DE4444977A1 - Zerkleinerungswerk, insbesondere für Hächsler zum Zerkleinern von Garten-/oder holzigem Abfall - Google Patents
Zerkleinerungswerk, insbesondere für Hächsler zum Zerkleinern von Garten-/oder holzigem AbfallInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Zerkleinerungswerk, insbesondere für Hächsler zum Zerkleinern von
Garten-und/oder holzigem Abfallmaterial, das mindestens zwei antreibbare, parallel zueinander
angeordnete und gegenläufig rotierende Wellen aufweist, die an ihren Enden jeweils in einem
Gestell gelagert sind und auf denen jeweils nebeneinander die Zerstückelung des zu
zerkleinernden Materials bewirkende, scheibenförmige Elemente kammförmig angeordnet
sind, wobei die auf jeder Welle voneinander beabstandeten, als Messerscheiben dienenden
Elemente in Längsrichtung der Welle verlaufende, über den Umfang verteilte, zahnförmige
Schneiden aufweisen.
Es ist allgemein bekannt, daß zu zerkleinernde Materialien oder zu zerkleinernde Stoffe nach
zwei prinzipiell unterschiedlichen Arten getrennt bzw. zerstückelt werden können. Das eine
Zerkleinerungsprinzip ist als "Scherenschnitt" bekannt und hat unter anderem den Vorteil, daß
eine saubere und glatte Schnittfläche erzielt werden kann. Der Nachteil besteht insbesondere
darin, daß zwischen den zwei unter Berührung aneinander vorbeigleitenden Schneidelementen
eine Klemmung stattfinden kann, d. h. das zu schneidende Material wird zwischen die beiden
Schneidelemente gezogen, wodurch diese auseinandergepreßt werden, mit der Folge, daß die
Funktion und die Betriebssicherheit zumindest ungünstig beeinflußt werden. Das zweite,
sogenannte "Messer-Amboßprinzip" besteht darin, daß eine nicht zwingend gehärtete
Gegenfläche mit einer vorzugsweise gehärteten Schneidfläche bzw. einem Messer
zusammenwirkt, wobei sich das Messer auf den Amboß oder der Amboß, also die
Gegenfläche, auf das Messer zubewegen kann. Allgemein bekannte Gartenscheren arbeiten
häufig nach dem zuletzt genannten Prinzip.
Aus dem Bereich der mechanischen Zerkleinerungstechnik, wie z. B. Hächsler im Haushalts-
oder Kommunalbereich sind eine Vielzahl von Schneidwerken bekannt, die nach dem
Scherenprinzip arbeiten. Wie nachfolgend beispielhaft aufgezeigt wird, sind die bekannten
Zerkleinerungswerke jedoch häufig hinsichtlich ihres konstruktiven Aufbaues kompliziert und
darüberhinaus ist häufig die Funktionsweise zumindest in nicht allen Anwendungsbereichen
zufriedenstellend.
So beschreibt das deutsche Gebrauchsmuster 9406356.7 einen sogenannten
"Zwei-Wellen-Brecher", bei dem zwei benachbarte und parallel angeordnete Wellen mit
Ringscheiben besetzt sind, die als Messerscheiben wirken. Dabei weisen die Ringscheiben
jeweils über den Umfang verteilte, abgerundete Vorsprünge auf, zwischen denen mindestens
ein Reißzahn positioniert ist, mit dessen Hilfe das zu zerkleinernde Material von beiden Seiten
gleichmäßig in den Trennbereich, d. h. in den Schneidspalt eingezogen wird. Jeweils zwei auf
unterschiedlichen Wellen angeordnete Ringscheiben sind in Längsrichtung der Wellen in der
Weise versetzt angeordnet, daß sich die abgerundeten Vorsprünge im Bereich des
Schneidspaltes überlappen, wodurch eine Trennung des zu zerkleinernden Materials nach dem
Scherenprinzip erfolgen kann. Ein offensichtlicher Nachteil dieser Vorrichtung besteht darin,
daß durch die Verwendung mindestens eines Reißzahnes an der Peripherie der Ringscheiben
eine Diskontinuität der Schneidfunktion unvermeidlich ist, die zu einem ruckhaften - also nicht
kontinuierlichen - Arbeiten führt. Lagerbelastung, verbunden mit Geräuschbildung sind die
unvermeidliche Folge.
Desweiteren ist eine Zerkleinerungsmaschine aus der deutschen Offenlegungsschrift DE
30 33 752 A1 bekannt geworden, bei der ebenfalls auf zwei Wellen in Wellenlängsrichtung
zueinander versetzt Schneidscheiben angeordnet sind, die mit stationären Abstreif- bzw.
Reinigungselementen zusammenwirken. Letztere sind prismaförmig ausgebildet und umgreifen
in ihrem wellennahen Bereich zwischen den Schneidscheiben angeordnete Distanzringe. Jede
der Schneidscheiben ist mit einem Zahn versehen, der ein Volumen überstreicht, das in einer
Ebene senkrecht zur Achse mittels einer zylindrischen Oberfläche begrenzt wird. Jede der
Schneidscheiben ist mit einem vorangehend beschriebenen Zahn versehen. An der
Schnittstelle, bzw. im Schneidspalt bewirken die beiden Zähne eine Zerkleinerung des
eingeführten Materials. Die Reinigungselemente wirken für die Schneidscheiben als
Lagerelemente, für den Fall, daß die Schneidscheiben an der Schnittstelle durch die zwischen
ihnen hindurchgehenden Materialien auseinandergedrückt werden, wodurch, wie Eingangs
dargelegt, bei dem Scherenprinzip die Wirkungsweise und die Funktionssicherheit nachteilig
beeinträchtigt werden könnten. Eine ähnlich geformte Schneidscheibe ist aus der deutschen
Offenlegungsschrift 20 51 756 bekannt, bei der eine sich etwa radial erstreckende Kante eines
Schneidzahns im Bereich einer Ausbuchtung des Schneidmessers geschliffen ist, um einen
effektiven und sauberen Schnitt zu erreichen. Auch hier gilt das bereits bezogen auf die
Nachteile des Scherenschnitts gesagte in analoger Weise.
Aus der europäischen Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 0527507 ist es zwar
bereits bekannt, mit Hilfe einer sich in Längsrichtung der Trägerwelle erstreckenden, äußeren
Schneidkante eines Zahnes Material zu zerkleinern bzw. abzuhobeln, jedoch wirkt diese
Schneidkante, bzw. Schneide mit einer stationären Platte zusammen, über die das zu
schneidende Material in den Schneidspalt eingezogen wird, was zum einen geräuschvoll ist
und zum anderen wird durch das einseitige Einwirken des Schneidmessers auf den
Materialeinzug kein gleichmäßiger Zugeffekt erreicht.
Letztlich zeigt das deutsche Gebrauchsmuster DE 93 19 071 U1 ein Schneidwerk für einen
Gartenhächsler mit Messerwalzen, bei dem die zwei gegenläufig rotierenden Messerwalzen
gleichmäßig am Umfang mit Schneidzähnen versehen sind und bei denen die Außenkante der
Zähne als Schneide ausgebildete ist und jeweils im Schneidspalt mit einer Flanke des
gegenüberliegenden Zahnes der auf der gegenüberliegenden Welle angeordneten Schneidwalze
zusammenwirkt. Unterhalb der Schneidscheiben ist ein Keil angeordnet, dessen Flanke, bzw.
Spitze mit den Schneiden bzw. Schneidkanten beim Vorbeistreichen derselben eine
Materialtrennung bewirkt. Insbesondere im Hinblick auf die Einstellung bzw. Justage der am
Schnitt bzw. Trennung beteiligten Elemente ist dieses bekannte Schneidwerk aufwendig und
diffizil zu handhaben.
Ausgehend von einem Zerkleinerungswerk der vorgenannten Art, bei dem auf zwei parallelen
Wellen verzahnte Schneidscheiben mit Schneiden am äußeren Zahnbereich vorgesehen sind, ist
es Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein neuartiges Zerkleinerungswerk der Eingangs
genannten Gattung dahingehend zu verbessern, daß ein ruhiger Lauf bei gleichmäßig
arbeitenden Elementen erreicht wird und das sowohl für die Zerkleinerung von harten als auch
von weichen Materialien geeignet ist.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß einer Schneide jeweils gegenüberliegend, die
Rotationshüllkurve der Schneiden tangierend eine gekrümmte, rotierende Gegenfläche
zumindest zeitweise zu liegen kommt, so daß jeweils beim Durchlauf der Schneiden durch den
Schneidspalt nach dem Messer-Amboß-Prinzip das zu zerkleinernde Material zwischen jedem
im Schneidspalt zusammenwirkenden Paar aus Schneide- und Gegenfläche getrennt wird.
Das der Erfindung zugrunde liegende übergeordnete Prinzip läßt sich auf verschiedene Weise
konstruktiv umsetzen. Beispielsweise können die Rotationshüllkurven der Schneiden und der
Gegenflächen gleich groß sein, d. h. es werden hinsichtlich ihres Durchmessers identisch große,
rotierende Teile verwendet. Es ist doch auch möglich und führt zu einer sehr vorteilhaften
Konstruktion, wenn Messerscheiben und ringförmig ausgebildete Gegenflächen
unterschiedlich groß ausgebildet werden. So kann beispielsweise jeweils bei einer versetzten
Anordnung der Schneidscheiben zwischen diesen jeweils ein als Amboß dienender Ring
eingesetzt werden, der mit der Schneide der Außenverzahnung auf der anderen Welle
zusammenwirkt. Dies führt zu einer kompakten Anordnung mit vielen Vorteilen. Eine
vorteilhafte Weiterbildung einer derartigen Konstruktion besteht darin, daß die verwendeten,
parallel zueinander angeordneten Wellen, auf denen abwechselnd Messerscheiben und als
Amboß dienende Gegenflächen angeordnet sind, in U-förmigen Teilen positioniert bzw.
gelagert werden, deren Schenkel sich teilweise überlappen können. Wenn vorzugsweise im
oberen Bereich der sich überlappenden Schenkel eine spielfreie Befestigung verwendet wird
und im unteren Bereich der einen U-förmigen Halterung ein geringes Spiel im gelösten
Zustand der Befestigung erlaubt wird, können Justage und Nachführvorgange in einfacher
Form vorgenommen werden, die beispielsweise infolge von Abnützungen der Schneiden
notwendig werden können.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung besteht darin, daß hierbei auch stationäre
Abstreifelemente eingesetzt werden können, die kammartig zwischen die Schneidscheiben
eingreifen und gegebenenfalls an den rotierenden Gegenflächen anstoßen. Hierdurch wird ein
Verstopfen des Schneidwerkes zum einen effektiv verhindert und zum anderen können die
jeweils radial verlaufenden Kanten der Abstreifelemente bzw. Abstreifstücke zusammen mit
den seitlichen Kanten der Zähne der Schneidmesser eine zusätzliche Schneid- oder
Quetschstelle zum Trennen der zu zerkleinernden Materialien bilden.
Weitere vorteilhafte und erfinderische Ausbildungen und Konstruktionsmöglichkeiten unter
Anwendung des der Erfindung übergeordneten neuartigen Prinzips ergeben sich aus den
Unteransprüchen und aus der Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen, in denen
zwei Ausführungsbeispiele beschrieben sind.
Im Nachfolgenden wird die Erfindung anhand dieser Zeichnungen im einzelnen beschrieben.
Diese zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht auf eine erste erfindungsgemaße Ausführungsform des neuartigen
Zerkleinerungswerkes,
Fig. 2 einen Schnitt durch die Vorrichtung gemäß Fig. 1 entlang der Linie II-II,
Fig. 3 einen Schnitt durch das Zerkleinerungswerk gemäß Fig. 2 entlang der Linie III-III,
Fig. 4 in vereinfachter Darstellung eine zweite Ausführungsvariante der Erfindung und
Fig. 5 einen Schnitt durch eine Konstruktion einer im Vergleich zu der Ausführung nach
Fig. 1 bis 3 abgewandelten Vorrichtung mit unterschiedlichen Wellendrehzahlen.
Zunächst wird unter Zuhilfenahme der Fig. 1 bis 3 in detaillierterer Form die Erfindung
anhand des ersten Ausführungsbeispieles betrieben, bei dem das Wirkungsprinzip der
Erfindung angewandt wird.
Das Schneidwerk 1 gemäß den Fig. 1 bis 3 umfaßt zwei parallel zueinander angeordnete
Zerkleinerungswalzen 2 und 3. Jede der Zerkleinerungswalzen 2, 3 besteht unter anderem aus
einer Welle 4 bzw. einer Welle 5, die, wie später noch im einzelnen beschrieben wird, in
besonderer Weise gelagert bzw. positioniert sind.
Auf der Welle 4 sind Messerscheiben 21 und auf der Welle 5 gleichartige bzw. gleiche
Messerscheiben 21 angeordnet und zwar jeweils im Abstand voneinander, der nur geringfügig
größer sein muß als die jeweils zwischen zwei benachbarten Messerscheiben 21 angeordneten,
vorzugsweise in Form von Ringen 7 ausgebildete, nicht zwingend gehärtete Gegenflächen 7.
Die Gegenflächen 6 sind vorzugsweise gekrümmt ausgebildet, d. h. sie weisen eine äußere
Kreiskontur auf, wodurch ein sicheres Zusammenarbeiten mit den Messerscheiben 21 bzw.
den Schneiden 31 gewährleistet ist.
Wie dargestellt, wirken somit in einem Schneidspalt 43, der sich durch gegenläufige Rotation
der Wellen 4, 5 in Richtung der dargestellten Pfeile ergibt, jeweils abwechselnd eine
Messerscheibe 21 bzw. Schneide 31 mit der gekrümmten Amboßfläche 6 eines Ringes 7
zusammen, so daß ein Schnitt nach dem Amboß-Messer-Prinzip erfolgen kann. Vorzugsweise
sind die Schneiden 31 der Messerscheiben 21 gehärtet, während, wie dargelegt, die
Gegenflächen 7 ungehärtet sein können.
Die Wellen 4 bzw. 5 sind mit ihren Enden jeweils in einem U-förmigen Halter 8 bzw. 9
angeordnet. Durch die Halter 8, 9 wird quasi ein Gestell für das Schneidwerk 1 gebildet, das in
geeigneter Weise an einem Gehäuse befestigt werden kann. Die aufeinanderzeigenden, nicht
näher bezeichneten Schenkel der U-förmigen Halter 8, 9 sind so miteinander befestigt, daß ein
geringfügiges Verschwenken des U-förmigen Halters 9 bezogen auf den U-förmigen Halter 8
möglich ist, um die Welle 4 bezogen auf die Welle 5 - oder umgekehrt - einstellen zu können,
was erforderlich sein kann, wenn sich die Schneiden 31 abnützen und somit nachgestellt
werden müssen. Dies wird später noch im einzelnen beschrieben. Die Erfindung ist jedoch
nicht auf die gezeigten U-förmigen Halter 8, 9 beschränkt, sondern konstruktive
Abwandlungen liegen im Rahmen des Schutzbereiches.
Die beiden U-förmigen Halter 8, 9 werden mittels entsprechend langer Verbindungsschrauben
14, 15 zusammengehalten. Gemäß Fig. 1 tragen die Wellen 4, 5 an ihren linken, über das
Gestell 8, 9 hinausragenden Enden eine miteinander kämmende Verzahnung, die
vorzugsweise aus zwei Stirnzahnrädern 10, 11 besteht. Dadurch ist es in einfacher Weise
möglich, über das verlängerte Wellenende 17 der Welle 5 einen Antrieb einzuleiten, der über
das Zahnrad 11 auch das Zahnrad 10 der Welle 4 synchron antreibt.
Das Wellenende 17 kann im einfachsten Fall manuell - beispielsweise mit einer Handkurbel -
oder direkt oder indirekt, d. h. über ein Getriebe, mit einem Elektromotor oder mit einem
Verbrennungsmotor, beispielsweise einem Benzin- oder einem Dieselmotor verbunden
werden.
Gemäß Fig. 1 greifen die Schrauben 14, 15 in eine Platte 16, die Teil eines Gehäuses sein
kann oder die mit einem beispielsweise auf Stützen stehendem Gehäuse in üblicher Form
verbindbar ist.
Die Messerscheiben 21 und die zwischen diesen vorzugsweise in Form von Ringen 7 zu
positionierenden, gekrümmten Amboßgegenflächen 7 können in einfacher Weise auf die
Wellen 4 bzw. 5 aufgeschoben und beispielsweise durch entsprechende Überwurfmuttern
fixiert werden. Durch Paßfedern 18 sind diese auf den Wellen 4, 5 in Umfangsrichtung fixiert.
Die Wellen 4, 5 können im Gestell 8, 9, jeweils mittels Kugellager oder in einfacher Weise
mittels jeweils einem Gleitlager 19, 20 in Form von Büchsen gelagert werden, die in der
Innenfläche einen Gleitfilm bzw. eine Gleitbeschichtung aufweisen können.
Um eine geringfügige Verschwenkung des U-förmigen Halters 8 bezogen auf den U-förmigen
Halter 9 zu ermöglichen, sind die Enden der U-förmigen Halter 8, 9 mittels auf gleicher Höhe
liegender Schrauben 22 mit unterschiedlichen Schaftdurchmessern, also gestuften Schäften 24,
25 verbunden, wobei der größere, also dickere Schaftsabschnitt 24 spielfrei in dem
U-förmigen Halter 8 angeordnet ist und der Schaftabschnitt 25 mit dem reduzierten
Durchmesser in dem U-förmigen Halter 9, so daß in letzterem jeweils ein Spiel 26 vorhanden
ist. Die in Fig. 3 oberen beiden Schrauben 23 sind mit ihrem Schaft spielfrei in
entsprechenden Bohrungen der U-förmigen Halter 8, 9 positioniert. Nach Lösen der Mutter 33
bzw. 34 kann somit der U-förmige Halter 9 im Rahmen des Spieles 26 um den Bolzen der
Schraube 23 leicht verschwenkt werden, so daß sich die Welle 5 auf die Welle 4 zubewegen
oder von dieser wegbewegen kann, um eine entsprechende Einstellung der Schneiden 31 der
Messerscheiben 21 bezogen auf die als Amboß dienenden Gegenflächen 6 der Ringe 7 zu
erreichen.
Zur axialen Fixierung der Messerscheiben 21 und Ringe 6 können entsprechende
Fixierelemente 27 auf den Wellen 4, 5 aufgesetzt werden.
Die Zuführung des zu zerkleinernden Materials erfolgt über einen Einfülltrichter, der in
üblicher Weise oberhalb der Zerkleinerungswalzen 2, 3 angeordnet sein kann, wie in Fig. 2
bei 28 angedeutet ist.
Eine weitere, für sich gesehen erfinderische Ausbildung unter Anwendung des der Erfindung
zugrunde liegenden übergeordneten Prinzips, die auch in Verbindung mit anderen
Schneidsystemen einsetzbar ist, besteht darin, daß parallel zu den Wellen 4, 5 Halterungen 32,
z. B. Wellen, vorgesehen sind, an denen stationäre Abstreifelemente bzw. Abstreifstücke 29, 30
angeordnet sind, die voneinander beabstandet, kammartig zwischen die Messerscheiben 21
eingreifen und an den Ringen 7 bzw. an den Gegenflächen 6 enden können.
Dadurch wird in vorteilhafter Weise ein Verstopfen des Schneidwerkes 1 vermieden, zum
anderen entsteht sich eine zusätzliche Trennstelle jeweils beidseitig der sich bezogen auf die
Wellen 4, 5 radial erstreckenden Kanten 44 der Abstreifstücke 29, 30 in Verbindung mit den
benachbarten, sich ebenfalls radial erstreckenden Kanten 45 der Messerscheiben 21. Somit
ergibt sich eine zusätzliche Trennmöglichkeit des zu zerkleinernden Materials, und zwar in
einer Richtung, die um 90 Grad versetzt ist, bezogen auf die durch die Schneiden 31 und
Gegenflächen 6 gebildeten Trennstellen.
Somit kann bei dieser äußerst vorteilhaften, erfindungsgemäßen Ausführung das zu trennende
Material in der einen Richtung auf eine Größe zerschnitten werden, die durch den Abstand
benachbarter Messerscheiben 21 definiert ist und in der anderen - etwa 90 Grad bezogen auf
die erste Schneidrichtung - auf eine Größe, die durch den Abstand zweier benachbarter Zähne
bzw. Schneiden 31 auf jeder Messerschneide 21 definiert ist.
In Fig. 4 ist vereinfacht eine zweite Ausführungsform der Erfindung dargestellt, bei der die
verwendeten rotierenden und ebenfalls auf parallelen Wellen angeordneten Elemente gleich
groß sind, d. h. sie weisen gleiche Rotationshüllkurven auf.
Fig. 5 zeigt eine Vorrichtung, die nach dem gleichen Wirkungsprinzip arbeitet, mit der jedoch
ohne Relativbewegung das Messer-Amboß-Prinzip in äußerst vorteilhafter Weise angewandt
wird. Hier erfolgt lediglich ein Eindrücken des Schneidzahnes in das Material, wobei durch
unterschiedliche Geschwindigkeiten, ein Rausstreifen der geschnittenen Stücke begünstigt
bzw. bewirkt wird.
In Fig. 5 wurden nur die wesentlichen Teile mit den in den Fig. 1 bis 3 verwendeten
Bezugszeichen versehen, wobei zwecks Unterscheidung jeweils ein Apostroph verwendet
wurde.
Fig. 5 zeigt, daß somit vorzugsweise die Wellen 4′, 5′ mit unterschiedlicher Geschwindigkeit
dadurch betrieben werden, daß Zahnräder 10′, 11′ mit unterschiedlichem Durchmesser bzw.
Zähnezahl verwendet werden und zwar mit einem Geschwindigkeitsverhältnis der Wellen 4′, 5′
von 1 : 1,5 bei einem Zahnverhältnis von 72 zu 48 Zähnen bei 30 : 40 Umdrehungen/Minute.
Dadurch ist die Relativbewegung zwischen Schneiden 31′ und Gegenflächen 7′ "Null", da die
sich langsam drehende Welle 4′ Schneiden 31′ trägt, die die gleiche Umfangsgeschwindigkeit
aufweisen wie die sich schneller drehenden Gegenflächen 7′ mit jedoch kleinerem
Durchmesser. Vorzugsweise werden hier als Lager Kugellager 19′ bzw. 20′ für die Wellen 4′
und 5′ verwendet.
In Abwandlung zu Fig. 1 bis 3 können die Abstreifstücke zwischen den Messerscheiben (21′)
auf Rohren drehbar positioniert sein, so daß sie federnd an den Gegenflächen 7′ anliegen
können, was Verstopfen verhindern und die "Selbstreinigung" begünstigen kann.
Im Antriebszug können Planetengetriebe oder Stufengetriebe oder umschaltbare Motoren
verwendet werden, um die für geräuscharme Arbeitsweise erforderlichen, niedrigen
Drehzahlen zu erreichen,
Das in Fig. 4 gezeigte Schneidwerk 35 umfaßt auf zwei parallelen Wellen (nicht gezeigt) angeordnete, voneinander vorzugsweise beabstandete Schneidwalzen 36, 37 au?, die an ihrem Umfang verzahnt sind. In erfindungsgemäßer Weise auf einer Walze bildet jeweils die Spitze der Verzahnung eine in Richtung der Wellen verlaufende Schneide 39, während die Spitze der Gegenwalze 31 vorzugsweise gekrümmt ist und die Amboß-Gegenfläche 40 bildet, die, im Gegensatz zu der Schneide 39, wiederum nicht gehärtet sein muß.
Das in Fig. 4 gezeigte Schneidwerk 35 umfaßt auf zwei parallelen Wellen (nicht gezeigt) angeordnete, voneinander vorzugsweise beabstandete Schneidwalzen 36, 37 au?, die an ihrem Umfang verzahnt sind. In erfindungsgemäßer Weise auf einer Walze bildet jeweils die Spitze der Verzahnung eine in Richtung der Wellen verlaufende Schneide 39, während die Spitze der Gegenwalze 31 vorzugsweise gekrümmt ist und die Amboß-Gegenfläche 40 bildet, die, im Gegensatz zu der Schneide 39, wiederum nicht gehärtet sein muß.
Auch durch die Anwendung des in Fig. 4 dargestellten Prinzips kann mit Erfolg die
Erfindung realisiert werden, da am Schneidspalt 43 bei einer Rotation der Schneidwalzen 36,
37 ein Zertrennen des zu zerkleinernden Materials erfolgt, und zwar ebenfalls gemäß der
Erfindung unter Verwendung des Amboß-Messerschneidprinzips.
Die vorangehend beschriebenen Ausführungsformen zeigen die Variationsbreite des der
Erfindung zu Grunde liegenden Prinzips auf. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese
Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern kann in vielfältiger Abwandlung konstruktiv
umgesetzt werden.
Wie die vorausgegangene Beschreibung erkennen läßt, ergibt sich durch das erfindungsgemäß
eingesetzte Messe-Amboß-Schneidprinzip kein Zwängen. Bei gleichem Durchmesser der
Zerkleinerungswalzen entsteht lediglich ein linienförmiges Eindrücken bzw. Anpressen der
Schneiden in die Gegenfläche, wie in Fig. 1 bei der Schnittstelle 43 erkennbar ist. Auch bei
weichem Material ergibt sich, verglichen mit den bekannten Vorrichtungen ein gleichmäßiger
Einzug, und zwar auch bei größeren zu schneidenden Teilen, wobei die Einzugskräfte
gleichmäßig von beiden Seiten auf das einzuziehende Material wirken können.
Ein weiterer Vorteil besteht in der geringen Reibung beim Einzug und z. T. auch beim Trennen
im Vergleich zu der Verwendung von stationären Gegendruckplatten. Die Verzahnung kann
kleiner gewählt werden, es können also mehr Zähne eingesetzt werden, und dennoch ergibt
sich ein guter und gleichmäßiger Einzug. Der Spannraum ist doppelt so groß, so daß keine
Verstopfung zu befürchten ist, wozu auch in besonderer Weise die stationären Abstreifstücke
beitragen.
Durch die freistehenden Zahnspitzen der Zerkleinerungswalzen entsteht ein aggressiver und
gleichmäßiger Einzug, so daß sich eine ruhige und schonende Arbeitsweise des Werkes ergibt.
Durch die Kontinuität der Verzahnung entstehen keine Vibrationen und Stöße.
Letztlich kann eine geringere Zahntiefe verwendet werden, wodurch sich eine Reduzierung
der Antriebskraft ergibt, und dennoch können zuverlässig unterschiedliche Materialien,
beispielsweise dickere Äste geschnitten werden, da nicht lediglich ein Abquetschen sondern
auch ein Fräßeffekt erreichbar ist. Größere zu zerkleinernde Stücke bzw. Materialien werden
nicht nur quer sondern auch längs geschnitten bzw. zerkleinert, und durch die verwendeten
stationären Abstreifstücke ergibt sich eine effektive Reinigung bzw. ein Sauberhalten der
Zahnlücken, so daß sich kein Aufbau aus zerkleinerten Stücken bzw. Materialteilen einstellen
kann.
Claims (20)
1. Zerkleinerungswerk (1, 35), insbesondere für Hächsler zum Zerkleinern von Garten- und/
oder holzigem Abfallmaterial, das mindestens zwei antreibbare, parallel zueinander
angeordnete und gegenläufig rotierende Wellen (4, 5) aufweist, die an ihren Enden jeweils in
einem Gestell (8, 9) gelagert (19, 20) sind und auf denen jeweils nebeneinander die
Zerstückelung des zu zerkleinernden Materials bewirkende, scheibenförmige Elemente (7, 21;
36, 37) angeordnet sind, jeweils kammartig positioniert, wobei die auf jeder Welle (4, 5)
voneinander beabstandeten, als Messerscheiben (21, 36) dienenden Elemente in Längsrichtung
der Welle (4, 5) verlaufende, über den Umfang verteilte, zahnförmige Schneiden (31, 39)
aufweisen,
dadurch gekennzeichnet, daß
jeweils aus einer Schneide (31, 39) die Rotationshüllkurve (38) der Schneiden (31, 39)
tangierend eine gekrümmte, rotierende Gegenfläche (7, 40) zumindest zeitweise zu liegen
kommt, so daß jeweils beim Durchlauf der Schneiden (31, 39) durch den Schneidspalt (43)
nach dem Messer-Amboßprinzip das zu zerkleinernde Material zwischen jedem im
Schneidspalt (43) zusammenwirkenden Paar aus Schneide- (31, 39) und Gegenfläche (7, 40)
getrennt wird.
2. Zerkleinerungswerk (1) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
die auf einer der Wellen, (z. B. 4) kammartig angeordneten Messerscheiben (21) bezogen auf
die auf der anderen Welle (5) kammartig angeordneten Messerscheiben (21) in Richtung der
Längsachse der Wellen (4, 5) versetzt sind, und daß mit dem gleichen Versatz die zwischen
den Messerscheiben (21) positionierten Gegenflächen (7) in Form von Ringen auf den Wellen
(4, 5) jeweils zwischen den Messerscheiben (21) angeordnet sind, wobei der Durchmesser der
Messerscheiben (21) größer als der Durchmesser der als Ringe ausgebildeten Gegenflächen (7)
ist, so daß die Schneiden (31) der Messerscheiben (21) kammartig jeweils zwischen die
gegenüberliegenden Messerscheiben (21) eingreifen.
3. Zerkleinerungswerk (1) nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß jeweils parallel zu einer jeden Welle (4, 5) in dem Gestell (8, 9)
gelagerte Träger (32) positioniert sind, auf denen im Abstand voneinander ortsfeste
Abstreifstücke (29, 30) positioniert sind, die kammartig zwischen zwei benachbarte
Schneidscheiben (21) eingreifen.
4. Zerkleinerungswerk (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die vorzugsweise an
drehbaren Rohren befestigten Abstreifstücke (29, 30) in Umfangsrichtung federnd positioniert
sind.
5. Zerkleinerungswerk (1) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die Abstreifstücke (29, 30) sich radial erstreckende Kanten (44) aufweisen, die zusammen mit
benachbarten Radialkanten (4, 5) der Messerscheiben (21) das zu zerkleinernde Material bei
einer Rotation der Messerscheiben (21) zerschneiden oder zerquetschen.
6. Zerkleinerungswerk (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Wellen (4, 5) jeweils mit ihren Enden über die Lager (19, 20) in einem
U-förmigen Halter (8, 9) positioniert sind, wobei die U-förmigen Halter (8, 9) sich mit den
Enden ihrer Schenkel überlappen und mittels jeweils ihre Basisabschnitte durchsetzenden
Schrauben (14, 15) miteinander verbunden sind, wobei im Überlappungsbereich der Schenkel
diese jeweils mittels Schrauben (21, 22) verbunden sind.
7. Zerkleinerungswerk (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß zwei auf gleicher Höhe liegende Schrauben (24, 26) mit abgestuften
Schaften vorgesehen sind, wobei jeweils der größere Schaftdurchmesser (24) spielfrei in einem
der U- förmigen Halter (8) positioniert ist und der abgesetzte, kleinere Schaftabschnitt (25)
jeweils mit einem Spiel (26) in dem anderen U-förmigen Halter (9) positioniert ist, so daß die
U-förmigen Halter (8, 9) um die auf einer anderen Ebene oder Höhe liegenden Schrauben
(24, 26) um deren Schaft (23) geringfügig verschwenkbar sind.
8. Zerkleinerungswerk (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß eine der Wellen (z. B. 5) eine über die U-förmigen Halter (8, 9)
hinausragendes Wellenende (17) aufweist, das durch eine manuell betätigbare Kurbel oder
einen Elektromotor oder durch eine Brennkraftmaschine antreibbar ist, wobei die andere Welle
(4) durch auf den Wellen (4, 5) angeordnete, kämmende Zahnräder (10, 11) synchron
antreibbar ist.
9. Zerkleinerungswerk (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß einer der U-förmigen Halter (8) an einem stationär positionierbaren Teil
(16) fixiert ist und der andere U-förmige Halter (9) um einen Drehpunkt im Rahmen des
Zahnspiels der kämmenden Stirnverzahnung (10, 11) verschwenkbar ist, so daß ein Nachstellen
der Schneiden (31) bezogen auf die Gegenflächen ermöglicht wird.
10. Zerkleinerungswerk (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Wellen (4, 5) über Gleitlager (19, 20) in Form von Lagerringen mit
einer Innen-Gleitbeschichtung in den U-förmigen Haltern (8, 9) positioniert sind.
11. Zerkleinerungswerk (1 )nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß die Wellen (4, 5) mittels Kugellager in Haltern (z. B. 8, 9) positioniert sind.
12. Zerkleinerungswerk (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß auf den Wellen (4, 5) abwechselnd gehärtete Schneiden (31) und Ringe
(7) mit nicht gehärteten Gegenflächen (6) auf den Wellen (4, 5) aufgeschoben werden und
mittels Paßfedern (18) gegen Verdrehung gesichert sind.
13. Zerkleinerungswerk (35) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Rotationshüllkurve (38) der Messerscheiben (36) den gleichen Durchmesser aufweist, wie die
Rotationshüllkurve (38) der die Gegenfläche (40) tragenden Amboßscheibe, wobei die
Messerscheibe (36) und die Amboßscheibe (37) als einzelne sich in Achsrichtung erstreckende
Walzen ausgebildet sind.
14. Zerkleinerungswerk (35) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die
Amboßscheibe (37) am Umfang vorgesehene, voneinander beabstandete, als Gegenflächen
(40) dienende nicht-gehärtete Erhebungen (40) aufweist, die jeweils im Schneidspalt (43) mit
einer Schneide (39) zusammenwirken, so daß nach dem Messer-Amboßprinzip das sich
zwischen den Teilen (39, 40) befindliche Material getrennt wird.
15. Zerkleinerungswerk (1) nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, daß die Wellen (4, 5) mit unterschiedlicher Geschwindigkeit rotieren.
16. Zerkleinerungswerk (1) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer Welle
(Fig. 5, 4′) ein Zahnrad (10′) angeordnet ist, das eine größere Zähnezahl aufweist, als die die
Zähnezahl des Zahnrades (11′) auf der anderen Welle (5′), wobei eine Übersetzung von 1 : 1,5
vorzugsweise festgelegt ist.
17. Zerkleinerungswerk (1) nach den Ansprüchen 15 und 16, dadurch gekennzeichnet, daß die
Drehzahl der Wellen (4′, 5′) pro Minute 30 und 40 und die Zähnezahlen 72 und 48 betragen.
18. Zerkleinerungswerk (1) nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche 15 bis
17, dadurch gekennzeichnet, daß keine Relativbewegung zwischen den Schneiden (31) und
den jeweils mit diesen zusammenwirkenden Gegenflächen (7) auftritt.
19. Zerkleinerungswerk (1, 35) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Antriebsräder (10, 11; 10′, 11′) über ein Planetengetriebe angetrieben
werden.
20. Zerkleinerungswerk (1, 35) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß ein Stufengetriebe oder ein umschaltbarer Motor die Antriebsräder
(10, 11; 10′, 11′) antreibt.
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