EP3381563B1 - Hackrotor - Google Patents
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- EP3381563B1 EP3381563B1 EP18163101.1A EP18163101A EP3381563B1 EP 3381563 B1 EP3381563 B1 EP 3381563B1 EP 18163101 A EP18163101 A EP 18163101A EP 3381563 B1 EP3381563 B1 EP 3381563B1
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- B02C2018/164—Prevention of jamming and/or overload
Definitions
- the present invention relates to a chopping rotor of a shredding machine, preferably a wood chipper / chopper for the production of wood chips according to the preamble of claim 1 and in particular to a chopping rotor of a generic shredding machine, which extends in the circumferential direction of the rotor and axially spaced apart webs / ribs / disks (circumferential webs ribs / disks). At least one knife holder / cutter holder is mounted on two axially spaced webs / ribs / disks in such a way that it (freely) spans another web / rib / disk located in between.
- Wood chips can in principle be made from a wide variety of materials, e.g. Plastic or metal wood chips for recycling plastic / plastic material or scrap metal, but wood chips are usually associated with wood chips, for example as fuel for heating systems or as a base material for pressboard.
- a shredding machine such as a chopper or a chopper for wood shreds it using blades as a cutting tool, which are attached to a chopping rotor to which the raw material to be shredded is fed by means of suitable conveying or feed devices.
- the starting material to be chopped is fed to the chopping rotor by means of the feed device, for example by means of a conveyor belt, conveyor rollers or simply by gravity, so that the chopping rotor removes small pieces of the starting material, e.g. tree trunks or bushes.
- the starting material go into the chopper or chopper (sometimes Shredder), this is broken down into small pieces by grinding, grinding, tearing, smashing or cutting.
- the result is called shredder / wood chips, in the case of biomass, especially wood, also wood chips, wood chips, wood chips or wood chips.
- Shredding machines with a chopping rotor of the present type can be used to produce wood chips of various sizes. These machines come in a wide variety of shapes and designs.
- the chopping rotor with its blades mounted on it is one of the core elements of the shredding machine and is arranged in a (preferably soundproof) housing to ensure protection against accidental contact but also against parts flying off.
- a shaft drives the chopping rotor by means of a rotary drive, preferably an electric or internal combustion engine.
- a shredding machine in addition to the production quantity of wood chips per unit of time (chipping output), i.e. the speed at which the shredding machine produces a certain volume of wood chips, the size and, if applicable, dimensional accuracy of the wood chips, a significant feature of a shredding machine, also play a major role .
- the chopping rotor and in particular the blades are exposed to very high mechanical loads, for example from unintentionally introduced stones or metal or also from hardwood, and are therefore subject to high wear. Due to the wear and tear, the rotor blades must therefore often be replaced, which has the consequence that the blades and thus the entire system are set again and again, which is time-consuming need to be calibrated. The effort and time required for this should of course be as low as possible.
- the shredding machine for the maintenance of the chopping rotor has to be processed by a specialist in a comparatively complex and time-consuming manner.
- a specialist may need several hours for this, which results in a long machine downtime and high personnel costs due to the need for trained personnel.
- EP 2 233 260 B1 discloses an apparatus for chopping wood.
- This device for chopping wood has a rotor with at least two (parallel) rotor disks (ribs / webs) spaced apart in the direction of the rotor axis and arranged coaxially to one another, with at least one knife carrier, which is detachably fastened to the rotor disks and is provided on each two immediately adjacent rotor disks Gap bridged between the two adjacent rotor disks.
- At least one knife is detachably mounted on this knife carrier, the knife carrier resting on receptacles provided on the circumferential side of the rotor disks and being releasably fastened to the rotor disks or on the back of the disk with a fastening, preferably screws, oriented transversely to the receptacle.
- the knives arranged on the knife carrier at least partially cover the fastening means (screws) of the knife carrier.
- the knife carriers like the knives, have at least approximately a width corresponding to the outer distance between two adjacent rotor disks.
- the chip space is axially closed radially under the cutting edges / knives on one side due to the design, since there the cutting edge holder / knife carrier or the cutting edge rests directly on a web. Due to the axially closed design and the various materials that can get into the shredding machine, for example stones, metal or hardwood, can clog this space radially under the respective knife holder and make manual cleaning necessary. The clogging material pushes the starting material away from the blade when the rotor rotates and prevents the blade from touching the starting material sufficiently (reduction of the cutting depth), which reduces the efficiency of the machine and requires downtime for maintenance.
- the EP 2 277 626 A2 discloses a shredder with an axially closed type which has a plurality of radial webs which are connected to one another in a chain-like manner in the circumferential direction. A third web is arranged between two fixing webs.
- a shredding machine with a shredding unit, consisting of a tool-carrying shredding rotor, an adjustable counter-blade and a screen basket, the shredding rotor being equipped with tool holders. Free-swinging or overload-protected fixed tools can be accommodated in the tool holder.
- the CA 2 638 898 A1 again generally discloses brush cutter heads and more particularly, protective members for cutting tooth assemblies attached to brush cutter heads.
- the present invention is based on the object of providing a chopping rotor which requires the shortest possible service life, be it for maintenance, adjustment or repair. Thus, in the event of damage, a quick repair or replacement of the components should be possible.
- the invention should also preferably reduce the risk of clogging of the chip space as defined above.
- a chopping rotor for the production of wood chips according to the present invention has a chopping rotor which has a number, preferably at least three, particularly preferably six (at least partially) circumferential and axially spaced / parallel webs / ribs / rotor disks to achieve the above object (s) .
- At least one knife holder with a detachably mounted knife and possibly a detachable knife cover is attached between three webs in such a way that the knife holder is fixed to the two axially outer of the three webs, preferably by means of screws, with a central web located in between Allows cutting width essentially axially across three webs.
- the chopping rotor according to the invention differs from the prior art primarily in that a radial gap is formed between the radial underside of the knife holder and the back of the disk located in between, so that the chip space is expanded radially below the respective knife holder in the axial direction. This reduces the risk of constipation.
- the chopping rotor consists roughly of a cylindrical base body, preferably made of steel, with an axially continuous opening in the center of the cylinder (axial through hole), which is designed to accommodate a drive shaft of any shape through which the chopping rotor is made to rotate.
- the circumferential webs / ribs / disks which are spaced parallel in the axial direction, extend from the shaft receptacle / the cylindrical base body, ie radially outward from the cylinder axis. They are preferably designed in the form of disks of predetermined disk thickness which are attached to the shaft receptacle (soldered, welded, molded in one piece) and which are at least partially round in cross section.
- the webs preferably run once around the shaft receptacle / the cylindrical base body in a closed manner. Alternatively, they run around the shaft receptacle / the cylindrical base body in the manner of a circular arc.
- the webs are arranged at a distance from one another and parallel.
- the webs are spaced apart in the direction of the rotor axis and are arranged coaxially to one another. Grooves or gaps running in the circumferential direction are thus formed between the webs, which also extend completely around the shaft receptacle.
- the / each knife holder consists of a knife holder surface and two knife holder blocks / assembly sections, which are connected / formed, preferably welded, to the knife holder surface on both sides.
- the knife holder blocks / assembly sections and the knife holder surface are particularly preferably made from a single component.
- a recess / recess is made in the knife holder surface which receives the knife, on which a knife cover is in turn preferably attached in order to give the radial upper side of the knife a convex curve.
- the knife cover has at least one, preferably two bores that contain or receive screws, rivets or similar fastening means.
- the at least one fastening means is through at least one through hole in the knife / the Cut through with a screw connection to the knife holder surface in the recess.
- the webs are arranged in such a way that at least one knife holder, which is clamped / arranged between two webs, spans a third (intermediate) web, which is preferably flattened below the spanning knife holder in order to create a radial gap between itself and the radial underside of the knife holder form (chip space). More than one knife holder per web can be attached to the webs. If several knife holders are attached to a web, the knife holders are evenly distributed over the surface of the web in its circumferential direction. With two knife holders, the knife holders are separated by 180 degrees, with 3 knife holders by 120 degrees, with 4 knife holders by 90 degrees and so on in the sense of a logical series.
- the arrangement of the knife holders in the rotor is such that at least one knife holder is fixed to a first and a third web and spans the second web located in between. With four webs, at least one knife holder is fixed to the first and third web and spans the second web, with at least one further knife holder being arranged on the second and fourth web at a circumferential distance from the first knife holder, which then spans the third web, and so on . With a higher number of bridges, the rest of the structure (like a staircase) is analogous.
- the two fixing webs are to be understood as the two webs to each of which a knife holder block of a knife holder is attached.
- the fixing webs are the webs between which the knife holder is clamped or attached.
- Spanned web is understood to mean the web that runs radially under the knife holder and axially between the fixing webs with respect to the respective knife holder.
- the spanned web is the middle web which is arranged between the webs which have a knife holder block and between which a knife holder is thus stretched or attached.
- the chip space of the spanned web runs radially under the knife, which is located on the knife holder, which is carried by the two axially outer webs, which finally limit the respective chip space axially.
- the advantage of a design of a chopping rotor as set out above is the radial accessibility of the fastening means, such as the screws by means of which the knife holder and the knife cover are fastened to the respective web. This means that the elements mentioned are easy to remove and change, for example if damaged.
- the webs of the chopping rotor each have depressions / flattened areas on the web backs for receiving the at least one cutter holder block / knife holder block (also called block).
- the recesses for the knife holder block are preferably made in a rectangular shape in the webs, preferably by milling. A rectangular shape ensures the best power transmission in the circumferential direction in the direction of rotation but also in the opposite direction.
- the recesses have radial bores with threads in which the screws with which the knife holder block is attached to the web can be introduced.
- An alternative fastening of the (knife holding) blocks by means of welding, soldering, riveting or the like is also possible.
- the side walls of the depressions and the bottom surface of the depressions are connected by rounded corners, preferably at a 90 degree angle.
- the dimensions of the individual depressions are adapted to the blocks provided for this purpose in such a way that the blocks sit in the depressions with as little play as possible in order to be able to introduce forces into the webs in the circumferential direction. In principle, however, it is also possible to attach the blocks directly to the back of the webs without recesses.
- the blocks are attached in the recesses by means of a detachable connection.
- the blocks are screwed into the recesses of the webs, they can but can also be attached to the web by means of other releasable connections.
- the detachable connection allows the blocks to be changed quickly.
- the blocks can also be attached to the webs by means of non-detachable connections such as welding or soldering.
- the number of holes in the blocks is characteristic of the respective block. Characteristic in the sense that an algorithm can be identified in connection with the number of holes. In a preferred embodiment, for example, four bores are made in each knife holder block. Due to the number of holes, in a case in which knife holder blocks of different sizes are present on a chopping rotor, only the respective block provided for this purpose can be inserted into the respective, suitable recess (poka-yoke principle). Due to the number of holes, the assignment is visible to the user at first glance. This means that mix-ups are ruled out and incorrect assembly of the wrong blocks in the wrong place is not even possible.
- the spanned web is open to the direction of rotation and the opposite direction and thus forms a chip space open in the circumferential direction of the rotor under the knife holder, preferably with an undulating chip guide surface.
- a chip space (or chip space) is a space under the knife. It is used to pick up the separated material and transport it out of the chopping rotor as it rotates.
- the chip space of the invention which is open in the circumferential direction, preferably has only one corner / edge where the web surface of the spanned web located in front of the cutting edge merges into the clamping space or into the flattening of the spanned web that forms the chip space.
- the otherwise cornerless back of the spanned web in the area of the chip space is preferably designed in a wavy or rounded design and thus prevents the wood chips from wedging. This favors chip evacuation or chip evacuation from the Chip space, which enables a higher rotational speed and thus a larger production volume per unit of time.
- the web located in between i.e. the web spanned / bridged by the knife holder, is defined / limited by a radial edge extending up to the shaft receptacle, i.e. an edge extending in the radial direction of the chopping rotor, and thus a Represents a disk fragment / a pitch circle disk in order to increase the volume of the chip space.
- the previously presented soft transition between the spanned web and the chip space is not desired in this embodiment in order to form the chip space as the largest possible hollow volume, which enables a corresponding chipping of wood chips and which further minimizes the risk of wood chips accumulating in the chip space.
- the shaft receptacle in the area of the chip space is removed / milled / cut off on the circumference in such a way that it forms a chip space bottom as a straight / flat plane, the goal of increasing the chip space is achieved.
- This straight plane which therefore has no or only a minimal curvature, is orthogonal to the radial direction of the chopping rotor.
- the plane / the chip space base extends essentially over the entire axial distance between the fixing webs supporting the knife holder.
- the fixing webs have through-openings which extend in the axial direction and are preferably arranged in the area where the chip space is located in an adjacent web.
- the respective chip space is not completely closed in the axial direction by the respective fixing webs, but rather remains permeable for the wood chips through the aforementioned through openings.
- These openings are preferably round, but they can also have any other shape and be implemented by milling or the like.
- These openings have two effects: Firstly, the weight of the rotor is reduced by these bores, which reduces the mass moment of inertia when the rotor starts up, and thus accelerates the chopping rotor when starting and, above all, makes it more energy-efficient.
- the second effect is that, in the event of a blockage of the clamping space, an iron rod or the like can be passed through the through-openings to loosen the blockage and thus considerably simplify access to the blocked clamping space.
- the knife holder of the chopping rotor has a recessed knife receptacle for receiving the knife and the knife cover, which has a stop at its end facing away from the direction of rotation, which supports both the knife and the knife cover.
- the cutter / knife holder has a recess for receiving the knife and its knife cover, the recess being made from the end of the knife holder facing the direction of rotation up to the stop in the knife holder. Because the stop supports both elements in the direction of rotation, both the knife cover and the knife, increased security against being knocked off by the starting material or hard foreign bodies such as iron or stones can be achieved. The back of the knife and the knife cover are supported on the stop of the knife holder in order to be able to transfer the force optimally.
- the knife is preferably made of a very hard material and the knife cover is made of a somewhat softer but still hard material. This makes it possible to save costs. It is particularly preferred to make only the blade / the cutting edge from a very hard material and the rest of the body of the knife from a softer material, since it is protected by the knife holder and the knife cover.
- Each web preferably receives at least one knife holder block, and particularly preferably two that are diametrically opposite.
- the knife holder has, in particular, holder protection plates which are made of a harder material than that Knife holder itself, with the holder protection plates preferably being soldered or welded on.
- the knife holder is equipped with the plates or holder protection plates on its radially outwardly directed surface. The plates cover the entire surface of the knife holder with the exception of the surface section on which the knife is to be placed. The plates are arranged on the side facing the starting material. You thus protect the knife holder from wear.
- a chopping rotor 2 is shown in a (perspective) front view.
- annular disk-shaped webs / ribs 6 extend radially away from the axis of rotation along the shaft receptacle 4.
- the webs 6 are spaced from one another in the direction of the axis of rotation and are preferably aligned plane-parallel to one another.
- essentially plate-shaped knife holders 8 are attached / screwed to their web backs, each of which is composed of a knife holding block 26 per axial end section of a web 6 and a knife holding surface 24 arranged between the knife holding blocks 26.
- the knife holders 8 are designed in such a way that a further web 6 extends in the axial direction between the (fixing) webs 6 offset in the circumferential direction, that is to say they span this over. More precisely, the knife holders 8 span a so-called chip space 10 radially below the knife / a cutting edge 28 or below the knife holder 8, which chip space 10 is defined by a radial edge 40 defining the intermediate web 6 in a partial circular shape and the one above it bridging knife holder 8 is formed / defined.
- the knife holders 8 are detachably attached to the axially outer webs 6 by means of screws, which can also be referred to as fixing webs for the respective knife holder 8.
- the central shaft receptacle 4 is designed and adapted to be set in rotation by a shaft.
- the shaft receptacle 4 is preferably designed as a hollow cylinder.
- the webs 6 are attached / formed on the shaft receptacle.
- the shaft receptacle 4 has identifiers 12 in the free spaces between the webs 6, which extend rib-like partially in the circumferential direction. Sickles 16 or sickle-shaped spacers can be mounted on the badges 12, which convey the wood chips radially out of the chopping rotor 2 when the latter rotates.
- the free spaces between the webs 6 are referred to as annular grooves 14.
- the webs 6 are attached to the shaft receptacle 4 in the form of (part-circle) round disks.
- the at least three, preferably six webs 6 are arranged plane-parallel to one another in the direction of the axis of rotation on the shaft receptacle 4.
- the webs 6 run around the shaft receptacle 4.
- the webs 6 have radial depressions 20 on their backs.
- the recesses 20 on the radial surface of the webs 6, that is to say the circumference / back of the webs 6, is designed as at least one knife holder block receptacle 20.
- the webs 6 have at least one axial through opening 22 in the region of the chip space 10.
- the knife holder 8 has a (middle) knife holder surface 24 which connects two knife holder blocks / knife holder blocks or assembly sections 26, which are mounted in the recesses 20, to one another.
- the knife holder surface 24 is arranged or bridged between the knife holder blocks 26. Since the knife holder blocks 26 are fixed / fixable on the (fixing) webs 6, the webs 6 are also connected or tensioned or bridged by the knife holder surface 24 and thus by the knife holder 8.
- the main function of the knife holder 8 is that firstly the knife 28 receives / stores and, secondly, bridges the further, intermediate web 6 in order to form the chip space 10 with the desired geometry.
- a third web 6 is arranged between the two webs 6 on which a respective knife holder 8 is fixed (fixing webs), even if this is interrupted in the area of the chip space 10.
- the two outer webs 6 receive the knife holder 8 via the blocks 24 by means of the recess 20.
- the knife holder 8 which lies between the two fixing webs 6, has the chip space 10, since this is spanned / bridged by the knife holder 8 .
- the chip space 10 forms the chip space bottom 42 in the form of a straight plane in the area of the web 6 in between, so that the knife holder 8 runs between the two outer fixing webs 6 without touching the spanned web 6 or the web 6 arranged in between.
- all or all except for the two completely outer webs 6 are simultaneously spanning webs (fixing webs) 6 and spanned (interposed) webs 6.
- the knife holder 8 In addition to the knife holder surface 24 and the two knife holder blocks 26, the knife holder 8 also has a depression / trough 30 on the (radially outer) side that is radially remote from the axis of rotation. Furthermore, holder protection plates are also attached to this side of the knife holder surface 24.
- the recess 30 is provided and adapted to accommodate the knife 28 and partially a knife cover 34. More precisely, the knife cover 34 lies on the knife 28, which in turn lies in the recess 30 on the knife holder surface 24 of the knife holder 8.
- the knife holder cover 34 has bores, preferably blind bores, in which fastening means, preferably screws, are received, which connect the knife holder cover 34 to the knife holder 8 via through bores in the knife 28.
- the recess 30 has a knife stop 36 which is used to transmit power from the chopping rotor 2 via the shaft receptacle 4 to at least one of the webs 6, further to the knife holder 8 and thus to the knife 28 and to the knife cover 34.
- the knife 28 is that Component of the chopping rotor 2 made of the hardest material.
- the knife cover 34 and the holder protection plates are also made of a material that is harder in comparison to the shaft receptacle 4 or the body of the knife holder 8.
- the chip space 10 is a recess or depression on the surface of the respective web 6 that is most distant radially from the axis of rotation or on its peripheral surface.
- the chip space 10 or the chip space bottom 42 runs straight, but along the circumference of the web 6.
- the chip space 10 is arranged such that it begins / lies at least partially in front of the knife 28 (leading), which is held by two webs 6.
- a surface edge of preferably 90 degrees is formed between the radial surface of the web 6 and the side wall of the depression or recess. The surface edge is arranged at least partially in front of the knife 28 in the direction of rotation.
- the side wall merges into the chip space base 42 with a step.
- the chip space base 42 merges again into the surface of the respective web 6 without corners / kinking transitions.
- a radial edge 40 is formed here.
- the chip space 10 or the chip space base 42 thus forms a stepped / angular transition in the rotor cross-section from the surface edge preceding in the direction of rotation or the beginning of the chip space 10 to the transition of the chip space 10 to the surface of the web 6 following in the direction of rotation.
- the badges 12 are attached to surfaces between the webs 6 spaced plane-parallel, that is, the annular groove 14. These badges 12 are attached to the bottom of the annular groove 14 in the form of elevations or small, short webs / strips. In turn, the sickles 16 are screwed onto them. They are attached to the knife in the direction of rotation. The cards 12 with or without sickle have the task of removing the wood chips that collect in the spaces between the webs 6, that is to say the annular groove 14.
- the badge 12 and / or the sickle 16 have axially aligned openings on their side walls in the form of through bores in order to form a fastening receptacle.
- the annular groove 14 is the space between the webs 6.
- the bottom of the annular groove 14 forms the outer surface of the cylindrical shaft receptacle 4 and the side surfaces of the annular groove 14 are the lateral surfaces of the disc-shaped webs 6.
- the annular grooves 14, like the webs 6, are in the area of the Chip space 10 interrupted by chip space base 42.
- the depressions 20 are made on the radial surface of the webs 6, that is to say the surface most radially distant from the axis of rotation, and are suitable and adapted to receive the respective counterpart / "block" 26 of the knife holder 8 of corresponding size.
- the recesses 20 are preferably rectangular and rounded at their corners, which merge from the side wall of the recess into the bottom of the recess.
- the axial through opening 22 or a plurality of axial through openings 22 is located in the webs 6.
- These openings 22 are through bores in the webs 6. They serve to reduce the weight of the webs 6 and to remove wood chips in the annular grooves 14 by inserting a Rod is feasible for removal by an operator.
- These openings 22 are accordingly arranged in such a way that they are located with adjacent, parallel webs 6 at the point at which the chip space 10 is located. This means that the openings 22 of one web 6 and the chip space 10 of the adjacent web 6 are in an angular position or are arranged parallel to one another on the webs 6.
- Figure 2 shows the chopping rotor 2 in a view in which the rotor 2 compared to the representation from Figure 1 has continued to rotate.
- the elements shown therefore compensate for those Figure 1 and are shown here again in a different perspective for a better spatial understanding of the invention.
- the respective bridged web has the shape of a disk fragment / partial circle.
- the disk fragment thus represents that part of the web 6 bridged by the knife holder 8 which is not interrupted by the chip space 10.
- the chip space 10 preferably takes one Angle range from 60 ° to 120 °, preferably from around 90 °, whereby that angle range can be varied in different embodiments in terms of the flexible chip space design.
- FIG. 3 shows the chopping rotor 2 in a further view.
- a first web 6a seen in the axial direction forms a first pair of fixing webs 6a, 6c with a third web 6c for the knife holder 8a.
- the web 6b formed between the webs 6a, 6c forms a first chip space 10a by means of the radial edge 40a.
- the annular groove 14b, seen in the circumferential direction therefore merges from the second chip space 10b into the first chip space 10a. It follows from this that a fixing bar is at the same time a bridged bar and vice versa.
- the knife holder 8 is shown enlarged. It can be fixed by means of fixing elements 18 in such a way that the knife holding block 26 can also be non-positively locked in the recess 20 in addition to the form fit.
- the knife holding surface 24 also has the recess 30 mentioned above in order to receive the knife 28, which is protected by the knife cover 34 except for its cutting edge.
- Figure 5 shows the rotor 2 in a further view.
- a pair of screws 32 which can be actuated from outside, run through the knife cover 34 in order to fix the knife 28 in a defined and robust manner in the knife holding surface 24.
- the knife holding surface 24 has a knife stop 36 which provides a contact surface for the knife 28 in order to further support the force absorbed by the knife 28.
- the knife holding block 26 is not shown in order to clarify the nature of the recess 20.
- she has four Receiving bores 38, in each of which a screw that fixes the knife holding block 26 can engage.
- the knife holder 8 or the knife holder surface 24 it is possible for the knife holder 8 or the knife holder surface 24 to be supported on the web 6 or the chip base surface 42 below it via a support web running in the radial direction. Because the support web is kept small, there is still a comparatively low risk of the chip space 10 clogging with respect to the prior art. This design also makes it possible to apply a higher radial pressure towards the axis of rotation, since the knife holder 8 can be supported and can therefore no longer be bent.
- the size of the chip space 10 can be adapted / flexibly enlarged via various parameters, which enables the chipping rotor 2 according to the invention to adapt the chip size to be achieved to the respective area of application adapt.
- a chip space base / chip space floor 42 is removed radially inward relative to the remaining radial outer area of the shaft receptacle 4.
- the chip space bottom 42 essentially represents a straight plane that has no curvature.
- the chip space bottom 42 is also arranged such that a straight line exists which is orthogonal to the straight plane of the chip space bottom 42 and to the axis of rotation of the chopping rotor 2.
- chip space indicators are also attached, which have the shape of a circular fragment and a transition between the chip space base 42 and the fixing webs 6 are designed in a stepped manner, which is used, for example, to guide wood chips in the chip space 10.
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft einen Hackrotor einer Zerkleinerungsmaschine vorzugsweise eines Holzschnitzlers/Häckslers zur Herstellung von Hackschnitzeln gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und insbesondere einen Hackrotor einer gattungsgemäßen Zerkleinerungsmaschine, der in Umfangsrichtung des Rotors sich erstreckende, in Axialrichtung parallelbeabstandete Stege/Rippen/Scheiben (Umfangsstege/-rippen/-scheiben) aufweist. An/auf zwei axialbeabstandeten Stegen/Rippen/Scheiben ist wenigstens ein Messerhalter/Schneidenhalter so montiert, dass dieser einen weiteren, dazwischen liegenden Steg/Rippe/Scheibe (frei) überspannt.
- Hackschnitzel können grundsätzlich aus den verschiedensten Materialien hergestellt werden, z.B. Plastik- oder Metallhackschnitzel zum Recyceln von Plastik-/Kunststoffmaterial oder von Altmetall, aber dennoch werden mit Hackschnitzel meist Holzhackschnitzel beispielsweise als Brennstoff für Heizungsanlagen oder als Grundwerkstoff für Pressspanplatten assoziiert. Eine Zerkleinerungsmaschine wie ein Häcksler oder ein Hacker für Holz zerkleinert dieses mittels Klingen als schneidendes Werkzeug, die an einem Hackrotor befestigt sind, dem mittels geeigneter Förder- oder Vorschubeinrichtungen das zu zerkleinernde Rohmaterial zugeführt wird.
- Im Prinzip wird das zu hackende Ausgangsmaterial mittels der Vorschubeinrichtung, zum Beispiel mittels eines Förderbandes, Förderwalzen oder einfach auch nur durch die Gravitation dem Hackrotor zugeführt, sodass der Hackrotor kleine Stücke von dem Ausgangsmaterial, zum Beispiel Baumstämme oder Sträucher, abträgt. Wird das Ausgangsmaterial in den Häcksler oder Hacker (manchmal auch Schredder) gegeben, wird dieses durch Zerreiben, Zermahlen, Zerreißen, Zertrümmern oder Zerschneiden in kleine Stücke aufgelöst. Das Ergebnis wird Schredder-/Hackgut genannt, im Fall von Biomasse, insbesondere von Holz auch Hackschnitzel, Holzschnitzel, Holzhackschnitzel oder auch Hackgut.
- Zerkleinerungsmaschinen mit einem Hackrotor der vorliegenden Gattung können zur Herstellung von Hackschnitzel verschiedener Größe benutzt werden. Diese Maschinen kommen somit in den vielfältigsten Formen und Ausführungen vor. Der Hackrotor mit seinen daran montierten Klingen ist eines der Kernelemente der Zerkleinerungsmaschine und in einem (vorzugsweise schallisolierten) Gehäuse angeordnet, um Schutz vor versehentlichem Berühren aber auch vor wegfliegenden Teilen zu gewährleisten. Eine Welle treibt den Hackrotor mittels eines Drehantriebes, vorzugsweise einem Elektro- oder Verbrennungsmotor, an.
- Als Charakteristik einer Zerkleinerungsmaschine spielt neben der Produktionsmenge der Hackschnitzel pro Zeiteinheit (Hackleistung), also die Geschwindigkeit mit der die Zerkleinerungsmaschine ein bestimmtes Volumen an Hackgut produziert, auch noch die Größe und ggf. Maßhaltigkeit der Hackschnitzel, ein signifikantes Merkmal einer Zerkleinerungsmaschine, eine große Rolle. Darüber hinaus gilt, dass je höher die Produktionsmenge pro Zeiteinheit ist, umso geringer sind natürlich die Produktionskosten, und je größer und genauer der Einstellbereich bezüglich der Größe der Hackschnitzel ist, umso besser ist die Qualität der Hackschnitzel.
- Auch ist es wichtig, dass die Maßhaltigkeit der produzierten Hackschnitzel bestimmte Anforderungen erfüllt.
- Der Hackrotor und insbesondere die Klingen sind dabei sehr hohen mechanischen Belastungen ausgesetzt, z.B. durch ungewollt eingebrachte Steine bzw. Metall oder auch durch Harthölzer, und unterliegen deshalb hohem Verschleiß. Aufgrund der Abnutzung müssen die Rotorklingen deshalb oft ausgewechselt werden, was zur Folge hat, dass die Klingen und somit die ganze Anlage wieder aufwändig eingestellt und kalibriert werden müssen. Der hierfür erforderliche Arbeits- und Zeitaufwand sollte natürlich so gering wie möglich sein.
- Bei bisherigen Anlagen muss die Zerkleinerungsmaschine für die Instandhaltung des Hackrotors vergleichsweise aufwendig und zeitintensiv von einem Fachmann bearbeitet werden. Ein Fachmann kann dafür unter Umständen mehrere Stunden benötigen, was eine hohe Standzeit der Maschine und hohe Personalkosten durch die Notwendigkeit von geschultem Personal zur Folge hat.
- In der Europäischen Patentanmeldung
EP 2 233 260 B1 ist eine Vorrichtung zum Zerkleinern von Holz offenbart. Diese Vorrichtung zum Zerkleinern von Holz hat einen Rotor mit wenigstens zwei in Rotorachsrichtung beabstandeten und koaxial zueinander angeordneten (parallelen) Rotorscheiben (Rippen/Stege), wobei an je zwei unmittelbar zueinander benachbarten Rotorscheiben wenigstens ein lösbar an den Rotorscheiben befestigter Messerträger vorgesehen ist, der den Spalt zwischen den zwei benachbarten Rotorscheiben überbrückt. Auf diesem Messerträger ist wiederum wenigstens ein Messer lösbar montiert, wobei der Messerträger auf umfangsseitig auf den Rotorscheiben vorgesehenen Aufnahmen aufruht und mit einer quer zur Aufnahme ausgerichteten Befestigung, vorzugsweise Schrauben, lösbar an den Rotorscheiben bzw. auf deren Scheibenrücken befestigt ist. Die auf dem Messerträger angeordneten Messer überdecken zumindest teilweise die Befestigungmittel (Schrauben) des Messerträgers. Die Messerträger weisen, ebenso wie die Messer, zumindest annähernd eine den äußeren Abstand zwischen zwei benachbarten Rotorscheiben entsprechende Breite auf. - Im Stand der Technik ist bei Zerkleinerungsmaschinen dieser Gattung der Spanraum radial unter den Schneiden/Messern auf einer Seite konstruktionsbedingt axial geschlossen, da dort der Schneidenhalter/Messerträger oder die Schneide direkt auf einem Steg aufliegt. Aufgrund der axial geschlossenen Bauart und der verschiedenen Materialen, die unter Umständen in die Zerkleinerungsmaschine gelangen können, zum Beispiel Steine, Metall oder auch Harthölzern, kann dieser Raum radial unter dem jeweiligen Messerhalter verstopfen und eine manuelle Bereinigung notwendig machen. Das verstopfende Material drückt das Ausgangsmaterial bei einer Drehung des Rotors von der Klinge weg und verhindert, dass die Klinge das Ausgangsmaterial ausreichend berühren kann (Verringerung der Schnitttiefe), wodurch die Effizienz der Maschine sinkt und eine Standzeit zur Wartung notwendig ist.
- Die
EP 2 277 626 A2 offenbart einen Schredder mit axial geschlossener Bauart, der eine Vielzahl radialer Stege aufweist, die kettenartig in Umfangsrichtung miteinander verbunden sind. Dabei ist zwischen zwei Fixier-Stegen jeweils ein dritter Steg angeordnet. - In der
EP 2 255 882 A1 ist eine Zerkleinerungsmaschine mit einer Zerkleinerungseinheit, bestehend aus einem werkzeugtragenden Zerkleinerungsrotor, einer zustellbaren Gegenschneide und einem Siebkorb, wobei der Zerkleinerungsrotor mit Werkzeugaufnahmen ausgestattet ist, offenbart. Dabei sind in der Werkzeugaufnahme jeweils freischwingende oder überlastgesicherte feste Werkzeuge aufnehmbar. - Die
CA 2 638 898 A1 wiederum offenbart allgemein Bürstenschneidköpfe und insbesondere Schutzelemente zum Schneiden von Zahnanordnungen, die an Bürstenschneidköpfen angebracht sind. - Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Hackrotor bereit zu stellen, der möglichst niedrige Standzeiten benötigt, sei es für eine Wartung, Einstellung oder Reparatur. Somit sollte im Schadensfall eine schnelle Reparatur bzw. Auswechslung der Bauteile ermöglicht werden. Auch sollte durch die Erfindung vorzugsweise das Risiko einer Verstopfung des Spanraumes gemäß vorstehender Definition verringert werden.
- Ein Hackrotor zur Herstellung von Hackschnitzel gemäß der vorliegenden Erfindung weist zur Lösung der vorstehenden Aufgabe(n) einen Hackrotor auf, der eine Anzahl, vorzugsweise wenigstens drei, besonders bevorzugt sechs (zumindest teilweise) umlaufende und axial beabstandete/parallele Stege/Rippen/Rotorscheiben hat. Zwischen drei Stegen ist wenigstens ein Messerhalter mit einem lösbar daran montierten Messer und ggf. einer lösbaren Messerabdeckung derart angebracht, dass der Messerhalter unter Überspannung eines mittleren/dazwischen sich befindlichen Stegs an den beiden axial äußeren der drei Stege vorzugsweise mittels Schrauben fixiert ist, also eine Schnittbreite im Wesentlichen axial über drei Stege hinweg ermöglicht. Der Hackrotor gemäß der Erfindung unterscheidet sich vor allem dadurch vom Stand der Technik, dass zwischen der radialen Unterseite des Messerhalters und dem Rücken der dazwischen liegenden Scheibe ein Radialspalt gebildet wird, sodass der Spanraum radial unterhalb des jeweiligen Messerhalters in Axialrichtung erweitert ist. Das Verstopfungsrisiko wird dadurch verringert.
- Der Hackrotor besteht im Groben betrachtet aus einem zylindrischen Grundkörper, vorzugsweise aus Stahl, mit einer axial durchlaufenden Öffnung in der Zylindermitte (axiale Durchgangsbohrung), die ausgestaltet ist, eine Antriebswelle jeglicher Form aufzunehmen, durch die der Hackrotor zur Rotation gebracht wird.
- Die in Axialrichtung parallelbeabstandeten Umlaufstege/-rippen/-scheiben erstrecken sich von der Wellenaufnahme/dem zylindrischen Grundkörper, d.h. von der Zylinderachse radial nach außen weg. Sie sind bevorzugt in der Form von Scheiben vorbestimmter Scheibendicke ausgestaltet, die auf/an die Wellenaufnahme angebracht (gelötet, geschweißt, einstückig ausgeformt) sind und die in einem Querschnitt zumindest abschnittsweise rund sind. Die Stege verlaufen vorzugsweise geschlossen einmal um die Wellenaufnahme/den zylindrischen Grundkörper herum. Alternativ verlaufen sie kreisbogensegmentartig um die Wellenaufnahme/den zylindrischen Grundkörper herum. Die Stege sind in einem Abstand zueinander angeordnet und parallel. In anderen Worten ausgedrückt sind die Stege in Rotorachsenrichtung beabstandet und koaxial zueinander angeordnet. Zwischen den Stegen werden somit in Umfangsrichtung verlaufende Nuten bzw. Spalte ausgebildet, die sich auch komplett um die Wellenaufnahme herum erstrecken.
- Der/jeder Messerhalter besteht aus einer Messerhalterfläche und aus zwei Messerhalterklötzen/Montageabschnitten, die an beiden Seiten mit der Messerhalterfläche verbunden/ausgebildet, vorzugsweise angeschweißt sind. Besonders bevorzugt sind die Messerhalterklötze/Montageabschnitte und die Messerhalterfläche aus einem einzigen Bauteil gefertigt. In der Messerhalterfläche ist eine Vertiefung/Ausnehmung eingebracht, die das Messer aufnimmt, auf der wiederum vorzugsweise eine Messerabdeckung angebracht ist, um die radiale Oberseite des Messers eine konvexe Rundung zu verleihen. Die Messerabdeckung weist dabei wenigstens eine, vorzugsweise zwei Bohrungen auf, die Schrauben, Nieten oder ähnliche Befestigungsmittel enthalten bzw. aufnehmen. Das mindestens eine Befestigungsmittel ist durch wenigstens einer Durchgangsbohrung in dem Messer / der Schneide hindurch mit der Messerhalterfläche in der Vertiefung schraubtechnisch verbunden.
- Die Stege sind so angeordnet, dass mindestens ein Messerhalter, der zwischen zwei Stegen gespannt/angeordnet ist, einen dritten (dazwischen liegenden) Steg überspannt, der vorzugsweise unterhalb der überspannenden Messerhalters abgeflacht ist, um zwischen sich und der radialen Unterseite des Messerhalters einen Radialspalt zu bilden (Spanraum). An den Stegen können mehr als ein Messerhalter pro Steg befestigt sein. Sollten mehrere Messerhalter an einem Steg befestigt sein, verteilen sich die Messerhalter gleichmäßig auf der Oberfläche des Steges in dessen Umfangsrichtung. So sind die Messerhalter bei zwei Messerhaltern um 180 Grad beabstandet, bei 3 Messerhalter um 120 Grad, bei 4 Messerhalter um 90 Grad und so weiter im Sinne einer logischen Reihe. Die Anordnung der Messerhalter im Rotor ist die, dass wenigstens ein Messerhalter an einem ersten und einen dritten Steg fixiert ist und den dazwischen liegenden zweiten Steg überspannt. Bei vier Stegen ist wenigstens ein Messerhalter an dem ersten und dritten Steg fixiert und überspannt den zweiten Steg, wobei an dem zweiten und dem vierten Steg wenigstens ein weiterer Messerhalter im Umfangsabstand zum ersten Messerhalter angeordnet ist, der dann den dritten Steg überspannt, und so weiter. Bei einer höheren Anzahl von Stegen ist der weitere Aufbau (nach Art einer Treppe) analog.
- Unter den beiden Fixier-Stegen sind die beiden Stege zu verstehen, an denen jeweils ein Messerhalterklotz eines Messerhalters befestigt ist. In anderen Worten sind die Fixier-Stege die Stege, zwischen denen der Messerhalter gespannt bzw. angebracht ist.
- Unter überspannten Steg versteht man dabei den Steg, der radial unter dem Messerhalter sowie axial zwischen den Fixierstegen bezüglich des jeweiligen Messerhalters verläuft. In anderen Worten ist der überspannte Steg der mittlere Steg, der zwischen den Stegen angeordnet ist, die einen Messerhalterblock aufweisen und zwischen denen somit ein Messerhalter gespannt bzw. angebracht ist. In wieder anderen Worten ausgedrückt, verläuft der Spanraum des überspannten Stegs radial unter dem Messer hindurch, das sich auf dem Messerhalter befindet, der von den beiden axial außen liegenden Stegen getragen wird, welche schließlich den jeweiligen Spanraum axial begrenzen.
- Vorteilhaft bei einer Bauform eines Hackrotors wie oben dargelegt, ist die radiale Zugänglichkeit der Befestigungsmittel, wie zum Beispiel der Schrauben, mittels derer der Messerhalter und die Messerabdeckung an dem jeweiligen Steg befestigt sind. Dadurch sind die erwähnten Elemente leicht abzunehmen und zu wechseln, zum Beispiel bei Beschädigungen.
- Die Stege des Hackrotors weisen jeweils Vertiefungen/Abflachungen an den Stegrücken zur Aufnahme des wenigstens einen Schneidenhalterklotzes/Messerhalterklotzes (auch Klotz genannt) auf. Die Vertiefungen für den Messerhalterklotz sind vorzugsweise rechteckförmig in die Stege eingebracht, vorzugsweise durch Fräsen. Eine Rechteckform gewährleistet in Drehrichtung aber auch in der entgegen gesetzten Richtung die beste Kraftübertragung in Umfangsrichtung. Die Vertiefungen weisen dabei Radialbohrungen mit Gewinden auf, in denen die Schrauben mit denen der Messerhalterklotz an dem Steg befestigt wird, eingebracht werden können. Es ist aber auch eine alternative Befestigung der (Messerhalte-)Klötze mittels Schweißen, Löten, Nieten oder ähnlichem möglich. Die Seitenwände der Vertiefungen und die Bodenfläche der Vertiefungen sind durch abgerundete Ecken vorzugsweise im 90 Grad Winkel verbunden. Die Dimensionierung der einzelnen Vertiefungen ist an die dafür vorgesehenen Klötze derart angepasst, dass die Klötze möglichst ohne Spiel in den Vertiefungen sitzen, um optimal in Umfangsrichtung wirkende Kräfte in die Stege einleiten zu können. Es ist aber auch grundsätzlich möglich, die Klötze ohne Vertiefungen direkt an den Rücken der Stege zu befestigen.
- Die Klötze sind mittels einer lösbaren Verbindung in den Vertiefungen angebracht. Vorzugsweise sind die Klötze in die Vertiefungen der Stege geschraubt, sie können aber auch mittels anderer lösbaren Verbindungen an dem Steg befestigt werden. Die lösbare Verbindung erlaubt eine schnelle Auswechslung der Klötze. In besonderen Fällen können die Klötze auch mittels nichtlösbarer Verbindungen wie Schweißen oder Löten an den Stegen befestigt sein.
- Die Anzahl der Bohrungen in den Klötzen ist für den jeweiligen Klotz charakteristisch. Charakteristisch in dem Sinne, dass ein Algorithmus erkennbar ist im Zusammenhang mit der Anzahl der Bohrungen. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind somit in jeden Messerhalterklotz beispielsweise vier Bohrungen angebracht. Durch die Anzahl der Bohrungen kann in einem Fall, in dem Messerhalterklötze unterschiedlicher Größe an einem Hackrotor vorhanden sind, nur der jeweilige, dafür vorgesehene Klotz in die jeweilige, passende Vertiefung eingebracht werden (Poka-Yoke-Prinzip). Durch die Anzahl der Bohrungen ist die Zuordnung schon auf den ersten Blick für den Anwender sichtbar. Somit ist eine Verwechslung ausgeschlossen und eine fehlerhafte Montage der falschen Klötze am falschen Ort gar nicht erst möglich.
- Der überspannte Steg ist zur Drehrichtung und der gegenüberliegenden Richtung hin offen und bildet somit unter dem Messerhalter einen in Umfangsrichtung des Rotors offenen Spanraum, vorzugsweise mit einer wellenförmigen Spanleitfläche.
- Ein Spanraum (oder auch Spankammer) ist ein Raum unter dem Messer. Er dient der Aufnahme des abgetrennten Materials und befördert dieses bei der Rotation aus dem Hackrotor. Der in Umfangsrichtung offene Spanraum der Erfindung weist vorzugsweise nur eine Ecke/Kante auf, dort wo die schneidenvorgelagerte Stegoberfläche des überspannten Stegs in den Spannraum bzw. in die den Spanraum bildende Abflachung des überspannten Stegs übergeht. Der ansonsten eckenlose Rücken des überspannten Stegs im Bereich des Spanraums, ist bevorzugt in welliger oder abgerundeter Ausführung ausgebildet und verhindert so ein Verkeilen der Hackschnitzel. Dies begünstigt die Spanableitung bzw. die Spanabfuhr aus dem Spanraum, was eine höhere Rotationsgeschwindigkeit ermöglicht und somit ein größeres Produktionsvolumen pro Zeiteinheit.
- Es ist hierbei vorteilhaft, wenn der dazwischen liegende Steg, das heißt der von dem Messerhalter überspannte / überbrückte Steg, von einer bis auf die Wellenaufnahme verlaufenden Radialkante, also einer in der Radialrichtung des Hackrotors verlaufenden Kante, definiert / begrenzt ist und somit in Umfangsrichtung ein Scheibenfragment / eine Teilkreisscheibe darstellt, um das Volumen des Spanraums zu vergrößern. Der zuvor vorgestellte weiche Übergang zwischen dem überspannten Steg und dem Spanraum ist in dieser Ausführungsform nicht erwünscht, um den Spanraum als möglichst großes Hohlvolumen auszubilden, das eine dementsprechende Hackschnitzelzerkleinerung ermöglicht und das die Gefahr eines Hackschnitzelaufstaus in dem Spanraum weiter minimiert.
- Insbesondere wenn die Wellenaufnahme im Bereich des Spanraums umfangsseitig derart abgetragen / abgefräst / abgeschnitten ist, dass sie einen Spanraumgrund als gerade / plane Ebene ausbildet, ist dem Ziel der Spanraumvergrößerung weiter Folge geleistet. Diese gerade Ebene, die also keine bzw. nur eine minimale Wölbung aufweist, steht orthogonal zur Radialrichtung des Hackrotors. Die Ebene / der Spanraumgrund erstreckt sich im Wesentlichen über die gesamte axiale Distanz zwischen den den Messerhalter abstützenden Fixier-Stegen.
- Die Fixierstege weisen sich in Axialrichtung erstreckende Durchgangsöffnungen auf, die vorzugsweise in dem Bereich angeordnet sind, an dem sich bei einem benachbarten Steg der Spanraum befindet. Dadurch wird der jeweilige Spanraum in Axialrichtung nicht vollständig durch die jeweiligen Fixierstege geschlossen sondern bleibt durch die vorstehend erwähnten Durchgangsöffnungen für die Hackschnitzel durchlässig. Diese Öffnungen sind bevorzugt rund, sie können aber auch jegliche andere Form aufweisen und durch Fräsungen oder ähnlichem realisiert werden. Diese Öffnungen haben zwei Effekte:
So wird erstens das Gewicht des Rotors durch diese Bohrungen verringert, was das Massenträgheitsmoment beim Anlaufen des Rotors verringert, und den Hackrotor somit beim Starten beschleunigt und vor allem auch energieeffizienter macht. Der zweite Effekt besteht darin, dass im Fall einer Verstopfung des Spannraumes eine Eisenstange oder ähnliches zum Lösen der Verstopfung durch die Durchgangsöffnungen geführt werden kann und einen Eingriff bzw. Zugang in dem verstopften Spannraum somit wesentlich vereinfacht. - Der Messerhalter des Hackrotors weist eine vertiefte Messeraufnahme zur Aufnahme des Messers und der Messerabdeckung auf, die an ihrem Drehrichtungsabgewandten Ende einen Anschlag hat, der sowohl das Messer als auch die Messerabdeckung abstützt.
- In anderen Worten hat die Schneiden- / Messeraufnahme eine Vertiefung zur Aufnahme des Messers und dessen Messerabdeckung, wobei die Vertiefung von dem drehrichtungszugewandten Ende des Messerhalters bis zu dem Anschlag in dem Messerhalter eingebracht ist. Dadurch, dass der Anschlag beide Elemente in Rotationsrichtung abstützt, sowohl die Messerabdeckung wie auch das Messer, kann eine erhöhte Sicherheit gegen ein Abschlagen durch das Ausgangmaterial oder harte Fremdkörper wie Eisen oder Steine erreicht werden. Die Rückseite des Messers und der Messerabdeckung stützen sich am Anschlag der Messeraufnahme ab, um die Kraft optimal übertragen zu können. Dabei ist das Messer vorzugsweise aus einem sehr harten Material gefertigt und die Messerabdeckung aus einem etwas weicheren aber immer noch harten Material. Dies erlaubt es, Kosten einzusparen. Besonders bevorzugt ist es, nur die Klinge/die Schneide aus einem sehr harten Material und den restlichen Körper des Messers hingegen aus einem weicheren Material herzustellen, da er durch den Messerhalter und die Messerabdeckung geschützt ist.
- Jeder Steg nimmt vorzugsweise wenigstens einen Messerhalterklotz auf, und besonders bevorzugt zwei, die diametral gegenüberliegen. Der Messerhalter weist insbesondere Halterschutzplatten auf, die aus einem härteren Material bestehen als der Messerhalter selbst, wobei die Halterschutzplatten vorzugsweise angelötet oder angeschweißt sind. Der Messerhalter ist dabei an seiner radial nach außen gerichteten Oberfläche mit den Platten bzw. Halterschutzplatten ausgestattet. Die Platten verkleiden die ganze Oberfläche des Messerhalters mit Ausnahme des Flächenabschnitts an dem das Messer platziert werden soll. Die Platten sind an der dem Ausgangsmaterial zugewandten Seite angeordnet. Sie schützen somit den Messerhalter vor Abnutzung.
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Figur 1 zeigt eine erste Ausführungsform eines Hackrotors in einer perspektivischen Ansicht. -
Figur 2 zeigt die erste Ausführungsform des Hackrotors in einer weiteren Ansicht. -
Figur 3 zeigt den Hackrotors mit mehreren Spanräumen. -
Figur 4 zeigt einen Messerhalter perspektivisch dargestellt. -
Figur 5 zeigt eine Vertiefung perspektivisch dargestellt. - In
Figur 1 ist ein Hackrotor 2 in (perspektivischer) Frontalansicht dargestellt. Von einer zentralen Wellenaufnahme 4 erstrecken sich ringscheibenförmige Stege/Rippen 6 radial von der Rotationsachse entlang der Wellenaufnahme 4 weg. Die Stege 6 sind in Rotationsachsenrichtung voneinander beabstandet und sind vorzugsweise planparallel zueinander ausgerichtet. An den Stegen 6 sind an deren Stegrücken im Wesentlichen plattenförmige Messerhalter 8 angebracht/angeschraubt, die sich aus jeweils einem Messerhalteklotz 26 pro axialem Endabschnitt eines Stegs 6 und einer zwischen den Messerhalteklötzen 26 angeordneten Messerhaltefläche 24 zusammensetzen. Die Messerhalter 8 sind derart beschaffen, dass in Axialrichtung zwischen den (Fixier-)Stegen 6 in Umfangsrichtung versetzt ein weiterer Steg 6 verläuft, sie diesen also sozusagen überspannen. Genauer gesagt überspannen die Messerhalter 8 einen sogenannten Spanraum 10 radial unterhalb des Messers / einer Schneide 28 bzw. unterhalb des Messerhalters 8, welcher Spanraum 10 durch eine den dazwischen liegenden Steg 6 in eine Teilkreisform definierende Radialkante 40 und den darüber brückenden Messerhalter 8 gebildet/definiert wird. Die Messerhalter 8 sind lösbar mittels Schrauben an den axial äußeren Stegen 6 befestigt, die auch als Fixierstege für den jeweiligen Messerhalter 8 bezeichnet werden können. - Die zentrale Wellenaufnahme 4 ist dafür ausgelegt und angepasst, von einer Welle in Rotation versetzt zu werden. Die Wellenaufnahme 4 ist vorzugsweise hohlzylindrisch ausgestaltet. An der Wellenaufnahme sind die Stege 6 angebracht/ausgebildet. Des Weiteren weist die Wellenaufnahme 4 Ausweiser 12 in den Freiräumen zwischen den Stegen 6 auf, die sich rippenartig partiell in Umfangsrichtung erstrecken. An den Ausweisern 12 können Sicheln 16 bzw. sichelförmige Abstandshalter montiert werden, die das Hackgut bei Rotation des Hackrotors 2 radial aus diesem befördern. Die Freiräume zwischen den Stegen 6 werden als Ringnute 14 bezeichnet.
- Die Stege 6 sind in Form (teilkreis-)runder Scheiben an der Wellenaufnahme 4 angebracht. Die wenigstens drei, vorzugsweise sechs Stege 6 sind planparallel in Richtung der Rotationsachse zueinander auf der Wellenaufnahme 4 angeordnet. Die Stege 6 verlaufen um die Wellenaufnahme 4 herum. Die Stege 6 weisen an deren Rücken radiale Vertiefungen 20 auf. Die Vertiefungen 20 an der radialen Oberfläche der Stege 6, also dem Umfang/Rücken der Stege 6, ist als wenigstens eine Messerhalterklotzaufnahme 20 ausgebildet. Die Stege 6 weisen im Bereich des Spanraums 10 wenigstens eine axiale Durchgangsöffnung 22 auf.
- Der Messerhalter 8 weist, wie eingangs erwähnt, eine (mittlere) Messerhalterfläche 24 auf, die zwei Schneidenhalterklötze / Messerhalterklötze oder Montageabschnitte 26, die in den Vertiefungen 20 angebracht sind, miteinander verbindet. In anderen Worten ist die Messerhalterfläche 24 zwischen den Messerhalterklötzen 26 angeordnet bzw. gebrückt. Da die Messerhalterklötze 26 an den (Fixier-)Stegen 6 fixiert/fixierbar sind, werden auch die Stege 6 durch die Messerhalterfläche 24 und somit durch den Messerhalter 8 verbunden bzw. gespannt bzw. gebrückt. Die Hauptfunktion des Messerhalters 8 besteht darin, dass er erstens das Messer 28 aufnimmt/lagert und zweitens den weiteren, dazwischen liegenden Steg 6 überbrückt, um den Spanraum 10 mit der gewünschten Geometrie auszubilden. Das bedeutet, dass zwischen den zwei Stegen 6, an denen ein jeweiliger Messerhalter 8 fixiert ist (Fixier-Stege), ein dritter Steg 6 angeordnet ist, auch wenn dieser im Bereich des Spanraums 10 unterbrochen ist. Die zwei äußeren Stege 6 nehmen den Messerhalter 8 über die Klötze 24 mittels der Vertiefung 20 auf. An der Stelle in Umfangsrichtung, an der bei den beiden äußeren Stegen 6 der Messerhalter 8 angeordnet ist, weist der Messerhalter 8, der zwischen den beiden Fixier-Stegen 6 liegt, den Spanraum 10 auf, da dieser von dem Messerhalter 8 überspannt / überbrückt ist. Der Spanraum 10 bildet dabei Spanraumgrund 42 in Form einer geraden Ebene im Bereich des dazwischen liegenden Stegs 6 aus, so dass der Messerhalter 8 ohne Berührung des überspannten Stegs 6 bzw. des dazwischen angeordneten Stegs 6 zwischen den beiden äußeren Fixier-Stegen 6 verläuft. Bei einer höheren Anzahl von Stegen 6 sind alle oder alle bis auf die beiden ganz außen liegenden Stege 6 gleichzeitig überspannende Stege (Fixier-Stege) 6 und überspannte (dazwischen liegende) Stege 6.
- Der Messerhalter 8 weist neben der Messerhalterfläche 24 und den zwei Messerhalterklötzen 26 noch eine Vertiefung/Mulde 30 auf der radial zur Rotationsachse entfernten (radial äußeren) Seite auf. Des Weiteren sind auf dieser Seite der Messerhalterfläche 24 auch noch Halterschutzplatten angebracht. Die Vertiefung 30 ist dafür vorgesehen und angepasst, das Messer 28 und teilweise eine Messerabdeckung 34 aufzunehmen. Genauer gesagt liegt die Messerabdeckung 34 auf dem Messer 28, das wiederum in der Vertiefung 30 auf der Messerhalterfläche 24 des Messerhalters 8 liegt. Die Messerhalterabdeckung 34 weist Bohrungen, vorzugsweise Sacklochbohrungen, auf, in denen Befestigungsmittel, vorzugsweise Schrauben, aufgenommen sind, die die Messerhalterabdeckung 34 über Durchgangsbohrungen im Messer 28 mit dem Messerhalter 8 verbinden. Die Vertiefung 30 weist einen Messeranschlag 36 auf, der zur Kraftübertragung von dem Hackrotor 2 über die Wellenaufnahme 4 auf zumindest einen der Stege 6, weiter auf den Messerhalter 8 und somit auf das Messer 28 und auf die Messerabdeckung 34 dient. Das Messer 28 ist das Bauteil des Hackrotors 2 aus dem härtesten Material. Die Messerabdeckung 34 und die Halterschutzplatten sind auch aus einem Material, das im Vergleich zu der Wellenaufnahme 4 oder auch dem Körper des Messerhalters 8 härter sind.
- Der Spanraum 10 ist eine Aussparung bzw. Vertiefung auf der radial zur Rotationsachse am meisten entfernten Oberfläche des jeweiligen Steges 6 bzw. auf dessen Umfangfläche. Der Spanraum 10 bzw. der Spanraumgrund 42 verläuft gerade, jedoch entlang des Umfangs des Steges 6. Der Spanraum 10 ist so angeordnet, dass er zumindest teilweise vor dem Messer 28 (vorauseilend), das von zwei Stegen 6 gehalten wird, beginnt/liegt. Eine Oberflächenkante von vorzugsweise 90 Grad ist zwischen der radialen Oberfläche des Steges 6 und der Seitenwand der Vertiefung bzw. Aussparung ausgebildet. Die Oberflächenkante ist dem Messer 28 in Rotationsrichtung zumindest teilweise vorgelagert angeordnet. Die Seitenwand geht in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel unter Abstufung in den Spanraumgrund 42 über. Der Spanraumgrund 42 geht am anderen Ende der Vertiefung bzw. des Spanraumes 10 ohne Ecken / abknickende Übergänge wieder in die Oberfläche des jeweiligen Stegs 6 über. Hierbei wird eine Radialkante 40 ausgeformt. Der Spanraum 10 bzw. der Spanraumgrund 42 bildet somit einen im Rotorquerschnitt stufigen / kantigen Übergang von der in Rotationsrichtung vorgehenden Oberflächenkante bzw. dem Beginn des Spanraums 10 zu dem in Rotationsrichtung nachfolgenden Übergang des Spanraums 10 zur Oberfläche des Stegs 6.
- Die Ausweiser 12 sind auf Flächen zwischen den planparallel beabstandeten Stegen 6, also der Ringnut 14, angebracht. Diese Ausweiser 12 sind in der Form von Erhöhungen bzw. kleinen, kurzen Stegen/Leisten am Boden der Ringnut 14 angebracht. Auf ihnen wiederum sind die Sicheln 16 etwa angeschraubt. Sie sind dem Messer in Rotationsrichtung vorgehend angebracht. Die Ausweiser 12 mit oder ohne Sichel haben die Aufgabe, das Hackgut, das sich in den Zwischenräumen zwischen den Stegen 6, also der Ringnut 14, sammelt, zu entfernen. Der Ausweiser 12 und/oder die Sichel 16 weisen axial ausgerichtete Öffnungen an ihren Seitenwänden in der Form von Durchgangsbohrungen auf, um eine Befestigungsaufnahme auszubilden.
- Die Ringnut 14 ist der Raum zwischen den Stegen 6. Den Boden der Ringnut 14 bildet die Außenfläche der zylindrischen Wellenaufnahme 4 und die Seitenflächen der Ringnut 14 sind die seitlichen Flächen der scheibenförmigen Stege 6. Die Ringnuten 14 sind ebenso wie die Stege 6 im Bereich des Spanraums 10 vom Spanraumgrund 42 unterbrochen.
- Die Vertiefungen 20 sind an der radialen Oberfläche der Stege 6, also zu der radial am meisten entfernten Oberfläche von der Rotationsachse, eingebracht und dafür geeignet und angepasst, den jeweiligen, in der Größe korrespondierenden Gegenpart / "Klotz" 26 des Messerhalters 8 aufzunehmen. Die Vertiefungen 20 sind vorzugsweise rechteckförmig und an ihren Ecken, die von der Seitenwand der Vertiefung in den Boden der Vertiefung übergehen, abgerundet.
- Die axiale Durchgangsöffnung 22 bzw. eine Mehrzahl von axialen Durchgangsöffnungen 22 befindet sich in den Stegen 6. Diese Öffnungen 22 sind Durchgangsbohrungen in den Stegen 6. Sie dienen der Gewichtsreduktion der Stege 6 und der Entfernung von Hackgut in den Ringnuten 14, indem durch sie eine Stange zum Entfernen durch einen Bediener durchführbar ist. Diese Öffnungen 22 sind demnach so angeordnet, dass sie sich bei benachbarten, parallelen Stegen 6 an der Stelle befinden, an der sich der Spanraum 10 befindet. Das bedeutet, die Öffnungen 22 des einen Stegs 6 und der Spanraum 10 des nebenstehenden Stegs 6 sind auf einer Winkellage bzw. sind sie parallel zueinander auf den Stegen 6 angeordnet.
-
Figur 2 zeigt den Hackrotor 2 in einer Ansicht, in der der Rotor 2 gegenüber der Darstellung ausFigur 1 weiterrotiert ist. Die inFigur 2 gezeigten Elemente gleichen demnach denen ausFigur 1 und sind vorliegend nochmals in einer anderen Perspektive zum besseren räumlichen Verständnis der Erfindung dargestellt. So ist etwa erkennbar, dass der jeweils überbrückte Steg die Form eines Scheibenfragments / eines Teilkreises aufweist. Das Scheibenfragment stellt also den Teil des von dem Messerhalter 8 überbrückten Steges 6 dar, der nicht von dem Spanraum 10 unterbrochen ist. In Umfangsrichtung nimmt der Spanraum 10 vorzugsweise eine Winkelspanne von 60° bis 120°, vorzugsweise von rund 90° ein, wobei jene Winkelspanne im Sinne der flexiblen Spanraumausgestaltung in verschiedenen Ausführungsformen variierbar ist. -
Figur 3 zeigt den Hackrotor 2 in einer weiteren Ansicht. Hierbei ist die Kompaktheit der erfindungsgemäßen Anordnung nochmals veranschaulicht. Ein in Axialrichtung gesehen erster Steg 6a bildet mit einem dritten Steg 6c für den Messerhalter 8a ein erstes Paar an Fixier-Stegen 6a, 6c. Der zwischen den Stegen 6a, 6c ausgebildete Steg 6b bildet mittels der Radialkante 40a einen ersten Spanraum 10a. In Rotationsrichtung des Rotors 2 betrachtet, also in der Richtung, in die das Messer / die Schneide 28a zeigt, bildet eben jener Fixier-Steg 6c des ersten Spanraums 10a einen überbrückten Steg für den zweiten Spanraum 10b. Die Ringnut 14b geht in Umfangsrichtung gesehen also von dem zweiten Spanraum 10b in den ersten Spanraum 10a über. Hieraus folgt, dass ein Fixier-Steg gleichzeitig ein überbrückter Steg ist und anders herum. - In
Figur 4 ist der Messerhalter 8 vergrößert dargestellt. Er ist mittels Fixierelementen 18 derart fixierbar, dass der Messerhalteklotz 26 in der Vertiefung 20 zusätzlich zum Formschluss noch kraftschlüssig arretierbar ist. Die Messerhaltefläche 24 weist außerdem die vorstehend erwähnte Vertiefung 30 auf, um das Messer 28, das bis auf seine Schneide von der Messerabdeckung 34 geschützt ist, aufzunehmen. -
Figur 5 zeigt den Rotor 2 in einer weiteren Ansicht. Ein Paar von Schrauben 32, die von außerhalb betätigbar sind, verläuft durch die Messerabdeckung 34, um das Messer 28 in der Messerhaltefläche 24 definiert und robust festzusetzen. Die Messerhaltefläche 24 weist einen Messeranschlag 36 auf, der eine Anlagefläche für das Messer 28 bereitstellt, um die von dem Messer 28 aufgenommene Kraft weiter zu stützen. - In
Figur 5 ist überdies der Messerhalteklotz 26 nicht dargestellt, um die Beschaffenheit der Vertiefung 20 zu verdeutlichen. Vorliegend weist sie vier Aufnahmebohrungen 38 auf, in die jeweils eine Schraube, die den Messerhalteklotz 26 festsetzt, eingreifen kann. - Ergänzend sei erwähnt, dass es möglich ist, dass sich der Messerhalter 8 bzw. die Messerhalterfläche 24 über einen in Radialrichtung verlaufenden Abstützsteg an dem darunterliegenden Steg 6 bzw. der Spangrundfläche 42 abstützt. Dadurch dass der Abstützsteg klein gehalten wird, ist immer noch ein vergleichsweise niedriges Risiko vorhanden, dass der Spanraum 10 verstopft, bezüglich dem Stand der Technik. Auch ist es durch diese Bauform möglich, einen höheren radialen Druck zu der Rotationsachse hin aufzubringen, da der Messerhalter 8 sich abstützen kann und deshalb nicht mehr verbogen werden kann.
- Mittels der variierbaren, also flexibel ausgestaltbaren, Anordnung der Radialkante 40 in Umfangsrichtung sowie mittels des Messerhalteklotzes 26 lässt sich die Größe des Spanraums 10 über verschiedene Kenngrößen anpassen / flexibel vergrößern, was es dem erfindungsgemäßen Hackrotor 2 ermöglicht, die zu erzielende Hackschnitzelgröße auf das jeweilige Anwendungsgebiet anzupassen.
- Um den Spanraum 10 weiter zu vergrößern, ist ein Spanraumgrund / Spanraumboden 42 gegenüber dem restlichen radialen Außenbereich der Wellenaufnahme 4 nach radial innen abgetragen. Anders ausgedrückt findet im Bereich des Spanraums 10 eine Ausbuchtung / Aushebung des Spanraumgrunds 42 statt, wodurch das Spanraumvolumen weiter vergrößert ist. Der Spanraumgrund 42 stellt im Wesentlichen eine gerade Ebene dar, die keine Wölbung aufweist. Der Spanraumgrund 42 ist zudem derart angeordnet, dass eine Gerade existiert, die zu der geraden Ebene des Spanraumgrunds 42 und zur Rotationsachse des Hackrotors 2 orthogonal steht.
- Auf dem Spanraumgrund 42 sind überdies Spanraumausweiser angebracht, die die Form eines Kreisfragments aufweisen und einen Übergang zwischen dem Spanraumgrund 42 und den Fixier-Stegen 6 gestuft ausgestalten, was etwa der Führung von Hackschnitzeln im Spanraum 10 dient.
-
- 2
- Hackrotor
- 4
- Wellenaufnahme
- 6
- Steg
- 8
- Messerhalter
- 10
- Spanraum
- 12
- Ausweiser
- 14
- Ringnut
- 16
- Sichel
- 18
- Fixierelemente
- 20
- Vertiefung / Messerhalterklotzaufnahme
- 22
- Öffnung
- 24
- Messerhalterfläche
- 26
- Messerhalterklotz
- 28
- Messer
- 30
- Vertiefung
- 32
- Schrauben
- 34
- Messerabdeckung
- 36
- Messeranschlag
- 38
- Aufnahmebohrung
- 40
- Radialkante
- 42
- Spanraumgrund
Claims (10)
- Hackrotor (2) zur Herstellung von Hackschnitzeln mit einer Wellenaufnahme (4) die wenigstens drei, bevorzugt sechs umlaufende und axial beabstandete radiale Stege (6) aufweist, an denen Messerhalter (8) montiert sind, wobei an zwei Fixier-Stegen (6) wenigstens ein Messerhalter (8) derart montiert ist, dass dieser einen zwischen den beiden Fixier-Stegen (6) angeordneten dritten Steg (6) frei überspannt, wodurch sich unterhalb des Messerhalters (8) ein Spanraum (10) von einer axialen Länge über drei aufeinanderfolgende Stege (6) hinweg ausbildet, dadurch gekennzeichnet, dass der zwischen den Fixier-Stegen liegende Steg (6) in Drehrichtung und der gegenüberliegenden Richtung offen ist und unter dem Messerhalter (8) einen offenen Spanraum (10) zur Aufnahme und Förderung der Hackschnitzel aus dem Hackrotor (2) ausbildet.
- Hackrotor (2) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Fixier-Stege (6) an ihren radialen Außenseiten jeweils wenigstens einen Messerhalterklotz (26) aufweisen, der lösbar an den Fixier-Stegen (6) angebracht sind.
- Hackrotor (2) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (6) des Hackrotors (2) jeweils Vertiefungen (20) aufweisen zur Aufnahme des wenigstens einen Messerhalterklotzes (26), wobei die Vertiefungen (20) vorzugsweise rechteckförmig ausgestaltet sind.
- Hackrotor (2) nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Messerhalterklötze (26) jeweils lösbar mittels Schrauben, an den Stegen (6) angebracht sind.
- Hackrotor (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zwischen den Fixier-Stegen liegende Steg (6) von einer Radialkante (40) definiert ein Scheibenfragment darstellt, um das Volumen des Spanraums (10) zu vergrößern.
- Hackrotor (2) nach einem der Ansprüche 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellenaufnahme (4) im Bereich des Spanraums (10) derart abgetragen ist, dass sie einen Spanraumgrund (42) als gerade Ebene ausbildet.
- Hackrotor (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (6) axial ausgerichtete Durchgangsöffnungen (22) aufweisen, die vorzugsweise an der Stelle angeordnet sind, an dem sich bei einem benachbarten Steg (6) der Spanraum (10) befindet.
- Hackrotor (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Messerhalter (8) eine Vertiefung (30) zur Aufnahme des Messers (28) und einer Messerabdeckung (34) aufweist, die an ihrem drehrichtungsabgewandten Ende einen Messeranschlag (36) hat, der sowohl das Messer (28) als auch die Messerabdeckung (34) abstützt.
- Hackrotor (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Steg (6) wenigstens einen Messerhalterklotz (26), aufnimmt und bevorzugt jeweils zwei, die diametral gegenüberliegen.
- Hackrotor (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Messerhalter (8) Halterschutzplatten aufweist, die aus einem härteren Material bestehen als der Körper des Messerhalters (8), wobei die Halterschutzplatten vorzugsweise angelötet oder angeschweißt sind.
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