DE3932345C3 - Zerkleinerungsvorrichtung für Abfälle - Google Patents
Zerkleinerungsvorrichtung für AbfälleInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Zerkleinerungs
vorrichtung für Abfälle, wie Holz, Papier oder Kunst
stoffe, mit einem Rotor, der über seine Arbeitsbreite
eine Vielzahl nebeneinander angeordneter Umfangsrip
pen mit etwa V-förmigem Profil
sowie Werkzeughalter mit daran angebrachtem
Werkzeug mit V-förmigem Profil
aufweist, und mit einem Gegenmesser, des
sen Form der Rotationsfläche des werkzeugbestückten
Rotors angepaßt ist.
Bei einer bekannten Zerkleinerungsvorrichtung die
ser Art ist in jede Umfangsnut, die zwischen zwei be
nachbarten Umfangsrippen gebildet wird, ein Werk
zeughalter eingeschweißt. Die Umfangsrippen und da
mit auch die Umfangsnuten haben ein V-förmiges Profil,
bei dem die Seitenflächen einen Winkel von 90° zwi
schen sich bilden. Die Werkzeuge sind quadratisch. Sol
che Vorrichtungen werden hauptsächlich für die Zer
kleinerung von Holzabfällen aus Sägewerken, Zimme
reien, Schreinereien und Möbelfabriken eingesetzt,
kommen aber auch für die Zerkleinerung von Papierab
fällen, Computerpapier, Verpackungsmaterialien, wie
Kanonagen, Paletten, Holzkisten und Kunststoffen etc.
in Betracht. Mit größeren Vorrichtungen werden Ab
bruchhölzer, Baumwurzeln und Äste, Friedhofsabfälle
usw. zerkleinert.
Bei derartigen Vorrichtungen werden die Abfälle uns
ortiert in einen Füllschacht aufgegeben. Ein horizontal
hin- und herbewegbarer Schubboden führt dem Rotor
das zu zerkleinernde Material zu. Jedesmal wenn der
Schubboden aus seiner in der Nähe des Rotors befindli
chen vorderen Endlage zurückläuft, rutscht das Material
durch das Eigengewicht nach und wird dem Rotor unge
ordnet vorgelegt. Hierbei hat es sich gezeigt, daß hohe
Belastungsspitzen des Rotor-Drehmoments auftreten.
Außerdem kann sich das Material leicht zwischen Rotor
und Gegenmesser verklemmen.
Bei zylinderischen Rotoren von Zerkleinerungsma
schinen ist es bereits bekannt (DE-OS 29 43 567), tan
gential verlaufende Nuten oder Taschen vorzusehen, in
denen die Werkzeughalter mit den Werkzeugen ange
ordnet sind. Hierbei stehen die Werkzeuge radial ver
hältnismäßig weit vor, so daß sich auch hier die Gefahr
von Belastungsspitzen und Verklemmungen ergibt.
Der gleiche Nachteil ergibt sich
bei einer anderen bekannten Zer
kleinerungsmaschine (FR
24 51 777 A1), bei der der Rotor
Rippen mit Rechteckprofil auf
weist. Die zylindrische Umfangs
fläche der Rippen ist mit Radial
bohrungen versehen, in die ein
Werkzeughalter eingesetzt ist,
der außerhalb der Rippe ein Werk
zeug trägt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zer
kleinerungsvorrichtung der eingangs beschriebenen Art
anzugeben, bei der die Gefahr von Belastungsspitzen
und Verklemmungen erheblich reduziert ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,
daß jede Umfangsrippe durch mindestens eine Tasche
unterbrochen ist, in dieser Tasche der Werkzeughalter
mit dem Werkzeug angeordnet ist und das Werkzeug ein
Profil hat, das radial etwa gleichmäßig über das Rip
penprofil übersteht.
Während im bekannten Fall keilförmige Material
stücke recht unterschiedlicher Größe abgetrennt wer
den, ergibt sich erfindungsgemäß über die gesamte Ar
beitsbreite eine gleichbleibende maximale Schnittiefe,
die gleich dem radialen Überstand der Werkzeuge über
das zugehörige Rippenprofil ist. Der für jede Rotorum
drehung gleichmäßige Materialabtrag hat zur Folge,
daß das Material mit einer entsprechenden Geschwin
digkeit zugeführt werden kann. Durch Wahl eines ent
sprechenden Vorschubs erzielt man eine hohe Durch
satzleistung. Da das Material gleichmäßig zerspant
wird, ergeben sich niedrige Reibwerte zwischen Rotor
körper und zu zerkleinerndem Material, eine geringere
Aufheizung des Rotors, also keine Brandgefahr und ei
ne entsprechende Energieeinsparung.
Die gleichmäßige Schnittiefe begrenzt aber auch das
Eindringen der Werkzeuge in das zu zerkleinernde Ma
terial. Dadurch werden die Belastungsspitzen (Drehmo
mentspitzen) des Rotorantriebs gesenkt, was den Ein
satz von Motoren mit geringerer Antriebsleistung und
damit eine Energieeinsparung ermöglicht.
Der Spalt, der wegen der überstehenden Werkzeuge
zwischen dem Gegenmesser und den Umfangsrippen
vorhanden sein muß, ist vergleichsweise schmal. Daher
ist die Gefahr, daß sich die Abfälle in diesem Spalt ver
klemmen, erheblich reduziert.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß bei gegebe
nem Querschnitt der Umfangsrippen verhältnismäßig
große robuste Werkzeuge verwendet werden können,
die entsprechend unempfindlich gegenüber Fremdkör
pern, wie Metalle, Steine usw. sind. Derartig große
Werkzeuge können auch dann verwendet werden, wenn
nur eine geringe Antriebsleistung zur Verfügung steht
und/oder ein feines Spangranulat gefordert wird, weil
der radiale Überstand des Werkzeugs über das Rippen
profil entsprechend gewählt werden kann. Hierbei emp
fiehlt es sich aus Rationalisierungsgründen, eine Größe
des Werkzeugs und des zugehörigen Werkzeughalters
zu verwenden und die Anpassung an unterschiedliche
Spangrößen oder Antriebsleistungen durch Rotoren mit
unterschiedlich großen Querschnitten der Umfangsrip
pen vorzunehmen.
Hierbei ist es günstig, wenn die Seitenflächen des
V-Profils im rechten Winkel zueinander stehen. Dies
ergibt die größte Stabilität von Umfangsrippe und
Werkzeug.
Vorteilhaft ist es ferner, daß das in Richtung der Ro
torachse gemessene Eckmaß des Werkzeugs größer als
die Breite der Umfangsrippen ist. Die in Axialrichtung
über die Umfangsrippe überstehenden Werkzeugteile
überlappen sich mit der Rotationsbahn des Werkzeugs
der benachbarten Umfangsrippe, so daß das Material
über die Arbeitsbreite mit Sicherheit vollständig zer
kleinert wird.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist dafür ge
sorgt, daß die Tasche durch ein Prisma gebildet ist, des
sen tiefste Stelle einen kleineren Abstand von der Ro
torachse hat als die Basis der Umfangsrippen. Da ein
solches Prisma durch ebene Begrenzungsflächen gebil
det wird, läßt es sich leicht herstellen. Die vergleichswei
se große Tiefe des Prismas erlaubt es, verhältnismäßig
große und damit robuste Werkzeuge aufzunehmen. Au
ßerdem können die Werkzeuge an den Begrenzungsflä
chen sicher abgestützt werden.
Günstig ist es ferner, daß die ebenen Begrenzungsflä
chen des Prismas im Bereich des Werkzeugs Verlänge
rungen der Seitenflächen der benachbarten Umfangs
rippen bilden. Dies erlaubt es, Werkzeuge, die auch im
radial inneren Teil ein V-förmiges Profil haben, zu ver
wenden, auch wenn sie ein größeres Eckmaß besitzen
als die Breite der Umfangsrippen.
Des weiteren sollten die Werkzeughalter zwei dem
Prisma angepaßte plane Auflageflächen haben. Dies er
gibt eine besonders gute Abstützung der stark belaste
ten Werkzeughalter.
Empfehlenswert ist es, daß das Prisma rechtwinklig
und das Werkzeug quadratisch ist. Solche quadratischen
Werkzeuge haben den Vorteil, daß durch Drehen um
90° jeweils scharfe Schneidecken in die Arbeitsstellung
gebracht werden. Dies gilt besonders deshalb, weil die
drei nicht radial außen liegenden Schneidecken in der
Tasche weitgehend geschützt angeordnet sind und da
her im Betrieb nicht stumpf werden.
Noch günstiger ist es, wenn das Werkzeug zusätzlich
beidseitig Schneidkanten aufweist. Dann ist sogar ein
achtseitiges Benutzen des Werkzeugs möglich.
Mit besonderem Vorteil ist dafür gesorgt, daß das
Werkzeug nur so weit radial über das Rippenprofil
übersteht, daß die entsprechend angepaßten Zacken des
Gegenmessers in Radialrichtung das Rippenprofil über
lappen. Durch diese Überlappung wird das Festklem
men von Materialien praktisch ausgeschlossen und das
Ausreißen von langen Holzfasern weitgehend vermie
den.
Des weiteren sollten die Taschen schraubenlinienför
mig über den Rotor verteilt sein. Dies ergibt eine gleich
mäßige Belastung des Antriebs.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der
Zeichnung dargestellten, bevorzugten Ausführungsbei
spiels näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch eine
erfindungsgemäße Vorrichtung,
Fig. 2 eine Seitenansicht, teilweise im Längsschnitt
des Rotors einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
Fig. 3 den Rotor der Fig. 2 mit eingesetztem Werk
zeug,
Fig. 4 einen Teilquerschnitt durch den Rotor der
Fig. 3,
Fig. 5 eine räumliche Darstellung des Werkzeugs,
Fig. 6 eine Teildraufsicht auf Rotor und Gegenmes
ser,
Fig. 7 eine Darstellung ähnlich Fig. 6 und
Fig. 8 eine abgewandelte Rotorform.
In Fig. 1 ist eine Zerkleinerungsvorrichtung für Ab
fälle veranschaulicht, die ein Grundgestell 1 mit einem
Füllschacht 2 aufweist. An dessen Grund befindet sich
ein mit Schneid- oder Hackwerkzeugen versehener, mo
torisch angetriebener Rotor 3. der mit einem Gegen
messer 4 zusammenwirkt. Auf einer Grundplatte 5 ist
ein Schubboden 6 in Richtung des Doppelpfeils 7 hin- und
herbewegbar. Er ist ebenfalls motorisch, insbeson
dere hydraulisch, angetrieben, und drückt jeweils die
unterste Schicht des unsortiert eingefüllten Materials 8
gegen den Rotor 3. Wenn der Schubboden 6 zurückge
zogen wird, rutscht das Material aus dem Füllschacht
nach, so daß ein neuer Vorschubvorgang beginnen
kann. Die Späne 9 werden nach unten ausgeworfen.
Die Fig. 2, 3 und 4 zeigen den Aufbau des Rotors 3. Er
besitzt Umfangsrippen 19 und dazwischenliegende Um
fangsnuten 11. Beide weisen ein V-förmiges Profil mit
Seitenflächen 12 und 13 auf. Diese sind konusförmig und
stehen in einem Winkel von 90° zueinander. Jede Um
fangsrippe 12 ist durch eine Tasche 14 in der Form eines
Prismas unterbrochen. Dieses hat wiederum V-Profil,
wobei die ebenen Begrenzungsflächen 15 und 16 in ei
nem Winkel von 90° zueinander stehen. In der Mitte der
Tasche 14 also an ihrer tiefsten Stelle, bilden die Be
grenzungsflachen 15 und 16 Verlängerungen der Seiten
flächen 12 und 13 der benachbarten Umfangsrippen 10.
Die zugehörige Umfangsrippe 10' ist in den Schnittdar
stellungen der Fig. 2 und 3 nicht sichtbar und daher
lediglich gestrichelt angedeutet. Die tiefste Stelle der
Tasche 14 hat einen kleineren radialen Abstand von der
Rotorachse als die Basis der Umfangsrippe 10, die
gleichbedeutend mit der tiefsten Stelle der Umfangsnut
11 ist.
In der Tasche 14 ist ein Werkzeughalter 17 befestigt,
insbesondere durch Schweißen. Er besitzt zwei den Be
grenzungsflächen 15 und 16 angepaßte plane Auflage
flächen 18. An diesem Werkzeughalter 17 ist stirnseitig
ein Werkzeug 19 befestigt. Zu diesem Zweck besitzt es
eine Gewindebohrung 20, in welche eine den Werk
zeughalter 17 durchsetzende Schraube 21 eingreift. Der
Größtquerschnitt des Werkzeughalters 17 entspricht
dem quadratischen Querschnitt des Werkzeugs 19 oder
ist kleiner.
Die Größe des Werkzeugs 19 ist so bemessen, daß es
mit seinen Flächen 22 und 23 an den Begrenzungsflä
chen 15 und 16 des Prismas anliegt und mit seinen Flä
chen 24 und 25 gleichmäßig radial über das Profil der
Umfangsrippe 10' übersteht. Infolgedessen ergibt sich
mit dem Werkzeug 19', das der benachbarten Umfangs
rippe 10 zugeordnet ist, eine Überlappung 26. Wie Fig. 4
zeigt, hat dieses Werkzeug 19' eine in Umfangsrichtung
versetzte Lage. Die Taschen 14 und zugehörigen Werk
zeuge 19 sind daher spiralförmig über den Rotorumfang
verteilt. Jeder Umfangsrippe 10 ist ein Werkzeug 19
zugeordnet.
In Fig. 3 ist die Schneidecke A des Werkzeuges 19
wirksam. Die drei anderen Ecken B, C und D sind gut
geschützt angeordnet. Wenn die Schneidecke A abge
nutzt ist, kann man durch viermaliges Drehen des Werk
zeugs 19 um die Achse der Gewindebohrung 20 jeweils
eine andere Schneidecke B, C oder D wirksam machen.
Wenn man das Werkzeug 19 um 180° umklappt, können
auch noch die Schneidecken A', B', C' und (nicht darge
stellt) D' wirksam gemacht werden.
Aus den Fig. 6 und 7 ist ersichtlich, daß das Gegen
messer 4 vier Zacken 27 aufweist, welche der Rotations
fläche 28 des werkzeugbestückten Rotors 3 angepaßt
sind. Demzufolge ergibt sich ein zackenförmiger
Schnittspalt 29, der die maximale Schnittiefe s, die über
die Arbeitsbreite konstant ist, bestimmt. Die Werkzeuge
19 nehmen daher nacheinander jeweils die gleiche Ma
terialmenge ab. Wenn alle Werkzeuge das zu zerklei
nernde Material (z. B. Kantholz) durchlaufen haben,
kann der Vorschub um das Maß s erfolgen. Dies ergibt
eine hohe Durchsatzleistung bei kleiner Antriebsener
gie. Wegen des gleichmäßigen Spaltes und der Begren
zung der Schnittiefe sind auch keine Belastungsspitzen
zu befürchten.
Die Zacken 27 des Gegenmessers 4 ragen radial zwi
schen die Umfangsrippen 10. Dies führt zu einer Über
lappung 1 (Fig. 7). Kanthölzer und Brettstücke 30, die
parallel zur Rotorachse zugeführt werden, kreuzen da
her den Schnittspalt 29. Daher ist es praktisch ausge
schlossen, daß beim Einwirken des Werkzeugs auf das
Material lange Holzfasern ausgerissen werden, die sich
dann um Schnittspalt 28 verklemmen. Insgesamt ergibt
sich ein geringer Überlängenanteil, das Spangranulat
hat eine gleichmaßige Größe. Außerdem verhindert das
Überlappen weitgehend das Festklemmen von Materia
lien zwischen Rotor 3 und Gegenmesser 4. Da der
Schnittspalt eine begrenzte Weite hat, können größere
Materialteile auch nicht durch ihn hindurchtreten und
sich zwischen Motor und einem Sieb, das üblicherweise
hinter dem Gegenmesser angeordnet ist, verklemmen.
Des weiteren wird das Einziehen von Furnier- und Pa
pierabfallen, welche häufig paketweise oder geschichtet
aufgegeben werden, verhindert, was früher oft zum
Blockieren des Rotors führte.
Das Eckmaß e der Werkzeuge 19 ist größer als die
Breite a der Umfangsrippen 10, wie dies in Fig. 7 darge
stellt ist. Die schraffierte wirksame Spanflache 31 kann
bei gleichbleibender Größe des Werkzeugs 19 verän
dert werden, indem man beim Rotor die Tiefe t der
Tasche 14 bzw. die Breite a der Umfangsrippen 10 ver
ändert. Bei schmalem Schnittspalt 28 ergibt sich eine
kleine Spanfläche und daher ein feines Granulat (Spä
ne). Außerdem erhält man bei gleicher Werkzeuganzahl
eine niedrigere Antriebsleistung. In jedem Fall können
große robuste Werkzeuge 19 auch dann eingesetzt wer
den, wenn nur eine geringe Antriebsleistung zur Verfü
gung steht und/oder ein feines Spangranulat gefordert
wird.
In Fig. 8 ist ein geringfügig abgewandelter Rotor
103 dargestellt, dessen Umfangsrippen 110 am Außen
umfang eine schmale Zylinderfläche 131 oder eine ent
sprechende Rundung besitzen. Hierdurch kann die Basis
der Umfangsrippe 110 etwas breiter gehalten werden.
Von den veranschaulichten Ausführungsbeispielen
kann in vielfacher Hinsicht abgewichen werden, ohne
den Grundgedanken der Erfindung zu verlassen. So
können die beschriebenen Rotoren nicht nur bei lang
sam laufenden Abfallzerkleinern, sondern auch bei
schnell laufendenden Trommelhackern eingesetzt wer
den. Pro Umfangsrippe 10 kann auch mehr als ein Werk
zeug 19 vorgesehen werden. Allerdings muß noch eine
ausgeprägte Umfangsrippe verbleiben, so daß bei übli
chen Rotordurchmessern nicht mehr als 2 oder 3 Werk
zeuge vorhanden sein sollten.
Claims (10)
1. Zerkleinerungsvorrichtung für Abfälle, wie Holz,
Papier oder Kunststoffe, mit einem Rotor, der über
seine Arbeitsbreite eine Vielzahl nebeneinander
angeordneter Umfangsrippen
mit etwa V-förmigem Profil
sowie Werkzeughal
ter mit daran angebrachten Werkzeugen
mit V-förmigem Profil aufweist,
und mit einem Gegenmesser, dessen Form der Ro
tationsfläche des werkzeugbestückten Rotors an
gepaßt ist, dadurch gekennzeichnet, daß jede Um
fangsrippe (10, 10', 110) durch mindestens eine Ta
sche (14) unterbrochen ist, in dieser Tasche der
Werkzeughalter (17) mit dem Werkzeug (19, 19')
angeordnet ist und das Werkzeug ein Profil hat, das
radial etwa gleichmäßig über das Rippenprofil
übersteht.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Seitenflächen (12, 13) des V-Pro
fils im rechten Winkel zueinander stehen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß das in Richtung der
Rotorachse gemessene Eckmaß (e) des Werkzeugs
größer als die Breite (a) der Umfangsrippen (10) ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Tasche (14) durch
ein Prisma gebildet ist, dessen tiefste Stelle einen
kleineren Abstand von der Rotorachse hat als die
Basis der Umfangsrippen (10).
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß die ebenen Begrenzungsflächen (15,
16) des Prismas im Bereich des Werkzeugs (19)
Verlängerungen der Seitenflächen (12, 13) der be
nachbarten Umfangsrippen (10) bilden.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Werkzeughalter (17) zwei
dem Prisma angepaßte plane Auflageflächen (18)
haben.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß das Prisma recht
winklig und das Werkzeug (19) quadratisch ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7.
dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug (19)
beidseitig Schneidkanten (22-25) aufweist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug (19)
nur so weit radial über das Rippenprofil übersteht,
daß die entsprechend angepaßten Zacken (27) des
Gegenmessers (4) in Radialrichtung das Rippen
profil überlappen.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß die Taschen (14)
schraubenlinienförmig über den Rotor (3) verteilt
sind.
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