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Die vorliegende Erfindung betrifft
eine Maschine für
das Umsetzen von Komposthaufen während
des Prozesses der bakteriellen Fermentation, um die Belüftung zu
verbessern und den Fermentationsprozess zu beschleunigen.
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Die Herstellung von Kompost aus organischen
Materialien, die sowohl Nahrungsreste als auch landwirtschaftliche
Abfallprodukte, wie Gestrüpp
und allgemein Laub, aufweisen, sind seit einiger Zeit bekannt und
basiert bekanntlich auf der natürlichen
Fermentation mit Mikroorganismen oder Bakterien, die die organischen
Materialien in Dünger umwandeln,
der für
landwirtschaftliche Zwecke geeignet ist, insbesondere zum Düngen von
Blumen oder anderen Pflanzen.
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Bei einigen Arbeitsprozessen wird
Kompost im allgemeinen in Haufen im Freien angehäuft, deren Höhe von etwa
ein bis zwei Meter und deren Breite von zwei bis vier Meter variieren
und deren Länge über 50 Meter
sein kann. Diese Lagerungssysteme haben den Nachteil, dass sie viele
Freiräume
für das notwendige
Umsetzen während
der Bildung und der Reifung des Kompostes benötigen. Um den Kompost umzusetzen
und für
die benötigte
Reaktion sind Maschinen mit einer Brücke mit einer derartigen Breite und
Höhe vorgesehen,
dass diese den Haufen überragt
und über
seine volle Länge
wandert, wobei ein Rotor zum Umsetzen des Komposthaufens vorgesehen
ist. Das Umsetzen besteht darin, den Kompost aufzuheben und im Wesentlichen
am gleichen Platz wieder fallen zu lassen, und zwar mit der gleichen Verteilung.
Die Reaktion tritt daher nur während
des Hebens und Fallenlassens des Materials auf.
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BE-A-1 010 130 offenbart eine Maschine
zur Belüftung
von Erde, die aus einer Hohlstruktur besteht, die auf Rädern angeordnet
ist und benachbarte und nicht vertikal angeordnete Schneid- und
Hubrotoren für
biologische Reinigungszwecke trägt,
wobei die Erde in einem langen Haufen behandelt und hinter der Maschine
wieder abgelegt wird.
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Nach einem anderen System zum Umsetzen der
Komposthaufen und wie im italienischen Patent 01292968 im Namen
des gleichen Anmelders, ist eine Maschine mit einem Rotor versehen,
der der gesamten Breite des Haufens gegenüberliegt und diesen Haufen
derart abträgt,
dass das Material durch Rotoren mit Schnecken mitgenommen wird,
die gegen die Mitte konvergieren und das bewegte Material in einem
mittleren Förderband
relativ zur Längsachse vom
vorderen Bereich zum hinteren Bereich der Maschine bringen, um so
den Haufen wieder herzustellen. Diese Art des Umsetzens ist effizienter,
da das Material während
einer längeren
Zeit in Luftkontakt verbleibt, sodass die Sauerstoffanreicherung
verbessert wird.
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Da diese Komposthaufen während der
Fermentation üblen
Geruch entwickeln, wurde kürzlich vorgeschlagen,
die Herstellung von Kompost im geschlossenen Schuppen durchzuführen und
so die schädlichen
Umweltwirkungen zu vermeiden. Aus diesem Grund hat man versucht,
vorerst den Raum zu optimieren, indem man den Komposthaufen bis
zu einer Höhe
von drei Metern erhöht
und im Allgemeinen parallelepipedische Haufen mit einer Breite von etwa
20 bis 30 Meter und einer Länge
bis zu 100 Meter hergestellt hat.
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Das notwendige Umsetzen eines Haufens wird
in diesem Fall von Maschinen durchgeführt, die vertikal angeordnete
Mahltrommeln haben und den Haufen über seine gesamte Länge in aufeinander
folgenden Schritten abtragen, um das Material durch diese Mahltrommeln
abzuziehen und durch ein Förderband
zu dem gegenüberliegenden
Arbeitsteil der Mahltrommeln zu bringen.
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Die Maschinen dieser Art können nur
eine drehbare Schraube oder Schneideinrichtung oder zwei gegenläufige Zylinder
haben, die das Material aus dem Silo zum mittleren Teil der Zylinder
fördert, wo
ein Förderband
quer zur Fortschreitrichtung der Maschine angeordnet ist. Diese
Maschinen werden im Allgemeinen geschleppt.
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Da diese Art von Maschinen einen
seitlichen Vorgang durchführen,
ist man, wenn die Arbeitsmaschine die gesamte Länge des Haufens von z.B. 100 Meter
bearbeitet hat, gezwungen, die Maschine in einer Rückwärtsbewegung
zurückzubringen,
ohne auf den Haufen einzuwirken, um die Maschine auf die gleiche
Seite zu bringen und wiederum einen weiteren Durchgang an dem Haufen
jeweils auf der gleichen Seite zu beginnen.
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Dies ist ein ziemlich gravierender
Nachteil, da die Aktivität
der Maschine auf eine Zeit begrenzt ist, die im Wesentlichen als
die Hälfte
der möglichen Arbeitszeit
betrachtet werden kann, in dem Sinne, dass die Arbeitszeit im Wesentlichen
gleich der Rückstellzeit
zur Durchführung
eines zweiten Durchganges an dem Haufen ist.
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In der Tat haben diese Arten von
Maschinen eine ziemlich geringe Weiterbewegungszeit in der Größenordnung
von zwei bis drei km/h, und man kann verstehen, dass die für die Länge des
Haufens benötigte
Bearbeitungszeit ohne Umsetzungsvorgang eine ziemlich lange Zeit
ist, die die stündlichen Kosten
der Haufenumsetzvorgänge
beträchtlich
erhöht.
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Die Hauptaufgabe der vorliegenden
Erfindung ist die Beseitigung der oben erwähnten Nachteile.
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Tatsächlich ist Gegenstand die Schaffung
einer Maschine zum Umsetzen großer
Komposthaufen, z.B. mit drei Meter Höhe, 20 bis 30 Meter Breite und
mehr als 50 Meter Länge,
die sowohl im Vorwärts-
als auch im Rückwärtsgang
arbeiten kann, ohne dass Leerlaufrückfuhrzyklen benötigt werden.
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Gegenstand ist im Wesentlichen die
Schaffung einer Maschine, die leicht in beiden Bewegungsrichtungen
arbeiten kann, um so die Rückstell-Tot-Zeiten
zu beseitigen.
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Ein weiterer Gegenstand ist auch
die Schaffung einer Maschine, die verlässlich, ökonomisch und einfach in ihren
Vorrichtungen ist, um so die Wartungseingriffe auf das minimal Notwendigste
zu beschränken.
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Alle erwähnten Aufgaben und andere,
die später
besser verständlich
sind, werden durch eine Maschine zum Umsetzen von Komposthaufen
erreicht, um den Prozess zur bakteriellen Fermentation zu verbessern,
die einen Tragrahmen, der auf dem Antrieb dieser Maschine ruht,
Haufenentnahmevorrichtungen, Greifeinrichtungen für das entnommene Material,
Einrichtungen zum Bewegen dieses Materials in eine Zone nahe dem
Haufen und Einrichtungen zum Bewegen der Maschine aufweist, wobei
gemäss dem
Wortlaut des Hauptanspruches diese Maschine dadurch gekennzeichnet
ist, dass die Entnahmevorrichtungen aus einer Gruppe linker Werkzeuge
und einer Gruppe rechter Werkzeuge bestehen, die entgegengesetzt
drehen, mit den Haufen abtragenden Mitteln, die entlang im Wesentlichen
vertikaler Achsen auf gegenüberliegenden
Seiten relativ zur Längsachse
der Maschine entsprechend der Fortschreitrichtung vorgesehen sind,
dass die Greifeinrichtungen aus einem linken und einem rechten Förderband
bestehen, die jeweils hinter jeder Gruppe von Werkzeugen angeordnet
sind, dass die Bewegungseinrichtungen aus einem dritten Förderband bestehen,
das quer relativ zur Längsachse
der Maschine vorgesehen ist und das entnommene Material vom linken
oder rechten Förderband
erhält
und so das entnommene Material in einer Zone nahe der Maschine parallel
zur Entnahmezone und gegenüber relativ
zur Längsachse
der Maschine abgelegt wird.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung ist jede Werkzeuggruppe auf einer Spirale um die Außenfläche eines
Drehzylinders angeordnet, um so eine Schraube zu bilden, wo auf
dem spiralförmigen
Umfang in im Wesentlichen regelmäßigen Abständen Klingen
angeordnet sind, die den Komposthaufen abtragen und seine Entnahme
bewirken.
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Gemäss der Erfindung gestattet
in vorteilhafter Weise das Vorhandensein zweier Paare sich entgegengesetzt
drehender Schrauben, einem linken Paar und einem rechten Paar das
Abtragen des Kompostmaterials über
die Haufenlänge,
sowohl bei Vorwärts-
als auch bei Rückwärtsbewegung,
um so die Arbeitstotzeit auf den Schritt zur Umkehr der Bewegung
und zur Lageanordnung der Maschine in entgegengesetzte Bewegungsrichtung
zu beschränken.
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Das Vorhandensein des Querförderbandes zum
Sammeln des entnommenen Materials von einem der beiden Förderbänder und
Abgabe dieses Materials einmal auf der linken Seite und dann auf der
rechten Seite relativ zur Maschinenachse gestattet die kontinuierliche
Nebeneinanderlagerung der bewegten Haufen und die Bildung eines
Komposthaufens im Allgemeinen nahe und nahezu intakt relativ zu
dem ursprünglichen.
Ein weiteres Umsetzen nach dem ersten gestattet die Wiederablage
des Kompostmaterials in der gleichen Lage, in der das Umsetzen begonnen
worden ist.
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Weitere Eigenschaften und Merkmale
der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten
Ausführungsform
der Erfindung besser verständlich,
die als Illustration, jedoch nicht als beschränkendes Beispiel angege ben
ist und in den angeschlossenen Blättern der Zeichnungen wiedergegeben
ist, wobei:
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1 eine
isometrische Allgemeinansicht der Maschine gemäss der Erfindung ist,
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2 Einzelheiten
eines Schraubenpaares zur Entnahme des Haufens zeigt,
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2a ein
konstruktives Detail einer der Schrauben ist,
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3 eine
isometrische Ansicht der erfindungsgemäßen Maschine während des
Umsetzens des Komposthaufens ist,
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4 und 5 unterschiedliche Arbeitsschritte der
Maschine zum Umsetzen des Komposts zeigen,
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6, 7 und 8 die Ausgangsanordnung des Komposthaufens,
die Anordnung des Komposthaufens nach dem ersten Umsetzvorgang der
Maschine und die Anordnung des Komposthaufens nach einem zweiten
Umsetzen des Haufens zeigen.
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Mit Bezug auf die oben erwähnten Figuren kann
man ersehen, dass die Kompostumsetzmaschine, die allgemein mit dem
Bezugszeichen 10 bezeichnet ist, einen Tragrahmen hat,
der allgemein mit dem Bezugszeichen 1 versehen ist, auf
dem der endotherme Motor 2 und der Steuerplatz 3 angeordnet sind.
Ein vorderer Rahmen mit dem Bezugszeichen 4 wird ebenfalls
vom Rahmen 1 gehalten und kann zwei Schraubenpaare, ein
linkes Paar 5 und ein rechtes Paar 6, relativ
zur Maschinenlängsachse
in Übereinstimmung
mit der Fortschreitrichtung tragen. Die beiden Förderbänder 8 und 9 sind
jeweils die Greifeinrichtungen für
das entnommene Material von jedem Schraubenpaar 5 bzw. 6.
Ein Querförderband 11 ist
quer zu den beiden anderen Bändern 8 und 9 vorgesehen
und empfängt
das von jedem der beiden Bänder 8 und 9 abgegebene
Material, um so das entnommene Material zu einem Haufen zu bringen,
in einem Abstand zumindest entsprechend der Breite der Maschine
relativ zur Zone, wo das Material ergriffen worden ist.
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Die Maschine wird über zwei
Raupen 12 und 13 bewegt.
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Der endothermische Motor 2 ist
zusätzlich zur
Bewegung der Maschine 10 mit einem hydraulischen Steuergehäuse verbunden,
das in den Zeichnungen nicht dargestellt ist und das unter Druck
stehendes Öl
an alle hydraulischen Motoren auf der Arbeitsmaschine liefert, die
nachfolgend beschrieben wird.
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Wie auch in 4 dargestellt, liegt das Hauptkennzeichen
der Maschine tatsächlich
darin, dass man das rechte und das linke Schraubenpaar abwechselnd
betätigen
kann, je nach Bewegungsrichtung relativ zum Haufen 20.
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Tatsächlich zeigt 4, dass der Haufen 20 von links
durch ein Paar rechte Schrauben 6 abgetragen wird. Wenn
das Paar gegenläufiger
Schrauben den Abschnitt A des Haufens 20 abträgt, trägt das Förderband 9 hinter
dem Schraubenpaar 6 das entnommene Material, um es auf
das Querförderband 11 abzugeben,
das einen neuen Haufen A' auf
der linken Seite der in 4 gezeigten
Maschine erzeugt.
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Unter Bezugnahme auf die 4 und 5 und wenn D die Tiefe der Maschine 10 zeigt,
kann man den Haufen A' sehen,
der durch den Entfernungsvorgang des Abschnittes A des Haufens 20 gebildet
worden ist. Ein derartiger Haufen A' beginnt in einer um den Abstand D zurückgezogenen
Lage hinsichtlich der Dimension X, die die Bezugsebenendimension des
Komposthaufenstarts ist, wobei der Abstand D gleich der Maschinentiefe
ist. In Hinblick auf 5 wird
der gesamte Haufen A' um
den gleichen Abstand D hinsichtlich der Abmessung Y zurückgezogen,
der die maximale Längserstreckung
darstellt, in der Ansicht von oben.
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Wieder unter Bezugnahme auf die 4 und 5 kann man erkennen, dass das Schraubenpaar 6 den
Abschnitt A des Haufens 20 abträgt, in dem es in Richtung des
Pfeils gemäss 4 fortschreitet, und wenn
der Haufen A über
seine gesamte Länge
bearbeitet ist, die Maschine wie in 5 gezeigt,
positioniert wird und das Schraubenpaar 5 den Haufen bewegt,
wohingegen das Paar 6 außer Betrieb verbleibt. In diesem
Fall kann man erkennen, dass das dritte Förderband 11, das nun
vom Förderband 8 gefüllt wird,
seine Fortschreitrichtung ändert,
um so das entnommene Material zur gegenüberliegenden Seite zu fördern, um
den Haufen B', wie
in 6 gezeigt, zu bilden.
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Wenn die Maschine umkehrt, um den
Abschnitt B des Haufens 20 anzugreifen, wie dies in 5 gezeigt ist, so ist der
nun gebildete Abschnitt B' von
der Referenzlinie Y um den Abstand D entfernt, der gleich ist der
Maschinengröße, jedoch
auf der gegenüberliegenden
Seite der Linie Y, sodass die beiden Haufen A' und B' tatsächlich um eine Längendimension
2D verschoben sind.
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Zusammenfassend geschieht, was in
den 6 und 7 gezeigt ist. Mit anderen
Worten nach dem ersten Umsetzen nimmt der Haufen aus 6, der als die Summe der
Haufen A, B, C, D, E angesehen wird, das Aussehen von 7 an, wo der Haufen A nach
A' verschoben ist;
Haufen B ist nach B' verschoben
usw. bis zum Haufen E, der nach E' bewegt ist.
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Die allgemeine perfekte, parallelepipedische Ausbildung
entsprechend 6 wird
durch ein weiteres Umsetzen wiedergewonnen, das durch die erfindungsgemäße Maschine
durchgeführt
wird, die den zuletzt bewegten Haufen abträgt, d.h. den Haufen E', um ihn so in die
Lage E" zurückzubringen,
wie in 6 und 7 gezeigt, sodass, wenn alle
Haufen A", B", C", D", E" von ihrer Position
in 7 bewegt wurden,
der Haufen wiederum gemäss
der Ausgangslage der 5 angeordnet
ist.
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Es wird als wichtig erachtet, diesen
Betriebsaspekt des Umsetzvorganges herauszustreichen, der mit Hilfe
der Maschine ausgeführt
werden kann, da die Haufen dieser Art auf geschlossenen Bereichen,
wie bereits erwähnt,
vorgesehen sind. Es ist daher klar, dass es wichtig ist, in der
Lage zu sein, auf derartige Weise den Haufen umzusetzen, dass er wenigstens
nach einem ersten und nach einem zweiten Umsetzschritt in die Ausgangslage
zurückgebracht
wird.
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In Bezug auf die Struktur der Schrauben,
die die Entnahmevorrichtungen der Erfindung darstellen, kann man
in 2 ersehen, dass die
Paare der Schrauben 5 aus zwei gegenläufigen Schrauben 5a und 5b bestehen,
um so das entnommene Material auf das Rückförderband 8 zu bringen.
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Man kann auch erkennen, dass jede
Schraube 5a und 5b mit hydraulisch betätigten Motoren
Ma und Mb versehen ist, die mit der gleichen Geschwindigkeit, jedoch
in entgegengesetzter Richtung, drehen.
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Nun folgt die detaillierte Beschreibung
der Schraube 51, und die konstruktiven Einzelheiten der Schraube
werden dargelegt. Alle weiter unten angeführten Betrachtungen sind ebenfalls
für die
anderen Schrauben, wie die Schraube 52 des Paares 5 und auch
für die
Schrauben 61 und 62 des Paares 6, gültig.
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Die Schraube 51 hat zwei
Spiralen 510, 511, die um einen Zylinder gewickelt
sind, wobei eine der anderen gegenüber liegt. Die Spirale 510 läuft von oben
nach unten und hat eine größere Längenausdehnung
als die Schraube 511, die von unten nach oben verläuft. Die
beiden Schrauben 510 und 511 sind in einer Lage über der
Mittellinie gegen den Boden unterbrochen, da an diesem Punkt Rippen 53 mit einer
allgemein länglichen
Ausbildung vorhanden sind, um das entnommene Material, das von den
Spiralen 510 und 511 kommt, auf das Förderband 3 abzuwerfen.
Die Spiralen sind auch mit Schneidelementen, wie Klingen, versehen,
die gleiche Abstände haben
und mit Nummer 54 bezeichnet sind, die sowohl auf der Spirale 510 als
auch auf der Spirale 511 angeordnet sind und im Einzelnen
aus 2a entnommen werden
können.
Die Klingen 54 haben den Zweck, das Kompostmaterial während des
Entnahmevorganges durch gegenläufige
Schrau ben 51 und 52 abzutragen, die gegen den
Komposthaufen gedrückt
werden. Wie bereits erwähnt,
wird das entnommene Material von einem Abschnitt des Komposthaufens 20 über das
Transportband 8 zum Transportband 11 gebracht,
das dieses Material zur gegenüberliegenden
Seite der Maschine bringt, wo ein erster Haufen erzeugt wird, der
dann neben dem nachfolgenden Haufen liegt, wenn die Maschine ihre Bewegungsrichtung ändert und
das andere Paar von Schrauben betätigt wird.
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Aus der Beschreibung der Maschine
und auch aus den Umsetzdiagrammen der Maschine und der Haufenabschnitte
gemäss
den Figuren der Zeichnungen ist es klar, dass die erfindungsgemäße Maschine
unabhängig
von dem Vorwärts-
und Rückwärtshub relativ
zum Komposthaufen über
die Strecke Y und die Gesamtlänge
L des Komposthaufens arbeiten kann.
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Es ist wichtig festzustellen, dass
im konstruktiven Bereich spezieller Wert auf die Möglichkeit
der Zerlegung der Maschine gelegt wird, insbesondere der Lösung des
vorderen Tragrahmens 4 mit den Schrauben und dem Querförderband 11,
sodass durch die üblichen
Transporteinrichtungen die Maschine befördert werden kann, ohne die
Gesamtabmessung zu überschreiten,
die für
den Straßentransport
vorgeschrieben ist.