EP0037036B1 - Rotorenschere für die Abfallzerkleinerung - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a rotor shear for crushing waste, in particular metallic and non-metallic waste material, with two mutually parallel, oppositely driven, intermeshing rotors.
- a device of this type known from DE-AS 1 130683 is used to shred paper, in particular crumpled paper, cardboard and the like, the rotor disks of the same diameter essentially forming the rotors each being provided with at least one pull-in nose, with the aid of which the material is drawn in between the rotors should be supported, which works quite well as long as the material pieces to be drawn in do not differ significantly in size from the size of the pull-in lugs. As soon as the pieces of material to be shredded are significantly larger than the pull-in lugs, the desired pull-in result is not achieved.
- the invention has for its object to propose a rotor shear of the type mentioned, with which even bulky parts, such as drums, tires, wheels and the like can be crushed without problems at a consistently high throughput, without the need for additional internals.
- This object is achieved in a rotor shear with two mutually parallel, counter-rotating, intermeshing rotors in that the first rotor has an essentially double-conical, concave outer surface and the second rotor has a corresponding, double-conical, convex outer surface.
- the surprisingly simple measures according to the teaching of the invention surprisingly lead to the fact that dancing even bulky goods above the rotors is avoided with certainty.
- the idea of the invention to equip one rib rotor with an essentially concave lateral surface and the other rib rotor with an essentially convex lateral surface, so that, with regard to the mutual intermeshing of the rotors provided over the entire rotor length, these double conicity, as it were, is experienced bulky material supplied to the rotors by a filling funnel initially causes a kind of wobble movement, namely caused by the rotor, the envelope of which has an essentially convex shape.
- the rotor disks of each rotor are according to the invention, on the shaft of one rotor from the shaft center lined up towards the shaft ends and on the shaft of the other rotor from the shaft ends to the shaft center, with decreasing diameter.
- each rotor consists of a double cone formed by lined up or stacked discs, the two truncated cones in the case of one rotor with their smaller end faces and in the case of the other rotor their larger end faces or base areas lie against each other.
- the rotors In order to keep the material in between the rib rotors and thus also the forces acting on them uniform, the rotors have a symmetrical structure, i. H. the largest rotor diameter on the one hand and the smallest rotor diameter on the other are located centrally between the rotor end ends.
- the rotors In order to allow even difficult material to be drawn in between the rib rotors, the rotors have the option of holding the material with a large lever arm and small force (large disk diameter) and pulling in the material with the opposite small lever arm and large force (small disk diameter ).
- the total drive power is not affected, since the sum of all circumferential forces of one rotor is equal to the sum of the circumferential forces of the other rotor.
- the index »z1 .. n indicates the respective sequence of the intermediate rings, while »RS1 ... n « addresses the respective rotor disc sequence.
- a housing 1 which is held on a frame 3 provided with legs 2, and a filling funnel 4 which opens into the housing 1 from above.
- An outlet funnel 5 is fastened on the underside of the frame 3 and opens to one Conveyor belt 6 out, which is used to remove the shredded material.
- Two rotors 7 and 8 are mounted in the housing 1, each of which is provided with its own drive 9 or 10.
- the rotors are driven in opposite directions in such a way that they move downward in the overlap region.
- rotors 7, 8 are shown for clarity in a simplified manner as consisting of round rotor disks without cutting teeth.
- a rotor 7 or 8 then essentially consists of a shaft 11 or 12, on which rotor disks 13 and 14 with cutting or tearing teeth 15 and intermediate rings 16 and 17, respectively, are lined up alternately in a known manner. The mutual assignment and spacing takes place in such a way that each rotor disk 13 - apart from the end side - of the rotor 7 engages between two adjacent rotor disks 14 of the rotor 8 and vice versa.
- the cutting teeth 15 of adjacent rotor disks are expediently offset from one another in the shaft axis direction (see also FIG. 3), so that they are not used at the same time but successively over the rotor length, which has a favorable effect on the drive power to be installed.
- the rib rotors 7 and 8 the double conicity according to the invention that the rotor disks 14 and the intermediate rings 17 of the rotor 8 with their different diameters with a decreasing size from the shaft center towards both shaft ends are lined up on the shaft 12 and are thus quasi bounded by an imaginary, essentially convex envelope.
- the rotor disks 13 and intermediate rings 16 of the rotor 7, which also have different diameters, on the other hand are arranged on the opposite shaft 11 in such a way that they implement a double conicity which is complementary to the rotor 8, ie from the center of the shaft rising towards both ends of the shaft result in a conical rotor shape or are quasi limited by an imaginary, essentially concave envelope.
- the rotor disks 14 or the cutting or tearing teeth 15 attached to them work against the intermediate rings 16.
- the rotor disks 13 arranged on the shaft 11 work against the intermediate rings 17 arranged on the shaft 12 the material initially divided into strips between the rotor disks, preferably light, bulky metal scrap such as barrels, cables, rims and the like on the one hand, tires, bulky waste such as cupboards, mattresses and the like on the other hand between the cutting teeth 15 and the intermediate rings 16 and 17 which act as an anvil cross-divided.
- a bulky object e.g. B. an oil drum with a comparatively large diameter
- this is initially set by the symmetrically convex rotor 8 in a tumbling motion.
- the cutting teeth 15 are more likely to find points of attack on the oil drum than in the prior art, in order to finally pull it in between the rotors 7 and 8.
- This effect is further supported by the complementarily symmetrical concave design of the rotor 7, because it forms a feed pocket with a wide feed angle, which ultimately prevents the bulky objects from jumping out once they have been detected.
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Description
- Die Erfindung bezieht sich auf eine Rotorenschere zum Zerkleinern von Abfall, insbesondere metallischem und nichtmetallischem Altmaterial, mit zwei zueinander parallelen , gegenläufig angetriebenen, miteinander kämmenden Rotoren.
- Eine aus der DE-AS 1 130683 bekannte Vorrichtung dieser Art dient dem Zerkleinern von Papier, insbesondere Knüllpapier, Pappe und dergleichen, wobei die die Rotoren im wesentlichen bildenden Rotorscheiben gleichen Durchmessers jeweils mit mindestens einer Einziehnase versehen sind, mit deren Hilfe das Einziehen des Materials zwischen die Rotoren unterstützt werden soll, was so lange recht gut funktioniert, wie die einzuziehenden Materialstücke in ihrer Größe nicht wesentlich von der Größe der Einziehnasen abweichen. Sobald die zu zerkleinernden Materialstücke wesentlich größer als die Einziehnasen sind, wird das gewünschte Ergebnis des Einziehens nicht erreicht.
- Da es aus konstruktiven Gründen nicht möglich ist, die Einziehnasen beliebig groß zu gestalten, können diese bekannten Maschinen nur dort einwandfrei eingesetzt werden, wo relativ kleinstückige Materialien, wie z. B. Papier, Lumpen und dergleichen zu zerkleinern sind, die den Einziehnasen noch Reaktionskräfte nennenswerten Umfangs hervorrufende Angriffsflächen bieten.
- Bei der Verarbeitung großvolumiger Materialien, wie z. B. bei Fässern oder dergleichen runden Behältern sowie größeren Kraftfahrzeugreifen usw. treten jedoch erhebliche Schwierigkeiten auf, da derartige Materialstücke regelmäßig relativ lange Zeit auf den Rotoren »tanzen« und nicht eingezogen werden können. Die daraus resultierende Behinderung des Zerkleinerungsbetriebes sowie Verminderung der Durchsatzmenge sind wirtschaftlich nicht tragbar.
- Mit einem aus der DE-OS 2 049 124 bekannten Vorschlag ist bereits versucht worden, diesen Schwierigkeiten dadurch zu begegnen, die auf den Rotoren »tanzenden« Materialstücke mittels eines Druckgliedes nach Art eines Stopfers in den Bereich der Rotoren zu bringen und für einen sicheren Einzug in die Schneidwerkzeuge zu sorgen. Das Druckglied ist antriebsmäßig mit dem Rotorantrieb gekuppelt und führt demzufolge zwangsläufig regelmäßige, hin- und hergehende Pendelbewegungen aus. Dieser bekannte Vorschlag besitzt insbesondere den Nachteil, daß das Druckglied auch dann betätigt wird, wenn seine Wirkungen gar nicht benötigt werden oder sogar überhaupt nicht erwünscht sind, was nicht nur eine nutzlose und unnötige Energieinstallation bedeutet, sondern bei an sich problemlosem Material zum sog. Überfüttern und schließlich Blöckieren der Rotorschere führen kann. Abgesehen von dem zusätzlichen Störfaktor, den ein solches Druckglied für den Arbeitsablauf einer in Betrieb befindlichen Maschine aufgrund der ständig im Raum oberhalb der Zerkleinerungsorgane ausgeführten Bewegungen darstellt; bedeutet darüber hinaus der Einsatz dieses Bauteils einen erheblichen zusätzlichen, sich kostenmäßig stark auswirkenden Bauaufwand.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rotorenschere der eingangs genannten Art vorzuschlagen, mit der auch sperrige Teile, wie Fässer, Reifen, Räder und dergleichen bei gleichbleibend hohem Durchsatz störungsfrei zerkleinert werden können, ohne daß es dazu zusätzlicher Einbauten bedarf. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Rotorenschere mit zwei zueinander parallelen, gegenläufig angetriebenen, miteinander kämmenden Rotoren dadurch gelöst, daß der erste Rotor eine im wesentlichen doppelkonische, konkave Mantelfläche und der zweite Rotor eine entsprechende, doppelkonische, konvexe Mantelfläche aufweist.
- Die erstaunlich einfachen Maßnahmen nach der Lehre der Erfindung führen überraschend dazu, daß ein Tanzen selbst sperrigen Gutes oberhalb der Rotoren mit Sicherheit vermieden wird. Durch den Erfindungsgedanken, den einen Rippenrotor, mit einer im wesentlichen konkaven Mantelfläche und den anderen Rippenrotor mit einer im wesentlichen konvexen Mantelfläche auszustatten, so daß im Hinblick auf das über die gesamte Rotorlänge vorgesehene, gegenseitige Ineinandergreifen der Rotoren diese gleichsam umgekehrte Doppelkonizität besitzen, erfährt das durch einen Fülltrichter den Rotoren zugeführte sperrige Material zunächst eine Art Taumelbewegung, und zwar verursacht durch den Rotor, dessen Einhüllende eine im wesentlichen konvexe Form aufweist. Von diesem Rotor wird das auf den Umfangsflächen liegende Material zu Folge der laufenden Drehung zu dem im wesentlichen von einer konkaven Umhüllenden umschlossenen Rotor abgekippt, der auf das ankommende Material aufgrund seiner Formgebung eine Art Sammel- bzw. Tascheneffekt ausübt.
- In überraschender Weise hat sich gezeigt, daß allein durch die fortlaufend erfolgende Taumelbewegung des Materials ohne ein zusätzliches, Kosten verursachendes und gegebenenfalls den Verarbeitungsablauf sogar behinderndes Maschinenteil das Material von den Rotoren erfaßt und zwischen diese problemlos eingezogen wird.
- Bei einer vorteilhaften Ausführungsform, bei der die Rotorenschere mit jeweils aus mehreren, durch Zwischenringe auf einer Welle auf Abstand gehaltenen Rotorscheiben mit Schneid-oder Reißzähnen bestehenden Rotoren ausgestattet ist, sind die Rotorscheiben jedes Rotors erfindungsgemäß, auf der Welle des einen Rotors von der Wellenmitte aus zu den Wellenenden hin und auf der Welle des anderen Rotors von den Wellenenden aus zur Wellenmitte hin, mit abnehmendem Durchmesser aufgereiht. Diese Ausgestaltung, die mit ihrem Scheibenaufbau eine besonders unter fertigungstechnischen Gesichtspunkten optimale Verwirklichung der Rippenrotoren darstellt, führt zu einer Komplementärbauweise, bei der jeder Rotor quasi aus einem durch aneinandergereihte bzw. aufeinandergesetzte Scheiben gebildeten Doppelkegel besteht, wobei die beiden Kegelstümpfe im Falle des einen Rotors mit ihren kleineren Stirnflächen und im Falle des anderen Rotors mit ihren größeren Stirnflächen bzw. Grundflächen aneinanderliegen.
- Um den Einzug des Materials zwischen die Rippenrotoren und damit auch die auf diese wirkenden Kräfte gleichmäßig zu halten, besitzen die Rotoren symmetrischen Aufbau, d. h. der größte Rotorendurchmesser einerseits und der kleinste Rotorendurchmesser andererseits liegen mittig zwischen den Rotorendenden.
- Um den Einzug auch schwierigen Materials zwischen die Rippenrotoren zu ermöglichen, besitzen die Rotoren bei gleichbleibendem Drehmoment die Möglichkeit, mit großem Hebelarm und kleiner Kraft das Material zu halten (großer Scheibendurchmesser) sowie mit dem gegenlaufenden kleinen Hebelarm und großer Kraft das Material einzuziehen (kleiner Scheibendurchmesser). Die Gesamtantriebsleistung wird dadurch nicht beeinflußt, da die Summe aller Umfangskräfte des einen Rotors gleich der Summe der Umfangskräfte des anderen Rotors ist.
- Eine besonders effektive Zerkleinerung kann im Rahmen der Erfindung bei einer bevorzugten Ausführungsform dadurch erreicht werden, daß die Zwischenringe so auf den Wellen angeordnet sind, daß sie in gleicher Weise wie die Rotorscheiben bei dem einen Rotor von der Wellenmitte aus zu den Wellenenden hin und auf der Welle des anderen Rotors von den Wellenenden aus zur Wellenmitte hin mit zunehmendem Durchmesser angeordnet sind, wobei die Durchmesser der Zwischenringe der Formel
- - a der Abstand zwischen den Rotoren (7.8);
- - dz1...n die Durchmesser der Zwischenringe und
- - dRSi ... n die Durchmesser der Rotorenscheiben bezeichnet.
- In der vorgenannten Formel weist der Index »z1 .. n« auf die jeweilige Folge der Zwischenringe hin, während mit »RS1 ... n« die jeweilige Rotorscheibenfolge angesprochen ist.
- Anhand der Zeichnungen, die ein Ausführungsbeispiel wiedergeben, wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert. Es zeigt
- Fig. 1 eine Rotorenschere in vereinfachter, perspektivischer Darstellung,
- Fig. 2 eine Draufsicht in vergrößertem Maßstab auf die Rotorenschere gemäß Fig. 1 bei abgenommenem Füll- und Auslaßtrichter, und
- Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie 111-111 in Fig. 2.
- Die Rotorenschere gemäß Fig. 1 besteht aus einem Gehäuse 1, das auf einem mit Beinen 2 versehenen Rahmen 3 gehalten ist, und einem von oben in das Gehäuse 1 einmündenden Einfülltrichter 4. Ein Auslaßtrichter 5 ist am Rahmen 3 unterseitig befestigt und öffnet sich zu einem Förderband 6 hin, das dem Abtransport des zerkleinerten Materials dient.
- Im Gehäuse 1 sind zwei Rotoren 7 und 8 gelagert, die jeweils mit einem eigenen Antrieb 9 bzw. 10 versehen sind.Die Rotoren werden derart gegenläufig angetrieben, daß sie sich im Überschneidungsbereich nach unten bewegen. Wenngleich für den Aufbau der Schneidwerkzeuge als Rippenrotoren 7 und 8 unterschiedliche Ausführungsformen möglich sind, hat sich im Rahmen der Erfindung der dargestellte, nachfolgend näher beschriebene besonders vorteilhaft erwiesen.
- In Fig. sind die Rotoren 7, 8 zur besseren Übersichtlichkeit in vereinfachter Weise als aus runden Rotorscheiben ohne Schneidzähne bestehend dargestellt.
- Die tatsächliche Ausführungsmöglichkeit der Rotorscheiben ist jedoch aus Fig. 3 ersichtlich, wobei hier allerdings die Umfangsflächen der auf die erste Rotorscheibe nachfolgenden Rotorscheiben nur als strichpunktierte Kreise angedeutet sind. Ein Rotor 7 bzw. 8 besteht danach im wesentlichen aus einer Welle 11 bzw. 12, auf welcher in bekannter Weise abwechselnd Rotorscheiben 13 bzw. 14 mit darauf befestigten Schneid- oder Reißzähnen 15 und Zwischenringen 16 bzw. 17 aneinandergereiht sind. Die gegenseitige Zuordnung und Abstandshaltung erfolgt so, daß jede Rotorscheibe 13 - bis auf die endseitigen - des Rotors 7 zwischen zwei benachbarte Rotorscheiben 14 des Rotors 8 eingreift und umgekehrt.
- Die Schneidzähne 15 benachbarter Rotorscheiben sind in Wellenachsrichtung gesehen zweckmäßig gegeneinander winkelversetzt angeordnet (s. auch Fig. 3), so daß sie nicht gleichzeitig, sondern nacheinander über die Rotorlänge gesehen zum Einsatz kommen, was sich günstig auf die zu installierende Antriebsleistung auswirkt.
- Ferner ist bei der gezeichneten bevorzugten Ausführungsform als eine Möglichkeit, den Rippenrotoren 7 und 8 die erfindungsgemäße Doppelkonizität zu verleihen, vorgesehen, daß die Rotorscheiben 14 und die Zwischenringe 17 des Rotors 8 mit ihren unterschiedlichen Durchmessern mit von der Wellenmitte aus nach beiden Wellenenden hin abnehmender Größe auf der Welle 12 aufgereiht sind und somit quasi von einer imaginären, im wesentlichen konvexen Einhüllenden begrenzt sind. Die ebenfalls unterschiedliche Durchmesser aufweisenden Rotorscheiben 13 und Zwischenringe 16 des Rotors 7 hingegen sind so auf der gegenüberliegenden Welle 11 angeordnet, daß sie eine zum Rotor 8 komplementäre Doppelkonizität realisieren, d. h. von der Wellenmitte aus nach beiden Wellenenden hin steigend konische Rotorform ergeben bzw. quasi von einer imaginären, im wesentlichen konkaven Einhüllenden begrenzt sind.
- Im Betrieb der Rotorenschere arbeiten die Rotorenscheiben 14 bzw. die daran befestigten Schneid- oder Reißzähne 15, gegen die Zwischenringe 16. In komplementärer Weise arbeiten die auf der Welle 11 angeordneten Rotorscheiben 13 gegen die auf der Welle 12 angeordneten Zwischenringe 17. Bei dieser Arbeitsweise wird das zunächst zwischen den Rotorscheiben in Streifen zerteilte Material, vorzugsweise leichter, sperriger Metallschrott wie Fässer, Kabel, Felgen und dergleichen einerseits, Reifen, Sperrmüll, wie Schränke, Matratzen und dergleichen andererseits zwischen den Schneidzähnen 15 und den als Amboß wirkenden Zwischenringen 16 bzw. 17 querunterteilt.
- Gelangt ein sperriger Gegenstand, z. B. ein Ölfaß mit vergleichsweise großem Durchmesser, in die Rotorenschere, so wird dieser zunächst durch den symmetrisch konvex gestalteten Rotor 8 in eine Taumelbewegung versetzt. Durch die dadurch bewirkte ständige Verlagerung der Oberfläche des Ölfasses relativ zu den Schneidzähnen 15 der Rotoren 7 und 8, finden die Schneidzähne 15 mit erheblich größerer Wahrscheinlichkeit als beim Stand der Technik Angriffspunkte am Ölfaß, um dieses schließlich zwischen die Rotoren 7 und 8 einzuziehen. Dieser Effekt wird noch durch die komplementärsymmetrisch konkave Gestaltung des Rotors 7 unterstützt, weil dadurch eine Einzugstasche mit breitem Einzugswinkel gebildet wird, die letztlich ein Herausspringen einmal im Ansatz erfaßter, sperriger Gegenstände verhindert.
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