EP1749576A2 - Zerkleinerungsvorrichtung mit Drehstrom-Synchron-Motor und integrierter Umlaufgetriebestufe - Google Patents
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- EP1749576A2 EP1749576A2 EP06014873A EP06014873A EP1749576A2 EP 1749576 A2 EP1749576 A2 EP 1749576A2 EP 06014873 A EP06014873 A EP 06014873A EP 06014873 A EP06014873 A EP 06014873A EP 1749576 A2 EP1749576 A2 EP 1749576A2
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- B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
- B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
- B02C18/00—Disintegrating by knives or other cutting or tearing members which chop material into fragments
- B02C18/06—Disintegrating by knives or other cutting or tearing members which chop material into fragments with rotating knives
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
- B02C18/00—Disintegrating by knives or other cutting or tearing members which chop material into fragments
- B02C18/0084—Disintegrating by knives or other cutting or tearing members which chop material into fragments specially adapted for disintegrating garbage, waste or sewage
Definitions
- the invention relates to a crushing device for waste and / or production residues, comprising at least one drive unit with an electric motor, which is connected via a transmission device in operative connection with a crushing shaft having crushing tools on its periphery, wherein the crushing tools with an antidote for crushing the material to be processed interact.
- Such comminuting devices are used, for example, for comminuting wood, paper, plastic, rubber, textiles, production residues or waste from industry and commerce, but also from bulky waste, household waste, paper and DSD collections and hospital waste, etc.
- the material to be comminuted between rotors or in cooperation between a rotor and one of these associated stationary crosshead is crushed by cutting, shearing, crushing, tearing and / or rubbing.
- Such a device is for example in European Patent EP 0 419 919 B1 described.
- crushing devices are provided, consisting of a plurality of rotors, each with these associated, fixed trusses between the rotors.
- Various drive concepts are known for such comminution devices.
- conventional devices can an asynchronous motor operating at an engine speed of about 1,500 revolutions at a line frequency of 50 Hz.
- the power transmission via a belt drive or a propeller shaft or a clutch to the transmission, in which the speed depending on the requirements to about 50 to 200 rev / min. is reduced.
- Due to the high gear ratio required gear can be used with several successive gear ratios, which reduces the efficiency of such devices.
- such devices are heavily loaded by noise due to the number of partly moving at high speed components.
- the space requirement of such a drive due to the different interconnected drive elements is large.
- a hydraulically acting drive which consists essentially of a drive motor and a suitable hydraulic pump coupled thereto, which is connected via a hydraulic circuit to a hydraulic motor which drives the crushing shaft either by means of a reduction gear or without gear ,
- This variant is very expensive and maintenance-intensive and relatively unfavorable in terms of efficiency.
- this concept has the advantage that the speed of the crushing shaft is adjustable over a predetermined range.
- the use of hydraulic drives has the disadvantage of poor efficiency and noisy operating noise.
- highly loaded hydrostatic systems are maintenance-intensive due to the experience in the continuous operation adjusting leaks at the plurality of connections between the individual components.
- the invention is based on the object, a crushing device to provide a compact, variable speed drive unit, which has a high efficiency and can also provide high torques for crushing the material to be processed.
- the inventive comminuting device is characterized in that the electric motor is designed as a high-pole three-phase synchronous motor which is electrically connected to the output of a frequency converter controlled by a control device and the transmission device is designed as a planetary gear mechanism, wherein the high-pole three-phase synchronous motor surrounds the epicyclic gear device at least partially and the engine and the transmission are arranged in a common housing.
- a synchronous motor in conjunction with an upstream frequency converter allows in an advantageous embodiment of the crushing device according to the invention with respect to the control provision of high torque over the entire speed range, which facilitates, for example, the start-up phase or the device can be started even under load.
- the torque of the drive unit which is already very large in a high-pole three-phase synchronous motor (torque motor)
- the drive unit is particularly compact in the crushing device according to the invention, since the epicyclic gear device is at least partially received by the three-phase synchronous motor, so that the engine and the transmission can be arranged in a common housing.
- the invention is based on the idea of a variable-speed synchronous motor via a planetary gear device, which is preferably designed in one stage, to a crushing shaft to couple, so that a crusher can be provided with a very high efficiency.
- a synchronous motor By using a high-pole three-phase synchronous motor, the base speed of the motor is relatively low, so that even a single-stage planetary gear is usually sufficient to reduce the basic speed of the crushing shaft to the necessary level.
- Such a synchronous motor for example, have an efficiency of about 92%, a single-stage planetary gear approximately 98%, so that ultimately results in the example given an efficiency of the entire drive unit of about 90%.
- the shredding device according to the invention can be flexibly adapted to the respective requirements.
- Due to the compactness of the drive unit it is also possible in one embodiment of the invention, foundedstecken this directly on the crushing shaft, so that reduces the number of necessary bearings compared to a long-building sequential arrangement of engine and multiple transmission units.
- a three-phase synchronous motor used to drive the device according to the invention has a large number of poles to provide high torque and low ground speed.
- three-phase synchronous motors with more than 8 poles, more preferably more than 16 poles, more advantageously more than 22 poles can be used.
- the pole numbers of the synchronous motor indicated as being advantageous apply in particular to a mains frequency of 50 Hz.
- the epicyclic gear device comprises at least one sun gear, a ring gear and a plurality of planetary gears.
- the epicyclic gear device may be a single-stage planetary gear, which offers the possibility of a fully symmetrical arrangement of all components with respect to the main axis of rotation with a suitable design and thus no imbalances occur during operation of the crusher according to the invention.
- the transmission device designed in this way in the comminuting device according to the invention can also easily cope with the impact-related stresses which normally occur in such devices.
- a planetary gear device with a reduction ratio of 1: 2 to 1:10, whereby the speed of the motor for the shaft can be lowered by the corresponding factor and beyond the torque at the Shredding shaft is increased accordingly.
- multi-stage epicyclic gear devices it is also conceivable to use multi-stage epicyclic gear devices, but this is associated with a higher design complexity and is usually not necessary due to the variable-speed three-phase synchronous motor.
- Synchronous motors used with the shredding device of the invention have a typical speed of between about 0 to 700 rpm, more typically about 0 to 400 rpm, so that the speed of the driven crushing shaft is in a range of about 0 to 200 rpm, especially typically from about 0 to 100 rpm. lies.
- three-phase synchronous motors with even higher rotational speeds can also be used for the drive unit of the comminution device according to the invention.
- the torque of the motors is for example about 1 kNm to a few 10 kNM.
- each shaft of the epicyclic gear device can be used as input or output shaft.
- the web shaft the epicyclic gear device is used as the output shaft, to which the crushing shaft of the crushing device is coupled.
- the web shaft may protrude from the common housing of the engine and the transmission and be coupled outside of the housing with the crushing shaft.
- the crushing shaft is coupled within the common housing of the engine and transmission with the output shaft of the transmission.
- the web shaft can be designed, for example, as a hollow shaft or as a shaft journal, wherein the comminuting shaft in the coupling region can be designed to be complementary thereto.
- the axis of the sun gear and / or the ring gear of the epicyclic gear device is located or lie on the axis of the synchronous motor.
- a compact design of the drive unit is achieved, as well as a symmetrical arrangement about the motor axis whereby imbalances in the drive unit can be avoided.
- the sun gear is at least partially covered over its axial extent by radially outer motor windings of the synchronous motor.
- the planetary gear of the crushing device according to the invention lies radially inward of the motor, which ultimately leads to a very compact design of the drive unit of the comminuting device according to the invention.
- the ring gear can be covered at least in sections over its axial extension of radially outer motor windings of the synchronous motor. It is particularly advantageous if substantially the entire planetary gear is arranged radially inwardly of the motor over its axial extension, so that no further or hardly any additional space needs to be made available for the provision of the epicyclic gearbox.
- Both a three-phase synchronous motors used in the shredding device according to the invention and the associated planetary gear can be cooled to dissipate operating heat.
- a liquid cooling circuit may be provided in which the primary side, the circulating cooling liquid flows through a heat exchanger whose secondary-side heat exchange surface is in turn cooled by air or water.
- the cooling circuits of synchronous motor and epicyclic gear are coupled together and have a common heat exchanger, which can serve as circulating coolant, the lubricating oil of the epicyclic gear, whereby the design complexity for the cooling significantly reduced.
- the comminution device may comprise a three-phase electric motor, in which the rotor (rotor) is arranged radially outside or radially inward of the stator.
- the rotor rotor
- more space may be provided for the planetary-gear-type planetary gear mechanism.
- the second embodiment has the advantage over the first that the entire drive unit has a small extent in the radial direction.
- the magnetic field device of the rotor can be provided by means of permanent magnets, but also by a corresponding coil device, which is supplied with a direct current.
- the gear mechanism of the ring gear is rigidly connected to the rotor of the synchronous motor, that is, the ring gear of the epicyclic gear rotates with the rotor.
- the crushing device according to the invention may comprise a hollow cylindrical component which has on the radial outer surface to provide the rotor function, a magnetic device of the synchronous motor, wherein at least one gear device on the radial inner surface of the component the epicyclic gear device is arranged for the design of the ring gear. It is understood that this hollow cylindrical member does not have to be constructed in one piece, but may comprise a plurality of elements. It is essential that the magnet device, ie the coil or the permanent magnets are rigidly connected to the gear wheel of the ring gear.
- the rotor of the synchronous motor is connected rigidly or by means of a releasable coupling device with the sun gear. It can also be provided that the stator of the synchronous motor, the common housing of the synchronous motor and gear and the ring gear of the planetary gear are rigidly interconnected. If, in this embodiment, the sun gear is connected to the rotor of the synchronous motor, the web shaft of the planetary gears acts as the output shaft of the gear mechanism.
- connection of the drive unit to the comminuting shaft can be such that the entire drive unit comprising the three-phase synchronous motor and the planetary gear unit is completely supported and supported by the comminution shaft.
- the drive unit is connected via a torque support with an external pickup point as the housing of the crushing device.
- the invention can be used for a variety of crushing devices.
- This relates, for example, to comminution devices with a single comminution shaft, which is mounted, for example, at its two ends, wherein at one end, as already described, a drive unit is plugged or flanged.
- a drive unit comprising a high-pole three-phase synchronous motor with integrated planetary gear are coupled to both ends of a single crushing shaft, wherein the control means via the frequency converter controls the two motors the same.
- a relative to the shredding tools mounted on the shaft fixed one-piece knife beam or a plurality of relative to the mounted on the shaft crushing tools fixed counter blade for cooperation with the crushing tools use.
- the invention can also be applied to comminution devices which have two or even more comminution shafts, wherein a single shaft can in turn comprise one or two drive units.
- a movable counter-agent for the comminution tools may also be provided on a comminution shaft.
- the antidote e.g. be resiliently mounted by means of a spring means, so that the antidote can occur when unusually high forces occur relative to the reduction tools, whereby damage to the device can be avoided in many cases.
- FIGS 1a-c show an exemplary crushing device 1 according to the invention, as it can be used for example for waste such as wood, paper or plastics.
- This has a housing 10, on which a crushing shaft 20 is secured by means of bearings 25, wherein on the periphery of the crushing shaft axially spaced comminution tools 21 are arranged.
- the crushing space is defined by the table 17 and the wall sections 16.
- the comminuting tools 21 cooperate with a fixed countermeasure in the form of a knife crosspiece 22.
- a drive unit 100 is mounted, which is supported on the housing 10 via a torque arm 30.
- the comminuted material falls from above into the comminuting space defined by the wall sections 16 on the table surface 17 and subsequently becomes the comminuting tool by means of a slide 24 which can be moved horizontally by means of the hydraulic drive 23 fed. After the slider 24 has reached the position which is closest to the shredding shaft, the slider is retracted again, whereby further crushed material falls on the table 17, which is subsequently moved in the direction of the shredding shaft after the movement of the slider is reversed. The comminuted material falls down in relation to the plan view of FIG. 1a and is collected there or transported away depending on the particular embodiment. While Fig. 1a shows the device in a plan view, in Fig. 1b is a side view and in Fig. 1c is a front view of the inventively designed crushing device shown.
- the traverse can also be designed so that it is stationary only in the forces occurring in the comminution of intended materials, when these forces are exceeded, e.g. due to a non-comminutable foreign body in the feed material but can yield due to an elastic storage to avoid damage to the crushing plant.
- the in Figs. 1 device has a drive unit 100 with a 24-pole three-phase synchronous motor with integrated planetary gear, wherein the transmission output shaft is formed as a hollow shaft on which the machine shaft or crushing shaft 20 is pushed. Accordingly, no special storage for the drive unit is provided, which is held and stored by the crushing shaft.
- the variable frequency three-phase synchronous motor has an internal rotor with permanent magnets, which in turn radially inwardly receives the planetary gear, so that the illustrated in the figures compact design of the drive unit 100 results. Since the transmission is completely received by the synchronous motor, the entire drive unit is enclosed by a common housing, which is not larger than the corresponding housing for the synchronous motor due to the special design.
- the crushing device comprises a controlled by a control device frequency converter, with which the speed of the motor and thus the machine shaft is controlled.
- the single-stage planetary gear has a constant reduction of 1: 5.
- the torque of the electric motor which is also referred to as a torque motor, is thereby increased by a factor of 5 in comparison to the torque on the output shaft of the motor.
- FIG. 2b shows the drive unit in a schematic diagram in a side view, Fig. 2a in a plan view.
- An essential component of the drive unit 100 is the stator 115 of the three-phase synchronous motor, which comprises the motor winding 116 and the laminated cores 117.
- a rotor 120 which is essentially rotationally symmetrical, like the stator, has permanent magnets 121 on its side associated with the stator.
- a planetary gear is arranged, whose components are represented by symbols in Fig. 2 a, b.
- the gear ring gear 135 is placed, which is connected to the stator of the synchronous motor as indicated.
- the rotor 120 of the electric motor is rigidly connected to the sun gear shaft 141, which carries the sun gear 140.
- the planetary gear comprises three planet gears 150 which are supported by a planet carrier 152.
- the transmission output shaft is provided by the planet gear carrier shaft 151 to which the engine shaft is coupled (see Fig. 1).
- the housing of the drive unit and the stator 115 are connected via a torque arm 30 to the housing 10 of the device.
- Fig. 3 shows the drive unit shown in Fig. 2 by means of symbols in a half-sectional view in more detail, wherein the same reference numerals have been used for the same components.
- the ring gear 135 is rigidly connected to the housing 10 and the stator 115 via the screw connections 51, 50.
- the drive housing is supported on the housing of the crushing device, see Fig. 1a, b.
- the permanent magnets 121 mounted radially on the rotor 120 interact with the rotating field of the motor winding for synchronously rotating the rotor with the field.
- the rotor is connected via the screw 53 with the sun gear 140 of the planetary gear, wherein the sun gear via the bearing 60 is supported on the housing 10.
- the rotor 120 is supported against the fixed ring gear 135 by means of the bearing 61.
- the Planetenradlywelle 151 is guided as a transmission output shaft from the housing 10 in the form of a hollow shaft to the outside.
- the machine shaft 20 that is, the crushing shaft
- the shrinkage bandage has a ring engaging around the hollow shaft on the outside, in which an oppositely conical bushing is arranged, which is tensioned by screws 70 in the axial direction and thereby generates a radial pressure in the direction of the shaft.
- the drive is supported or stored directly by the machine shaft.
- the transmission of the torque between the output hollow shaft, ie the Planetenradlywelle and the machine shaft takes place depending on the embodiment, either by friction by the high pressures generated by the shrinkage association or positively, for example by an interlocking internal external teeth of the waves.
- the shrinkage dressing serves to eliminate the clearance required for assembly between the hollow shaft and the machine shaft in operation. It is understood that other connections between the output shaft of the planetary gear and the crushing shaft can be used.
- a comminuting multiple crushing shafts wherein at least one drive unit is coupled to a high-pole three-phase synchronous motor (torque motor), which radially inwardly at least part of a planetary gear device, in particular a part a single-stage planetary gear includes.
- torque motor three-phase synchronous motor
- the planetary gear included by the synchronous motor is arranged so that the sun gear 140 and the sun gear 141 is connected to the stator 115 and the drive housing, see FIG 4, the sun gear shaft is fixedly connected to the housing 10, for example via a torque arm 30 described above.
- the Planetenradlywelle 151 serves as a transmission output shaft, ie for attachment to the crushing shaft, not shown.
- the drive unit shown in Fig. 2b here moves the Geretehohlrad 135 of the planetary gear with the rotor 120, ie the rotor of the synchronous motor.
- the ring gear is therefore rigidly connected to the magnetic device of the rotor and moves with it. Since the rotor is integrated with the ring gear or designed as a related component, there are advantages in terms of the number of components and the necessary separation or bearings.
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft eine Zerkleinerungsvorrichtung für Abfälle und/oder Produktionsreste, umfassend zumindest eine Antriebseinheit mit einem Elektromotor, der über eine Getriebeeinrichtung in Wirkverbindung mit einer Zerkleinerungswelle steht, welche an ihrem Umfang Zerkleinerungswerkzeuge aufweist, wobei die Zerkleinerungswerkzeuge mit einem Gegenmittel zum Zerkleinern des zu bearbeitenden Gutes zusammenwirken.
- Derartige Zerkleinerungsvorrichtungen werden beispielsweise zum Zerkleinern von Holz, Papier, Kunststoff, Gummi, Textilien, Produktionsresten oder Abfällen aus Industrie und Gewerbe, jedoch auch von Sperrmüll, Hausmüll, Papier- und DSD-Sammlungen sowie Krankenhausabfällen etc. eingesetzt. Dabei wird das zu zerkleinernde Gut zwischen Rotoren oder im Zusammenwirken zwischen einem Rotor und einer dieser zugeordneten, feststehenden Traverse zerkleinert durch Schneiden, Scheren, Quetschen, Reißen und/oder Reiben. Eine solche Vorrichtung ist beispielsweise im
europäischen Patent EP 0 419 919 B1 beschrieben. Darüber hinaus sind auch Zerkleinerungsvorrichtungen vorgesehen, bestehend aus mehreren Rotoren mit jeweils diesen zugeordneten, feststehenden Traversen zwischen den Rotoren. - Für solche Zerkleinerungsvorrichtungen sind verschiedene Antriebskonzepte bekannt. Herkömmliche Vorrichtungen können beispielsweise einen Asynchron-Motor umfassen, der mit einer Motordrehzahl von etwa 1.500 Umdrehungen bei einer Netzfrequenz von 50 Hz arbeitet. Zum Einstellen der angegebenen Drehzahl der Zerkleinerungswelle erfolgt die Kraftübertragung über einen Riemenantrieb oder eine Gelenkwelle bzw. eine Kupplung zum Getriebe, in welchem die Drehzahl je nach Anforderungen auf etwa 50 bis 200 U/min. reduziert wird. Aufgrund des hohen erforderlichen Übersetzungsverhältnisses können Getriebe mit mehreren aufeinander folgenden Übersetzungsstufen zum Einsatz kommen, was den Wirkungsgrad solcher Vorrichtungen vermindert. Ferner sind solche Vorrichtungen stark lärmbelastet aufgrund der Anzahl der sich teils mit hoher Drehzahl bewegenden Bauteile. Darüber hinaus ist der Platzbedarf eines solchen Antriebes aufgrund der verschiedenen miteinander verbundenen Antriebsorgane groß. Vielfach sind Schutzabdeckungen oder Gehäuse erforderlich um drehende Wellen, Kupplungen oder Riementriebe zwischen den einzelnen Baugruppen eines solchen Antriebes sicherheitsgerecht zu verkleiden. Bei einer weiteren herkömmlichen Zerkleinerungsvorrichtung wird ein hydraulisch wirkender Antrieb verwendet, der im wesentlichen aus einem Antriebsmotor und einer hiermit gekuppelten, geeigneten Hydraulikpumpe besteht, die über einen hydraulischen Kreislauf mit einem Hydraulikmotor verbunden ist, welcher die Zerkleinerungswelle entweder mittels eines Untersetzungsgetriebes oder auch ohne Getriebe antreibt. Diese Variante ist sehr teuer und wartungsintensiv sowie im Hinblick auf den Wirkungsgrad vergleichsweise ungünstig. Andererseits bietet dieses Konzept den Vorteil, dass die Drehzahl der Zerkleinerungswelle über einen vorgegebenen Bereich einstellbar ist. Die Verwendung hydraulischer Antriebe hat jedoch den Nachteil eines schlechten Wirkungsgrades und eines lauten Betriebsgeräusches. Ferner sind hoch belastete hydrostatische Systeme wartungsintensiv aufgrund der sich erfahrungsgemäß im Dauerbetrieb einstellenden Leckagen an der Vielzahl der Verbindungen zwischen den einzelnen Bauelementen.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zerkleinerungsvorrichtung mit einer kompakten, drehzahlvariablen Antriebseinheit bereitzustellen, welche einen hohen Wirkungsgrad besitzt und darüber hinaus hohe Drehmomente zur Zerkleinerung des zu bearbeitenden Gutes bereitstellen kann.
- Diese Aufgabe löst die Erfindung mit einer Zerkleinerungsvorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1. Dabei zeichnet sich die erfindungsgemäße Zerkleinerungsvorrichtung dadurch aus, dass der Elektromotor als hochpoliger Drehstrom-Synchronmotor ausgebildet ist, der elektrisch an den Ausgang eines von einer Steuervorrichtung gesteuerten Frequenzumformers angeschlossen ist und dass die Getriebeeinrichtung als Umlaufräder-Getriebeeinrichtung ausgebildet ist, wobei der hochpolige Drehstrom-Synchronmotor die Umlaufräder-Getriebeeinrichtung zumindest abschnittsweise umschließt und der Motor sowie das Getriebe in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind.
- Die Verwendung eines Synchronmotors in Verbindung mit einem vorgeschalteten Frequenzumformer ermöglicht bei einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Zerkleinerungsvorrichtung in Bezug auf die Steuerung eine Bereitstellung eines hohen Drehmomentes über den gesamten Drehzahlbereich, wodurch sich beispielsweise die Anlaufphase erleichtert bzw. die Vorrichtung auch unter Last angefahren werden kann. Durch die Verwendung der Umlaufräder-Getriebeeinrichtung kann das Drehmoment der Antriebseinheit, welches bei einem hochpoligen Drehstrom-Synchronmotor (Torque-Motor) schon sehr groß ist, weiter erhöht werden. Ferner baut die Antriebseinheit bei der erfindungsgemäßen Zerkleinerungsvorrichtung besonders kompakt, da die Umlaufräder-Getriebeeinrichtung zumindest teilweise von dem Drehstrom-Synchronmotor aufgenommen wird, sodass der Motor und das Getriebe in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet werden können.
- Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, einen drehzahlvariablen Synchronmotor über eine Planetengetriebeeinrichtung, die vorzugsweise einstufig ausgebildet ist, an eine Zerkleinerungswelle zu koppeln, sodass eine Zerkleinerungsmaschine mit einem sehr hohen Wirkungsgrad bereitgestellt werden kann. Durch die Verwendung eines hochpoligen Drehstrom-Synchronmotors ist die Grunddrehzahl des Motors relativ niedrig, so dass schon ein einstufiges Planetengetriebe in der Regel ausreicht, um die Grunddrehzahl der Zerkleinerungswelle auf das notwendige Maß herunterzusetzen. Ein derartiger Synchronmotor kann beispielsweise einen Wirkungsgrad von ca. 92 % aufweisen, ein einstufiges Planetengetriebe ca. 98 %, sodass sich letztlich für das angegebene Beispiel ein Wirkungsgrad der gesamten Antriebseinheit von etwa 90 % ergibt.
- Die erfindungsgemäße Zerkleinerungsvorrichtung kann flexibel an die jeweiligen Anforderungen angepasst werden. In einer vorteilhaften Ausführungsform ist es möglich, den Massenschwerpunkt der gesamten Antriebseinheit nahe zur Zerkleinerungswelle anzuordnen, sodass sich aufgrund des hierdurch verursachten geringen Krafthebels eine besonders hohe Laufruhe der Antriebseinheit ergibt. Aufgrund der Kompaktheit der Antriebseinheit ist es ferner in einer Ausführungsform der Erfindung möglich, diese direkt auf die Zerkleinerungswelle aufzustecken, sodass sich die Anzahl der notwendigen Lager im Vergleich zu einer lang bauenden Hintereinanderanordnung von Motor und mehreren Getriebeeinheiten vermindert.
- Ein für den Antrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendeter Drehstrom-Synchronmotor weist zur Bereitstellung eines hohen Drehmomentes und einer geringen Grundgeschwindigkeit eine hohe Anzahl von Polen auf. Bevorzugt sind Drehstrom-Sychronmotoren mit mehr als 8 Pole, noch vorteilhafter mehr als 16 Pole, äußerst vorteilhaft mehr als 22 Polen einsetzbar. Die als vorteilhaft angegebenen Polzahlen des Synchronmotors gelten insbesondere bei einer Netzfrequenz von 50 Hz.
- Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
- Es kann zweckmäßig sein, wenn die Umlaufräder-Getriebeeinrichtung zumindest ein Sonnenrad, ein Hohlrad und mehrere Planetenräder umfasst. Insbesondere kann die Umlaufräder-Getriebeeinrichtung ein einstufiges Planetengetriebe sein, das bei geeigneter Konstruktion die Möglichkeit einer vollständig symmetrischen Anordnung aller Bauteile in Bezug auf die Hauptrotationsachse bietet und somit beim Betrieb an der erfindungsgemäßen Zerkleinerungsmaschine keine Unwuchten auftreten. Insofern verkraftet die so gestaltete Getriebeeinrichtung in der erfindungsgemäßen Zerkleinerungsvorrichtung auch problemlos die bei solchen Vorrichtungen üblicherweise auftretenden stoßbehafteten Beanspruchungen. Je nach verwendetem Drehstrom-Synchronmotor kann es zweckmäßig sein, eine Umlaufräder-Getriebeeinrichtung mit einem Untersetzungsverhältnis von 1:2 bis 1:10 einzusetzen, wodurch die Drehzahl des Motors für die Welle um den entsprechenden Faktor erniedrigt werden kann und darüber hinaus das Drehmoment an der Zerkleinerungswelle entsprechend erhöht wird. Prinzipiell und im Rahmen der Erfindung ist es auch denkbar, mehrstufige Umlaufräder-Getriebeeinrichtungen einzusetzen, was jedoch mit einem höheren konstruktiven Aufwand verbunden ist und in der Regel aufgrund des drehzahlvariablen Drehstrom-Synchronmotors nicht notwendig ist. Mit der erfindungsgemäßen Zerkleinerungsvorrichtung verwendete Synchronmotoren weisen eine typische Drehzahl zwischen etwa 0 bis 700 U/min, besonders typisch etwa zwischen 0 bis 400 U/min auf, sodass die Drehzahl der angetriebenen Zerkleinerungswelle in einem Bereich von etwa 0 bis 200 U/min, besonders typisch von etwa 0 bis 100 U/min. liegt. Grundsätzlich sind jedoch auch Drehstrom-Sychronmotoren mit noch höheren Drehzahlen für die Antriebseinheit der erfindungsgemäßen Zerkleinerungsvorrichtung einsetzbar. Das Drehmoment der Motoren liegt beispielhaft bei etwa 1 kNm bis einige 10 kNM.
- Prinzipiell kann jede Welle der Umlaufräder-Getriebeeinrichtung als An- bzw. Abtriebswelle verwendet werden. Es hat sich jedoch als besonders vorteilhaft herausgestellt, wenn die Stegwelle der Umlaufräder-Getriebeeinrichtung als Abtriebswelle verwendet wird, an welche die Zerkleinerungswelle der Zerkleinerungsvorrichtung gekoppelt wird. Hierbei kann die Stegwelle aus dem gemeinsamen Gehäuse des Motors und des Getriebes herausragen und außerhalb des Gehäuses mit der Zerkleinerungswelle gekoppelt sein. Andererseits ist es jedoch auch möglich, dass die Zerkleinerungswelle innerhalb des gemeinsamen Gehäuses von Motor und Getriebe mit der Abtriebswelle des Getriebes gekoppelt ist.
- Zur Kopplung der Stegwelle an die Zerkleinerungswelle kann die Stegwelle dabei beispielsweise als Hohlwelle oder auch als Wellenzapfen ausgebildet sein, wobei die Zerkleinerungswelle im Koppelbereich hierzu komplementär ausgebildet sein kann.
- Es kann zweckmäßig sein, wenn die Achse des Sonnenrades und/oder des Hohlrades der Umlaufräder-Getriebeeinrichtung auf der Achse des Synchronmotors liegt bzw. liegen. Damit wird andererseits eine kompakte Bauweise der Antriebseinheit erreicht, als auch eine symmetrische Anordnung um die Motorachse wodurch Unwuchten in der Antriebseinheit vermieden werden können.
- Es kann zweckmäßig sein, wenn das Sonnenrad zumindest abschnittsweise über dessen axialer Erstreckung von radial außen liegenden Motorwicklungen des Synchronmotors abgedeckt ist. Insofern liegt das Planetengetriebe der erfindungsgemäßen Zerkleinerungsvorrichtung radial innen zum Motor, was letztlich zu einer sehr kompakten Bauweise der Antriebseinheit der erfindungsgemäßen Zerkleinerungsvorrichtung führt. In gleicher Weise kann das Hohlrad zumindest abschnittsweise über dessen axialer Erstreckung von radial außen liegenden Motorwicklungen des Synchronmotors abgedeckt sein. Besonders vorteilhaft ist es, wenn im Wesentlichen das gesamte Planetengetriebe über dessen axialer Erstreckung radial innen im Motor angeordnet ist, sodass für das Vorsehen des Umlaufrädergetriebes kein weiterer oder kaum zusätzlicher Raum zur Verfügung gestellt werden muss.
- Sowohl ein bei der erfindungsgemäßen Zerkleinerungsvorrichtung verwendeter Drehstrom-Synchronmotoren als auch das zugeordnete Umlaufgetriebe können zur Abfuhr von Betriebswärme gekühlt sein. Hierzu kann ein Flüssigkeitskühlkreislauf vorgesehen sein, bei dem primärseitig die zirkulierende Kühlflüssigkeit einen Wärmetauscher durchströmt, dessen sekundärseitige Wärmeaustauschfläche wiederum von Luft oder Wasser gekühlt wird. In einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform sind die Kühlkreisläufe von Synchronmotor und Umlaufgetriebe miteinander gekoppelt und weisen einen gemeinsamen Wärmetauscher auf, wobei als zirkulierendes Kühlmittel das Schmieröl des Umlaufgetriebes dienen kann, wodurch sich der konstruktive Aufwand für die Kühlung erheblich vermindert. Prinzipiell kann die erfindungsgemäße Zerkleinerungsvorrichtung einen Drehstrom-Elektromotor aufweisen, bei welchem der Rotor (Läufer) radial außen oder radial innen zum Stator angeordnet ist. In der ersten Ausführungsform kann mehr Platz für die zum Stator innen liegende Umlaufräder-Getriebeeinrichtung bereitgestellt werden. Die zweite Ausführungsform weist gegenüber der Ersten den Vorteil auf, dass die gesamte Antriebseinheit eine geringe Erstreckung in radialer Richtung besitzt. Die Magnetfeldeinrichtung des Rotors kann mittels Permanentmagneten, jedoch auch durch eine entsprechende Spuleneinrichtung bereitgestellt werden, welche mit einem Gleichstrom versorgt wird.
- Es kann zweckmäßig sein, die Funktion des Rotors des Synchronmotors und die Funktion des Hohlrades der Umlaufräder-Getriebeeinrichtung in einem Bauteil des Antriebes zu integrieren. In dieser Ausführungsform ist die Zahnradeinrichtung des Hohlrades mit dem Rotor des Synchronmotors starr verbunden ist, d.h. das Hohlrad des Umlaufgetriebes dreht sich mit dem Rotor. Beispielsweise kann die erfindungsgemäße Zerkleinerungsvorrichtung ein hohlzylinderförmiges Bauteil umfassen, welches an der radialen Außenfläche zur Bereitstellung der Rotorfunktion eine Magneteinrichtung des Synchronmotors aufweist, wobei an der radialen Innenfläche des Bauteils zumindest eine Zahnradeinrichtung der Umlaufräder-Getriebeeinrichtung zur Gestaltung des Hohlrades angeordnet ist. Es versteht sich, dass dieses hohlzylinderförmige Bauteil nicht einstückig aufgebaut sein muss, sondern mehreren Elementen umfassen kann. Wesentlich ist dabei, dass die Magneteinrichtung, d.h. die Spule bzw. die Permanentmagnete starr mit der Zahnradeinrichtung des Hohlrades verbunden sind.
- In einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass der Rotor des Synchronmotors starr oder mittels einer lösbaren Kupplungseinrichtung mit dem Sonnenrad verbunden ist. Dabei kann auch vorgesehen sein, dass der Stator des Synchronmotors, das gemeinsame Gehäuse von Synchronmotor und Getriebe sowie das Hohlrad des Umlaufrädergetriebes starr miteinander verbunden sind. Wird bei dieser Ausführungsform das Sonnenrad mit dem Rotor des Synchronmotors verbunden, wirkt die Stegwelle der Planetenräder als Abtriebswelle der Getriebeeinrichtung.
- Aufgrund der kompakten Bauweise der Antriebseinheit der erfindungsgemäßen Zerkleinerungsvorrichtung kann die Verbindung der Antriebseinheit mit der Zerkleinerungswelle dergestalt sein, dass die gesamte Antriebseinheit umfassend den Drehstrom-Synchronmotor und die Umlaufräder-Getriebeeinrichtung vollständig von der Zerkleinerungswelle getragen und gelagert ist.
- Um das Reaktionsdrehmoment während des Betriebs der Vorrichtung aufzunehmen, kann vorgesehen sein, dass die Antriebseinheit über eine Drehmomentstütze mit einem externen Aufnahmepunkt wie dem Gehäuse der Zerkleinerungsvorrichtung verbunden ist.
- Die Erfindung kann für eine Vielzahl von Zerkleinerungsvorrichtungen eingesetzt werden. Dies betrifft beispielsweise Zerkleinerungsvorrichtungen mit einer einzelnen Zerkleinerungswelle, welche beispielsweise an deren beiden Enden gelagert ist, wobei an einem Ende, wie schon beschrieben, eine Antriebseinheit aufgesteckt oder aufgeflanscht ist. Darüber hinaus kann auch vorgesehen sein, dass jeweils eine derartige Antriebseinheit umfassend einen hochpoligem Drehstrom-Synchronmotor mit integriertem Planetengetriebe an beiden Enden einer einzelnen Zerkleinerungswelle gekoppelt sind, wobei die Steuereinrichtung über den Frequenzumformer die beiden Motoren gleich ansteuert. Als Gegenmittel kann beispielsweise eine relativ zu den an der Welle angebrachten Zerkleinerungswerkzeugen feststehende einstückige Messertraverse oder auch eine Mehrzahl von relativ zu den an der Welle angebrachten Zerkleinerungswerkzeugen feststehenden Gegenmesser zum Zusammenwirken mit den Zerkleinerungswerkzeugen Verwendung finden. Ferner lässt sich die Erfindung auch auf Zerkleinerungsvorrichtungen anwenden, welche zwei oder noch mehr Zerkleinerungswellen aufweisen, wobei eine einzelne Welle wiederum eine oder zwei Antriebseinheiten umfassen kann.
- Darüber hinaus kann statt eines feststehenden Gegenmittels auch ein bewegliches Gegenmittel für die Zerkleinerungswerkzeuge an einer Zerkleinerungswelle vorgesehen sein. Beispielsweise kann das Gegenmittel, z.B. mittels einer Federeinrichtung elastisch gelagert sein, so dass das Gegenmittel beim Auftreten ungewöhnlich hoher Kräfte relativ zu den Verkleinerungswerkzeugen ausweichen kann, wodurch in vielen Fällen eine Beschädigung der Vorrichtung vermieden werden kann. Ferner ist es z.B. auch möglich, als Gegenmittel für eine Zerkleinerungswelle eine benachbarte Zerkleinerungswelle einzusetzen, so dass die benachbarten Zerkleinerungswellen sich gegenseitig das jeweilige Gegenmittel zum Verarbeiten des zu verarbeitenden Guts bereitstellen.
- Die Erfindung wird im Folgenden durch das Beschreiben einiger Ausführungsformen und weiterer erfindungswesentlicher Merkmale unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, wobei
- Fig. 1a
- eine mit der in den Figuren 1 bzw. 2 ausgestattete erfindungsgemäße Zerkleinerungsvorrichtung in einer Aufsicht,
- Fig. 1b
- die in Fig. 3a gezeigte Zerkleinerungsvorrichtung in einer Seitenansicht,
- Fig. 1c
- die in Fig. 3a gezeigte Zerkleinerungsvorrichtung in einer Frontansicht und
- Fig. 2a
- in einer Prinzipskizze im Querschnitt eine Antriebseinheit einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Zerkleinerungsvorrichtung,
- Fig. 2b
- die in Fig. 2a dargestellte Antriebseinheit in einer Seitenansicht,
- Fig. 3
- die in Fig. 2a/b dargestellte Antriebseinheit in einer Halbschnittdarstellung,
- Fig. 4
- in einer Prinzipskizze eine alternative Antriebseinheit für die erfindungsgemäße Zerkleinerungsvorrichtung
- Die Figuren 1a-c zeigen eine beispielhafte erfindungsgemäße Zerkleinerungsvorrichtung 1, wie sie beispielsweise für Abfälle wie Holz, Papier oder Kunststoffe verwendet werden kann. Diese weist ein Gehäuse 10 auf, an dem eine Zerkleinerungswelle 20 mittels Lager 25 befestigt ist, wobei am Umfang der Zerkleinerungswelle axial beabstandet Zerkleinerungswerkzeuge 21 angeordnet sind. Der Zerkleinerungsraum wird durch den Tisch 17 und die Wandabschnitte 16 festgelegt. Die Zerkleinerungswerkzeuge 21 wirken mit einem feststehenden Gegenmittel in Form einer Messertraverse 22 zusammen. An einem Ende der Zerkleinerungswelle 20 ist eine Antriebseinheit 100 aufgesetzt, welche sich über eine Drehmomentstütze 30 am Gehäuse 10 abstützt. Das Zerkleinerungsgut fällt von oben in den durch die Wandabschnitte 16 festgelegten Zerkleinerungsraum auf die Tischfläche 17 und wird nachfolgend durch einen horizontal mittels des Hydraulikantriebs 23 bewegbaren Schieber 24 den Zerkleinerungswerkzeugen zugeführt. Nachdem der Schieber 24 die Stellung erreicht hat, welche der Zerkleinerungswelle am nächsten liegt, wird der Schieber wieder zurückgezogen, wodurch weiteres Zerkleinerungsgut auf den Tisch 17 fällt, das nachfolgend nach der Umkehrung der Bewegung des Schiebers in Richtung der Zerkleinerungswelle bewegt wird. Das Zerkleinerungsgut fällt bezogen auf die Aufsicht von Fig. 1a nach unten und wird dort je nach spezieller Ausführungsform gesammelt oder abtransportiert. Während Fig. 1a die Vorrichtung in einer Aufsicht zeigt, ist in Fig. 1b eine Seitenansicht und in Fig. 1c eine Frontansicht der erfindungsgemäß gestalteten Zerkleinerungsvorrichtung dargestellt.
- In einer nicht dargestellten Ausführungsform kann die Traverse auch derart ausgeführt sein, dass sie nur bei den bei der Zerkleinerung von vorgesehenen Materialien auftretenden Kräften ortsfest ist, bei einem Überschreiten dieser Kräfte, z.B. infolge eines nicht zerkleinerbaren Fremdkörpers im Aufgabematerial aber aufgrund einer elastischen Lagerung nachgeben kann, um Beschädigungen am Zerkleinerungswerk zu vermeiden.
- Die in den Fign. 1 dargestellte Vorrichtung weist eine Antriebseinheit 100 mit einem 24-poligen Drehstrom-Synchronmotor mit integriertem Planetengetriebe auf, wobei die Getriebeabtriebswelle als Hohlwelle ausgebildet ist, auf die die Maschinenwelle bzw. Zerkleinerungswelle 20 aufgeschoben ist. Demnach ist keine besondere Lagerung für die Antriebseinheit vorgesehen, die von der Zerkleinerungswelle gehalten und gelagert wird. Der mit variabler Frequenz betriebene Drehstrom-Synchronmotor weist einen Innenläufer mit Permanentmagneten auf, der wiederum radial innen liegend das Planetengetriebe aufnimmt, sodass sich die in den Figuren dargestellte kompakte Bauweise der Antriebseinheit 100 ergibt. Da das Getriebe vollständig von dem Synchronmotor aufgenommen ist, wird die gesamte Antriebseinheit von einem gemeinsamen Gehäuse umschlossen, das aufgrund der speziellen Gestaltung nicht größer ist als das entsprechende Gehäuse für den Synchronmotor. In den Figuren nicht zu erkennen, umfasst die Zerkleinerungsvorrichtung einen von einer Steuervorrichtung gesteuerten Frequenzumformer, mit welchem die Drehzahl des Motors und damit der Maschinenwelle gesteuert wird. In der beschriebenen Ausführungsform weist das einstufige Planetengetriebe eine konstante Untersetzung von 1:5 auf. Das Drehmoment des auch als Torque-Motor bezeichneten Elektromotors wird dadurch im Vergleich zum Drehmoment an der Abtriebswelle des Motors um den Faktor 5 erhöht.
- Im Folgenden wird der prinzipielle Aufbau der Antriebseinheit 100 der in Fig. 1 gezeigten erfindungsgemäßen Zerkleinerungsvorrichtung 1 beschrieben werden. Fig. 2b zeigt die Antriebseinheit in einer Prinzipskizze in einer Seitendarstellung, Fig. 2a in einer Aufsicht. Eine wesentliche Komponente der Antriebseinheit 100 ist der Stator 115 des Drehstrom-Synchronmotors, welcher die Motorwicklung 116 sowie die Blechpakete 117 umfasst. Radial innen liegend ist ein wie der Stator im Wesentlichen rotationssymmetrischer Läufer 120 angeordnet, der auf seiner dem Stator zugeordneten Seite Permanentmagnete 121 aufweist. Innen liegend zum Läufer 120 und in axialer Richtung vollkommen von dem Stator abgedeckt, ist ein Planetengetriebe angeordnet, dessen Bestandteile durch Symbole in Fig. 2 a, b dargestellt sind. Radial benachbart zum Läufer 120 ist das Getriebehohlrad 135 platziert, das wie angegeben mit dem Stator des Synchronmotors verbunden ist. Wie auch in Fig. 2 b angegeben, ist der Läufer 120 des Elektromotors starr mit der Sonnenradwelle 141 verbunden, welche das Sonnenrad 140 trägt. In dem dargestellten Beispiel umfasst das Planetengetriebe drei Planetenräder 150, welche von einem Planetenradträger 152 getragen sind. Die Getriebeabtriebswelle wird durch die Planetenradträgerwelle 151 bereitgestellt, an welche die Maschinenwelle gekoppelt wird (siehe Fig. 1). Das Gehäuse der Antriebseinheit und der Stator 115 sind über eine Drehmomentstütze 30 mit dem Gehäuse 10 der Vorrichtung verbunden.
- Fig. 3 zeigt die in Fig. 2 mittels Symbolen dargestellte Antriebseinheit in einer Halbschnittdarstellung genauer, wobei für gleiche Bauteile die gleichen Bezugszeichen verwendet wurden. Wie aus der Figur ersichtlich, ist das Hohlrad 135 über die Schraubenverbindungen 51, 50 mit dem Gehäuse 10 bzw. dem Stator 115 starr verbunden. Über die Drehmomentstütze 30 wird das Antriebsgehäuse an dem Gehäuse der Zerkleinerungsvorrichtung abgestützt, siehe Fig. 1a, b. Die an dem Läufer 120 radial außen angebrachten Permanentmagnete 121 wirken mit dem Drehfeld der Motorwicklung zum synchronen Drehen des Läufers mit dem Feld zusammen. Der Läufer ist über die Schraubverbindung 53 mit dem Sonnenrad 140 des Planetengetriebes verbunden, wobei sich das Sonnenrad über das Lager 60 an dem Gehäuse 10 abstützt. In ähnlicher Weise ist der Läufer 120 gegenüber dem feststehenden Hohlrad 135 mittels des Lagers 61 gelagert. Die Planetenradträgerwelle 151 ist als Getriebeabtriebswelle aus dem Gehäuse 10 in Form einer Hohlwelle nach außen geführt. Wie in der Figur dargestellt, ist die Maschinenwelle 20, d.h. die Zerkleinerungswelle, in die Getriebeabtriebshohlwelle eingesteckt und mittels eines Schrumpfverbandes 70 befestigt. Der Schrumpfverband weist einen die Hohlwelle außen umgreifenden Ring auf, in dem eine entgegengesetzt konische Büchse angeordnet ist, die durch Schrauben 70 in axialer Richtung gespannt wird und dadurch eine radiale Pressung in Richtung der Welle erzeugt. Der Antrieb wird direkt von der Maschinenwelle getragen bzw. gelagert. Die Übertragung des Drehmomentes zwischen der Abtriebs-Hohlwelle, d.h. der Planetenradträgerwelle und der Maschinenwelle erfolgt je nach Ausführungsform entweder reibschlüssig durch die vom Schrumpfverband erzeugten hohen Drücke oder formschlüssig, z.B. durch eine ineinander greifende Innen-Außenverzahnung der Wellen. Im letzten Fall dient der Schrumpfverband dazu, das zur Montage erforderliche Spiel zwischen der Hohlwelle und der Maschinenwelle in Betrieb zu eliminieren. Es versteht sich, dass auch andere Verbindungen zwischen der Abtriebswelle des Planetengetriebes und der Zerkleinerungswelle verwendet werden können.
- Ausgehend von der in Fig. 1 a dargestellten erfindungsgemäßen Zerkleinerungsvorrichtung ist in einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, an dem zweiten Ende der Zerkleinerungswelle 20 auch eine wie in Fig. 3 beschriebene Antriebseinheit anzukoppeln, wodurch das für die Zerkleinerung bereitgestellte Drehmoment verdoppelt werden kann, ohne dass die Drehzahl herabgesetzt werden muss. Darüber hinaus liegt es im Rahmen der Erfindung, bei einer Zerkleinerungsvorrichtung mehrere Zerkleinerungswellen vorzusehen, wobei an zumindest einer eine Antriebseinheit gekoppelt ist, mit einem hochpoligen Drehstrom-Synchronmotor (Torque-Motor), welcher radial innen liegend zumindest einen Teil einer Umlaufgetriebeeinrichtung, insbesondere ein Teil eines einstufigen Planetengetriebes einschließt.
- In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das vom Synchronmotor eingeschlossene Planetengetriebe so angeordnet ist, dass das Sonnenrad 140 bzw. die Sonnenradwelle 141 mit dem Stator 115 bzw. dem Antriebsgehäuse verbunden ist, siehe Fig. 4. In der mittels Symbole in Fig. 4 dargestellten Antriebseinheit einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Zerkleinerungsvorrichtung ist die Sonnenradwelle fest mit dem Gehäuse 10 verbunden, beispielsweise über eine oben stehend beschriebene Drehmomentstütze 30. Wiederum dient die Planetenradträgerwelle 151 als Getriebeabtriebswelle, d.h. zur Befestigung mit der nicht dargestellten Zerkleinerungswelle. Im Gegensatz zu der in Fig. 2b dargestellten Antriebseinheit bewegt sich hier das Getriebehohlrad 135 des Planetengetriebes mit dem Läufer 120, d.h. dem Rotor des Synchronmotors. Das Hohlrad ist demnach starr mit der Magneteinrichtung des Läufers verbunden und bewegt sich mit dieser. Da der Läufer mit dem Hohlrad integriert bzw. als zusammengehöriges Bauteil gestaltet ist, ergeben sich Vorteile in Bezug auf die Anzahl der Bauteile sowie die notwendigen Trenn- oder Lagerstellen.
-
- 1
- Zerkleinerungsvorrichtung
- 10
- Gehäuse der Zerkleinerungsvorrichtung
- 16
- Wandabschnitt
- 17
- Tisch
- 20
- Zerkleinerungswelle, Maschinenwelle
- 21
- Zerkleinerungswerkzeug
- 22
- Messertraverse
- 23
- Hydraulikantrieb
- 24
- Schieber
- 25
- Lager
- 30
- Drehmomentstütze
- 23
- Hydraulikantrieb
- 50, 51, 52, 53
- Schraubverbindung
- 60, 61, 62
- Lager
- 70
- Schrumpfverband
- 71
- Schraube
- 100
- Antriebseinheit
- 105
- Antriebsgehäuse
- 110
- Drehstrom-Synchronmotor
- 115
- Stator
- 116
- Motorwicklung
- 117
- Blechpaket
- 120
- Läufer
- 121
- Permanentmagnet
- 135
- Getriebe-Hohlrad
- 140
- Sonnenrad
- 141
- Sonnenradwelle
- 150
- Planetenrad
- 151
- Stegwelle, Planetenradträgerwelle
- 152
- Planetenradträger
Claims (16)
- Zerkleinerungsvorrichtung (1) für Abfälle und/oder Produktionsreste umfassend zumindest eine Antriebseinheit (100) mit einem Elektromotor, der über eine Getriebeeinrichtung in Wirkverbindung mit einer Zerkleinerungswelle (20) steht, welche an ihrem Umfang Zerkleinerungswerkzeuge (21) aufweist, wobei die Zerkleinerungswerkzeuge mit einem Gegenmittel (22) zum Zerkleinern des zu bearbeitenden Gutes zusammenwirken, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor als hochpoliger Drehstrom-Synchronmotor (110) ausgebildet ist, der elektrisch an den Ausgang eines von einer Steuervorrichtung gesteuerten Frequenzumformers angeschlossen ist und dass die Getriebeeinrichtung als Umlaufrädergetriebeeinrichtung ausgebildet ist, wobei der Drehstrom-Synchronmotor zumindest abschnittsweise die Umlaufrädergetriebeeinrichtung umschließt und der Motor sowie die Getriebeeinrichtung in einem gemeinsamen Gehäuse (10) angeordnet sind.
- Zerkleinerungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlaufrädergetriebeeinrichtung zumindest ein Sonnenrad (140), ein Hohlrad (135) und mehrere Planetenräder (150) umfasst.
- Zerkleinerungsvorrichtung, nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stegwelle (151) der Umlaufrädergetriebeeinrichtung zur Bereitstellung einer Abtriebswelle aus dem gemeinsamen Gehäuse (10) herausragt und mit der Zerkleinerungswelle (20) gekoppelt ist.
- Zerkleinerungsvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Achse des Sonnenrades und/oder des Hohlrades auf der Achse des Synchronmotors liegt bzw. liegen.
- Zerkleinerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Sonnenrad (140) zumindest abschnittsweise über dessen axialer Erstreckung von radial außen liegenden Motorwicklungen (116) des Synchronmotors abgedeckt ist.
- Zerkleinerungsvorrichtung nach Anspruch 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlrad (135) zumindest abschnittsweise über dessen axialer Erstreckung von radial außen liegenden Motorwicklungen des Synchronmotors abgedeckt ist.
- Zerkleinerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6 soweit auf Anspruch 3 rückbezogen, dadurch gekennzeichnet, dass die Stegwelle (151) als Hohlwelle ausgebildet ist.
- Zerkleinerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl der Synchronmotor als auch das Umlaufgetriebe einen Kühlkreislauf umfassen, wobei beide Kühlkreisläufe miteinander gekoppelt sind und einen gemeinsamen Wärmetauscher aufweisen.
- Zerkleinerungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Schmieröl der Umlaufrädergetriebeeinrichtung als Kühlmedium für die gekoppelten Kühlkreisläufe dient.
- Zerkleinerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch ein hohlzylinderförmiges Bausteil, welches an der radialen Außenfläche eine Magneteinrichtung des Synchronmotors aufweist, wobei an der radialen Innenfläche zumindest eine Zahnradeinrichtung der Umlaufrädergetriebeeinrichtung angeordnet ist.
- Zerkleinerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (120) des Synchronmotors starr oder mittels einer Kupplungseinrichtung mit dem Sonnenrad (140) verbunden ist.
- Zerkleinerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (115) des Synchronmotors, das gemeinsame Gehäuse (10) und das Hohlrad (135) des Umlaufrädergetriebes starr miteinander verbunden sind.
- Zerkleinerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Umlaufrädergetriebeeinrichtung einstufig ausgebildet ist mit einem Untersetzungsverhältnis von 1:2 bis 1:10.
- Zerkleinerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (100) umfassend den Drehstrom-Synchronmotor und die Umlaufrädergetriebeeinrichtung vollständig von der Zerkleinerungswelle getragen und gelagert ist.
- Zerkleinerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14 soweit auf Anspruch 12 rückbezogen, dadurch ge- kennzeichnet, dass die Antriebseinheit (100) umfassend den Drehstrom-Synchronmotor und die Umlaufrädergetriebeeinrichtung über eine Drehmomentstütze (30) mit einem externen Aufnahmepunkt verbunden ist zur Aufnahme eines Reaktionsdrehmomentes während des Betriebs der Vorrichtung.
- Antriebseinheit zur Verwendung in einer Zerkleinerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15.
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