ist jedoch zu anderen um 600 gleichsinnig versetzt. Es seien im folgenden die Nasenspitzen
83 der rechten Messer 54 jeder eiergruppe 56 - 83 betrachtet. Dann liegt die Nasenspitze
fUr die Zweiergruppe 56 beispielsweise auf einem Strahl 93, die Nasenspitze der
Zweiergruppe 57 auf einem Strahl 94 usw. bis wieder die Nasenspitze der Zweiergruppe
63 auf dem Strahl 93 liegt. Es ergibt sich dann die in Fig0 7 gezeigte schematische
Anordnung. Der senkrechte Abstand der Sechskantwellen 36, 39 ist so, daß bei gegebener
Messerkonfiguration die Messer immer um ein Stück 94 überlappen, wie dies Fig. 8
zeigt, und zwar auch dann, wenn sich die Bereiche 73 geringsten Radius gegenüberstehen.
Man erreicht dadurch,daß sich die Messer seitlich führen können und daß keine gemeinsame
Spaltöffnung längs der Sechskantwellen 36, 39 auftritt, sondem immer abgegrenzte
Spaltöffnungen 69, wie dies Fig. 8 zeigt.
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Der Umrissbereich 76 ermöglicht, daß ein Messer mit seinem Gegenmesser
möglichst lange im Eingriff bleibt. Blechkanister od. dgl. . werden dann nicht bloß
abgewürgt, sondem auch zerschnitten. Welcher Welle man das axiale Spiel gibt, ist
Im Grunde gleichgültig. Beide Wellen dürfen das axiale Spiel jedoch nicht haben
Beim Ausführungsbeispiel wurde ein Motor von 7 1/2 PS gewählt. Dieser gestattet
es, bei dem verwendeten Getriebe genügend lange Sechskantwellen 36, 39 vorzusehen,
so daß Obstkistchen ganz in den Einfülltrichter 12 hineingeworfen werden können
und nicht vorher vorgebrochen werden müssen. Außerdem ermöglicht
dieser
Elektromotor Momente aufzubringen, die bei dem gegebenen Abstand des Sprungbereichs
84 von der geometrischen Längsachse der Welle realistische Momente aufzubringen
gestattet0 Auf ebenfalls normierte Motoren mit 4 oder 10 PS kann man deshalb nicht
zurückgreifen, weil der 4 PS-Motor zu schwach wäre und der 10 PS-Motor unhandlich
groß ist. Eine Vorrichtung, die mit einem 10 PS-Motor versehen ist, wäre für die
beabsichtigten Anwendungsfälle zu unhandlich. Ein 7 1/2 PS-Motor wird mit 15 Ampere
abgesichert0 Dies ist ein Wert, den auch normale Netze vertragen. Es hat sich gezeigt,
daß bei starker Last der 7 1/2 PS-Motor 12 Ampere aufnimmt und daß man ab dieser
Grenze etwa reversieren sollte. Wann reversiert wird, kann entweder durch eine Uhr
zeitabhängig gemacht werden oder aber kann man die Reversierung von der Stromaufnahme
abhängig machen. Werden z. B.
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12 Ampere vom Motor aufgenommen, dann läßt man die Reversierung eintreten.
Der Strom ist dann zugleich ein Maß für das aufgebrachte Drehmoment.