DE2702177A1 - Waste material pulverising rollers - rotating in opposite directions at different speeds and having hard metal tipped teeth - Google Patents

Abstract

Pulverisation appts. comprises >=1 pair of counter-rotating toothed rollers which rotate at different speeds and have their teeth tipped with hard metal. The faster moving roller has the leading edges of its teeth tipped whilst the other roller's teeth are tipped on their trailing edge. The teeth shanks are cylindrical and mounted in corresponding apertures in the rollers so as to define helical rows. Used with domestic or industrial waste, the appts. has low energy requirements.

Description

Walzenzerkleine rungsmaschine Die Erfindung betrifft eine Walzenzerklei ne rungsmaschine, i nsbesondere für Materialien unterschiedlicher Struktur und Stoffbeschaffenheit, beispielsweise Industrieabfall, Haushaltsmüll und dergl.Roll shredder machine The invention relates to roll shredder ne ing machine, especially for materials with different structures and properties, for example industrial waste, household waste and the like.

Zur Zerkleinerung derartiger Materialien werden auch Hammermühlen eingesetzt. Hammermühlen haben 3 wesentliche Nachteile: 1. Hoher Energiebedarf 2. Hohe Lärmerzeugung 3. Sehr hohe Verschleißkosten Um diese Nachteile zu vermeiden, versuchte man vor Jahren Schneidwalzenzerkleinerer für die Abfallzerkleinerung einzusetzen. Diese Schneidwalzenzerkleinerungsmaschi nen arbeiten im Prinzip wie Rollenscheren, jedoch sind die Rollen nicht kreisrund sondern mit Zähnen oder verschiedenartig profilierten Umfangsformen ausgebildet, sodaß sie neben der Schneidwirkung noch eine starke Einzugs- und ReiBwirkung auf das Gut ausüben. Diese Schneidwalzen zerkleinerer arbeiten mit geringer Drehzahl und erzeugen entsprechend erheblich weniger Lärm, auch der Energiebedarf ist durch die niedrige Drehzahl wesentlich geringer als bei Hammermühlen. Die wie bei Rollenscheren aneinande rschleifenden Schneidkanten der Schneidscheiben sind jedoch ebenfalls einem sehr hohen Verschleiß ausgesetzt, das Auswechseln und Nachschärfen der Schneidscheiben ist sehr aufwendig und teuer.Hammer mills are also used to comminute such materials used. Hammer mills have 3 main disadvantages: 1. High energy consumption 2. High noise generation 3. Very high wear costs In order to avoid these disadvantages, Years ago, attempts were made to use cutting drum shredders for shredding waste. These cutting roller shredding machines work in principle like roller shears, however, the roles are not circular but with teeth or of various types profiled circumferential shapes so that in addition to the cutting effect they still exert a strong pull-in and tearing effect on the goods. These cutting rollers shredder work at low speed and accordingly generate considerably less noise, The energy requirement is also significantly lower than with the low speed due to the low speed Hammer mills. The cutting edges of the However, cutting disks are also exposed to a very high level of wear Replacing and resharpening the cutting disks is very complex and expensive.

Schließlich sind nach diesem System keine hohen Durchsatzleistungen zu erzielen, weil die Drehzahl der schneidenden, sich berührenden Scheiben sehr begrenzt ist. Bei höherer Drehzahl würden die sich ständig berührenden Schneidkanten heiß und noch viel schneller verschleißen.After all, there are no high throughput rates according to this system to achieve because the speed of the cutting, touching discs is very high is limited. At a higher speed, the constantly touching cutting edges would hot and wear out much faster.

Es sind auch Walzen-Zerkleinerungsmaschinen bekannt geworden, die mit 2 mit einzelnen Zähnen bestückten Brechwalzen mit unterschiedlicher Drehzahl arbeiten, wobei das Prinzip der Differenzdrehzahl zweier gegenläufiger Walzen aus der Textilindustrie von sogenannten Ballenaufreißern mit Nadelwalzen her bekannt ist. Bei diesen bekannten Maschinen sind die Walzen ebenfalls aus auf die Welle aufgeschobenen einzelnen Scheiben aufgebaut, wobei in den Scheiben radiale Nuten eingefräst sind, In welche die Reißzähne aus Spezialstahl auswechselbar eingesetzt sind. Derartige Maschinen wurden zwar ursprünglich in erster Linie zur Homogenisierung feuchter, erdiger Massen, wie Kaolin, Ton und dergl. entwickelt und eingesetzt, sie haben sich jedoch in jüngster Zelt auch zur Abfallzerkleinerung bewährt. Durch die Differenzdrehzahl der miteinander kämmenden, sich jedoch nicht berührenden Reißzähne, werden Abfälle in große Stücke zerrissen. Harte Abfallstoffe werden zwischen den Walzen wie in einem Walzenbrecher zerquetscht.There are also roller size reduction machines known which with 2 crushing rollers equipped with individual teeth at different speeds work, whereby the principle of the differential speed of two counter-rotating rollers from known in the textile industry from so-called bale rippers with needle rollers is. In these known machines, the rollers are also off onto the shaft Slid-on individual disks built up, with radial grooves in the disks are milled into which the fangs made of special steel are interchangeably inserted are. Such machines were originally primarily used for homogenization moist, earthy masses such as kaolin, clay and the like. developed and used, however, they have also recently proven themselves for shredding waste. By the differential speed of the meshing but not touching fangs, waste is torn into large pieces. Hard waste materials are between the Rolls crushed like in a roll crusher.

Nachteilig ist an dieser bekannten Konstrüktion nur noch der aufwendige Aufbau der Walzen aus einzelnen Scheiben, die auf eine Vielkeilwelle oder dergl. aufgezogen werden müssen. Insbesondere wenn der Abfall relativ fein zerkleinert werden soll, beispielsweise auf eine Korngröße von Geldstückmünzen, müßten so zahlreiche schmale Scheiben mit vielen eingesetzten Relßzähnen aneinandergereiht werden, daß der Aufbau der Zerkleinerungswalzen viel zu teuer würde.The only disadvantage of this known construction is the expensive one Structure of the rollers from individual disks, which are on a splined shaft or the like. need to be raised. Especially when the waste is crushed relatively finely to be, for example, to the grain size of coin coins, would have to be so numerous narrow discs with many inserted Relßzähnen are strung together that the construction of the crushing rollers would be far too expensive.

Diesen Nachteil könnte man konstrukt{v umgehen indem man massive Walzen aus einem Stück oder aus einem dtokwandtgen Rohr verwendet, in die achslale Nuten eingefräst sind, wobei in diese Nuten wiederum kleine Reißzähne in Form von kammartigen Werkzeugen eingesetzt werden, die mit der Gegenwalze kämmen ohne sich zu berühren. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß es ausgeschlossen ist, eine größere Papierzusammenballung, beispielsweise ein Telefonbuch oder einen Versandhauskatalog zwischen derart geradlinig miteinander kämmenden Reißzähnen zu zerkleinern. Selbst bei höchsten Antrlebslelstungen und Drehmomenten an den Reißwalzen würde es unmöglich sein, zwischen derart geradlinig miteinander kämmenden Relßzähnen solche Materialproben sozusagen auf einen Schlag in zahlreiche kleine Stücke zu zerreißen.This disadvantage could be avoided by constructing massive rollers from one piece or from a dtokwandtgen tube used in the axial grooves are milled, in turn in these grooves small fangs in the form of comb-like Tools are used that mesh with the counter roller without touching. However, it has turned out that it is impossible to for example a phone book or a mail order catalog between such a straight line combing with each other To shred fangs. Even at the highest Driving forces and torques on the tearing rollers would be impossible to distinguish between Relßzähnen that mesh in a straight line with one another are such material samples, so to speak to tear into numerous small pieces in one fell swoop.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch eine Walzen-Zerklelnerungsmaschine mit mindestens einem gegenläuPigen Walzenpaar, die mit unterschiedlicher Drehzahl gegenläufig umlaufen und miteinander Im Walzenspalt kämmenden, sich aber nicht dabei berührenden Reißzähnen bestückt sind, durch folgende konstruktive Merkmale: a) Die Reißzähne sind hartmetallbestückt b) Die Hartmetallbestückung der schnellaufenden Walze ist in Drehrichtung "vorwärts" und die der langsam laufenden Walze In Drehrichtung "rückwärts" an den Reißzähnen angeordnet.The invention solves this problem by means of a roller shredding machine with at least one opposing pair of rollers that operate at different speeds rotating in opposite directions and combing with each other in the nip, but not doing so touching fangs are equipped by the following structural features: a) The Fangs are carbide-tipped b) The carbide tipping of the high-speed The roller is "forward" in the direction of rotation and that of the slow-running roller is in the direction of rotation Arranged "backwards" on the fangs.

c) Die Schäfte der Reißzähne sind zylindrisch ausgebildet und in entsprechenden Bohrungen in der Walze durch Klemmschrauben, Zylinderstifte, Keile oder dergl. befestigt.c) The shafts of the fangs are cylindrical and in corresponding Bores in the roller are fastened by clamping screws, cylindrical pins, wedges or the like.

d)Dte Reihen der jeweils achsial nebeneinander angeordneten Reißzähne bilden eine Schraubenlinie auf der jeweiligen Zerkleinerungswalze.d) Dte rows of the fangs arranged axially next to one another form a helix on the respective shredding roller.

Eine vorteilhafte Ausbildung einer derartigen Walzen-Zerkletnerungsmaschine für eine möglichst feine Zerkleinerung des Abfallmaterials besitzt zwei oder mehr Walzenpaare untereinander, wobei die Zähne selbst und die Zahntellung von oben nach unten immer feiner werden und die Drehzahlen der Walzen von oben nach unten Immer höher werden, während das unterschiedliche Drehzahlverhältnis zwischen immer einer langsam laufenden und einer schnell laufenden Walze tn etwa konstant bleibt.An advantageous embodiment of such a roller crushing machine for the finest possible comminution of the waste material has two or more Pairs of rollers with each other, with the teeth themselves and the tooth pitch from top to bottom at the bottom become finer and finer and the speeds of the rollers from top to bottom always become higher, while the different speed ratio between getting one slowly running and a fast running roller tn remains approximately constant.

Die Hartmetallbestückung der Reißzähne wie sie etwa bei Schrämwalzen im Kohlenbergbau oder bei Fräswalzen im Straßenbau verwendet werden, ergibt eine größtmögliche Standzeit der Werkzeugbestückung einer derartigen Walzen-Zerkleinerungsmaschine, insbesondere bei der Abfallzerkleinerung.The carbide tipping of the ripper teeth, such as those on cutting rollers are used in coal mining or in milling drums in road construction, results in a longest possible tool life of such a roller shredding machine, especially when shredding waste.

Da die langsam laufende Walze in Drehrichtung eigentlich nur eine Elnzugswirkung hat, jedoch durch die schnell laufende Walze beim Zerreißen des Gutes nur auf der In Drehrichtung rückwärtigen Seite der Reißzähne beansprucht wird, Ist es vorteilhaft, die Hartmetallbestückung bei der langsam laufenden Walze in Drehrichtung rückwärts weisen zu lassen.Since the slow-moving roller is actually only one in the direction of rotation Has a pull-in effect, however, due to the fast-running roller when the goods are torn is only stressed on the rear side of the fangs in the direction of rotation it is advantageous to have the carbide tipped in the direction of rotation of the slow-running roller to point backwards.

Durch die Ausbildung der einzelnen Reißzähne mit zylindrischen Schäften, die beispielsweise als Gesenkschmiedestücke in bekannter Wetse gefertigt werden können, und die dementsprechenden zylindrischen Bohrungen in der Walze eingesetzt sind, können mit relativ geringem Aufwand In einer glatten massiven, oder aus dickwandtgem Rohr bestehenden Walze die Zähne In beliebiger Anordnung, Autrethung oder dergl. leicht auswechselbar angeordnet werden. Besonders vor teilhaft Ist es, wenn in achsialer Richtung die Reihen der Reißzähne eine Schraubenlinle bilden, wie dies auch beispielsweise bei den ReiB-zähnen von Schneldwalzenzerkleinerern bekannt ist. Es Ist auch vorteilhaft, daß einzelne Reißzähne ausgewechselt werden können, wem beispielsweise eine Beschädigung durch ein besonders hartes Werkstück stattfindet, wie beispielsweise einem gehärteten Stahlstück. An sich sollten Stahl und Eisen vor einer derartigen Walzenzerkleinerungsmaschine durch Magnetabscheider aussortiert werden. Da jedoch In jeder industriellen Anlage Fehler und Pannen passieren können, muß auch darauf geachtet werden, daß die Reißzähne im Schadensfall einzeln innerhalb einer derart bestückten Walze ausgewechselt werden können.Due to the formation of the individual fangs with cylindrical shafts, which are manufactured, for example, as drop forgings in the well-known wetse can, and the corresponding cylindrical bores are used in the roller are, can with relatively little effort in a smooth massive, or from thick walled Pipe existing roller the teeth in any arrangement, Autrethung or the like. can be arranged easily interchangeably. It is particularly advantageous when in axial Direction, the rows of fangs form a helical line, as is also the case, for example is known in the ripping teeth of high speed roller shredders. It is also beneficial that individual fangs can be replaced, to whom, for example, damage takes place through a particularly hard workpiece, such as a hardened one Piece of steel. As such, steel and iron should be placed in front of such a roller crusher be sorted out by magnetic separators. Since, however, in every industrial plant Mistakes and mishaps can happen, care must also be taken to keep the fangs in the event of damage, they can be replaced individually within a roller equipped in this way can.

Es ist auch kein Problem für eine Feinzerkleinerung mehrere Walzenpaare untereinander anzuordnen und bei den unteren Walzen immer feinere Zahnteilungen anzuwenden und vorteilhafterweise dann auch mit höheren Drehzahlen bei konstanter Differenzdrehzahl der beiden miteinander kämmenden Walzen zu arbeiten. Da sich die Walzen oder die Reißzähne nicht wie bei Schneidscheiben berühren, können bei der Feinzerkleinerung dann ohne weiteres Drehzahlen bis zu 200 U/min in den feinbestückten Reißwalzen angewandt werden, wodurch eine Feinmahlung bei hoher Durchsatzleistung ermöglicht wird.It is also not a problem for a fine comminution of several pairs of rollers to be arranged one below the other and with the lower rollers ever finer tooth pitches to apply and then advantageously also at higher speeds at constant Differential speed of the two intermeshing rollers to work. Since the Rollers or not touching the ripping teeth as with cutting disks, can with the Fine shredding then easily speeds up to 200 rpm in the fine-tipped Tear rollers are used, whereby a fine grinding with a high throughput rate is made possible.

Die Figuren erläutern die ErPindung näher. Figur 1 zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Walzen-Zerkleinerungsmaschine mit 2 Walzenpaaren übereinander. Figur 2 zeigt einen teilweisen Längsschnitt durch das Gehäuse dieser Anordnung mit Draufsicht auf die Walzen. In Figur 1 sind in dem Gehäuse 1 die oberen Walzen 2 und 3 angeordnet und die unteren Walzen 4 und 5.The figures explain the invention in more detail. Figure 1 shows a schematic Cross section through a roller shredding machine according to the invention with 2 pairs of rollers on top of each other. Figure 2 shows a partial longitudinal section through the housing of this Arrangement with a top view of the rollers. In Figure 1 are in the housing 1, the upper Rollers 2 and 3 arranged and the lower rollers 4 and 5.

Jeweils die Walzen 2 und 4 sind langsamer laufende Walzen und die Walzen 3 und 5 schneller laufende Walzen. Die Walzen 2 weisen Reißzähne 6 mit rückwärtsgerichteter Hartmetallbestückung 7 auf, die Walzen 3 weisen Zähne 8 mit vorwärts in Drehrichtung gerichteter Hartmetallbestückung 9 auf. Für die Walzen 4 und 5 gilt dasselbe, nur daß die Reißzähne hier kleiner und in größerer Anzahl und in wesentlich engerer Teilung angeordnet sind. Die Drehzahlen der Walzen 2 und 3 verhalten sich etwa wie 1:3, das Gleiche gilt für die Drehzahlen der Walzen 4 und 5. Die Drehzahlverhältnisse der Walzenpaare 2/3 und 4/5 halten sich ebenfalls etwa wie 1:2 bis 1:3 Praktisch könnte beispielsweise die Walze 2 mit einer Drehzahl nl = 40 U/min umlaufen, Die Walze 3 mit einer Drehzahl n2 = 120 U/min, die Walze 4 mit einer Drehzahl n3 = 80 U/min und die Walze 5 mit einer Drehzahl n4 = 240 U/min umlaufen.Each of the rollers 2 and 4 are slower running rollers and the Reels 3 and 5 faster running reels. The rollers 2 have fangs 6 with rearward-facing Hard metal assembly 7, the rollers 3 have teeth 8 with forward in the direction of rotation directed hard metal assembly 9 on. The same applies to reels 4 and 5, only that the fangs here are smaller and in greater numbers and in much closer proximity Division are arranged. The speeds of the rollers 2 and 3 behave roughly as 1: 3, the same applies to the speeds of rollers 4 and 5. The speed ratios of the roller pairs 2/3 and 4/5 also hold up roughly like 1: 2 to 1: 3 Practically For example, the roller 2 could rotate at a speed nl = 40 rpm, The Roller 3 with a speed n2 = 120 rpm, roller 4 with a speed n3 = 80 U / min and the roller 5 rotate at a speed n4 = 240 U / min.

In Figur 2 sieht man in der Draufsicht die Walzen 3 und 4 mit aue gesetzten Reißzähnen, die in achsialer Richtung in der Form einer Schrau benlinie aufgereiht sind.In Figure 2 you can see the rollers 3 and 4 with aue in the plan view set fangs that benlinie in the axial direction in the form of a screw are lined up.

L e e r s e i t eL e r s e i t e

Claims (1)

Patentansprüche 1. Walzenzerkleinerungsmaschine mit mindestens einem gegenhäufigen Walzenpaar, dessen Walzen mit unterschielicher Drehzahl gegenläufig umlaufen und mit im Walzenspalt kämmenden, sich aber nicht dabei berührenden Reißzähnen bestückt sind, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: a) Die Reißzähne (6) weisen eine Hartmetallbestückung (7) auf. Claims 1. Roller shredding machine with at least one Opposite pair of rollers, the rollers of which rotate in opposite directions at different speeds and with fangs combing in the nip, but not touching each other are equipped, characterized by the following features: a) The fangs (6) point a hard metal assembly (7). b) Die Hartmetallbestückung (7) der schnell laufenden Walze (3, 5) ist in Drehrichtung "vorwärts" angeordnet und diejenige der langsam laufenden Walzen (2,4) ist in Drehrichtung "rückwärts" angeordnet. b) The hard metal equipment (7) of the high-speed roller (3, 5) is arranged "forward" in the direction of rotation and that of the slow-running rollers (2,4) is arranged "backwards" in the direction of rotation. c) Die Schäfte der Reißzähne (6) sind zylindrisch ausgebildet und In entsprechende Bohrungen in den Walzen (2, 3, 4, 5) durch Klemmschrauben, Zylinderstifte, Keile oder dergl. befestigt. c) The shafts of the fangs (6) are cylindrical and In the corresponding bores in the rollers (2, 3, 4, 5) using clamping screws, cylindrical pins, Wedges or the like. Attached. d) Die Reihen der jeweils achsial nebeneinander angeordneten Reißzähne (6) bilden eine Schraubenlinie, 2. Walzenzerkleinerungsmaschine nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß 2 oder mehr Paare miteinander kämmender Relßwalzen untereinander angeordnet sind, wobei die jeweils unteren Heißwalzen eine höhere Drehzahl ausweisen als die oberen Relßwalzen und das Drehzahlverhäitnls der jeweiligen langsam laufenden und schnell laufenden Reißwalzen von oben nach unten konstant bleibt0 d) The rows of fangs arranged axially next to one another (6) form a helix, 2. roller size reduction machine according to claim 1 characterized in that 2 or more pairs of pressing rollers meshing with one another are intermingled are arranged, the respective lower hot rollers having a higher speed than the upper press rolls and the speed ratio of the respective slow running ones and fast-running tearing rollers from top to bottom remains constant0