DE102007016231B4

DE102007016231B4 - Verfahren und Vorrichtung zum Vorspannen eines Messerrotors einer Schneidvorrichtung

Info

Publication number: DE102007016231B4
Application number: DE102007016231.8A
Authority: DE
Inventors: Johannes Smits
Original assignee: Hugo Vogelsang Maschinenbau GmbH
Current assignee: Hugo Vogelsang Maschinenbau GmbH
Priority date: 2006-05-09
Filing date: 2007-04-04
Publication date: 2016-03-17
Anticipated expiration: 2027-04-05
Also published as: DE102007016231A1

Abstract

Vorrichtung zum Vorspannen eines Messerrotors (14) in Bezug auf eine feststehende Loch- oder Siebplatte oder auf ein Schneidsieb (13) einer Schneideinrichtung für Grobstoffe mit sich führende FIüssigkeiten (Nasszerkleinerer), wobei der Messerrotor (14) mittels eines axialdruck-erzeugenden Teiles in seiner Arbeitslage festgelegt ist, der axialdruck-erzeugende Teil über eine obere und/oder eine untere Spannmutter (19, 17) vorgespannt und mit dem Messerrotor (14) mitdrehend angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der axialdruck-erzeugende Teil als Vorspannteil (18) koaxial innerhalb einer Messerantriebswelle (15) angeordnet ist und dass die Messerantriebswelle (15) und das Vorspannteil (18) über die eine und/oder die andere Spannmutter (17, 19) miteinander verbunden sind.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Vorspannen eines Messerrotors in Bezug auf eine feststehende Loch- oder Siebplatte oder auf ein Schneidsieb einer Schneidvorrichtung für Grobstoffe mit sich führende Flüssigkeiten. Sie bezieht sich auf ein solches Verfahren.
Derartige Schneidvorrichtungen sind bekannt. Es ist auch bekannt, eine Messervorspannung bei derartigen Schneidvorrichtungen vorzusehen, beispielsweise über einen Hydraulikzylinder ( DE 299 10 596 U1 sowie DE 20 2005 010 617 U1 ). Auch ist eine mechanische Messervorspannung mittels eines selbst hemmenden Exzenters bekannt ( DE 202 17550 U1 ).
Bei sog. Nasszerkleinern in Biogas-Anlagen müssen große Mengen an Feststoffen zerkleinert werden, wohingegen in Kläranlagen nur sehr geringe Feststoffanteile anfallen. Im ersten Fall ist eine hohe Messer-Vorspannung erforderlich, im zweiten Fall meist nur eine geringe aber in bestimmten Situationen auch eine höhere. Eine ständig zu hohe Vorspannung würde im zweiten Fall einen nicht akzeptabel hohen Messerverschleiß verursachen.
Um solche Unterschiede in der zu behandelnde Flüssigkeit berücksichtigen und den Messerverschleiß minimieren zu können, soll eine Regelung der Messervorspannung geschaffen werden, die entsprechend den Betriebsbedingungen optimal eingestellt werden kann und dies auch mit kleinen Ansprechzeiten.
Diese Aufgabe wird gelöst durch die erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß Anspruch 1 und das erfindungsgemäße Verfahren gemäß Anspruch 6.
Erreicht wird dies bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch, dass der Messerrotor mittels eines axialdruck-erzeugenden Teiles in seiner Arbeitslage festgelegt ist, der axialdruck-erzeugende Teil über eine obere und/oder eine untere Spannmutter vorgespannt und mit dem Messerrotor mitdrehend angeordnet ist und bei einem solchen Verfahren, dadurch gekennzeichnet, dass der Messerrotor mit Hilfe eines sich mitdrehenden Vorspannteiles in axialer Richtung auf die Loch- oder Siebplatte bzw. das Schneidsieb einstellbar vorgespannt wird.
Der Messerrotor wird in Bezug auf die Loch- oder Siebplatte bzw. ein Schneidsieb die Position einnehmen, die der Vorspannteil vorgibt. Die axiale Lage des Vorspannteils in Bezug auf die Loch- oder Siebplatte kann mit Hilfe geeigneter Mittel geregelt werden und einige dieser Mittel sind in den Unteransprüchen spezifiziert worden.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Messerantriebswelle hohl ausgebildet und der Vorspannteil befindet sich im Inneren der Messerantriebswelle und zwar in koaxialer Ausrichtung. Die Antriebswelle ist mit dem Vorspannteil über eine untere Spannmutter verbunden und auf diese Art und Weise kann zunächst einmal die Grundposition des Messerrotors in Bezug auf die Loch- und Siebplatte eingestellt werden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Vorspannteil in Bezug auf den Messerrotor oberhalb in einem Axiallager gelagert. Der ortsfeste Laufring des Lagers befindet sich an oder in einem Stellzylinder, wobei der Stellzylinder über ein Getriebe axial verstellt werden kann. Vorteilhaft ist hier ein Schneckengetriebe, wobei dessen motorischer Antrieb über einen gesteuerten Elektromotor erreicht wird.
Bei einer weiterhin bevorzugten Ausführungsform wird der Feststoffanteil beispielsweise mit Hilfe einer optischen Einrichtung oder über den Antriebsstrom des Motors der Messerantriebswelle ermittelt. Änderungen werden über eine Steuerung auf den Motor des Stellgetriebes übertragen, so dass in der gewünschten Weise die Messervorspannung äußerst genau und innerhalb kürzester Zeit eingestellt werden kann.
Für die Vorrichtung nach der Erfindung ergeben sich noch weitere Vorteile:

– Der Messerrotor kann in kleinen Inkrementen axial bewegt werden, was eine Voraussetzung für die genaue Einstellung der Vorspannung ist.
– Die Stellvorrichtung liegt außerhalb des Bereichs des Betriebsmediums (Keine Verschmutzung, keine Korrosion, wartungsfreundlich)
– Die axiale Bewegung ist wegen des verwendeten Schneckentriebes selbsthemmend- d.h. ein Zurückweichen des Messerrotors bei starker Beladung mit Feststoffen wird unterbunden.
– Die Federeigenschaft der Axialverbindung ist sehr hart und nur in geringem Maß nachgiebig.
– Die axiale Position des Stellzylinders ist ein Maß für die Verschleißgröße des Messerrotors, d. h. es ist von außen sichtbar, was innen passiert und wann Wartungs- oder Austauscharbeiten erforderlich werden.
– Für Wartungsarbeiten genügt es, die untere Spannmutter zu lösen, damit Entlastung eintritt.
– Da der Schneckentrieb elektrisch angetrieben wird, können Impulse unterschiedlicher Art eingesetzt werden. Die Eingangsgröße der Steuerung kann sein: das Drehmoment oder die Stromaufnahme des Getriebemotors, das Drehmoment oder die Stromaufnahme des Schneckenantriebes, die Fördermenge oder der Mediumdruck.
– Die Vorspannung kann über eine Programmsteuerung nach den Erfahrungen des Betreibers in Zeit und Belastung so eingestellt werden, dass bei ausreichender Schneidwirkung der Messerverschleiß optimal gering ist.
– Ein Optimierungsprogramm kann nach Art und Menge der Feststoffe modifiziert werden. Bei geringem Feststoffanfall z. B. in Kläranlagen kann das Programm einen (stündlichen/täglichen) Reinigungszyklus durchlaufen, während der Rotor die meiste Zeit ohne Siebkontakt und damit verschleißfrei arbeitet.
– Auch bei Ausbildung des Schneckenantriebs mittels eines Schrittmotors kann die Rotorspannung sehr genau eingestellt werden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert. Die einzige Figur zeigt eine Querschnittsansicht durch eine Vorspannvorrichtung einer Schneidvorrichtung nach der Erfindung.
Im unteren Bereich deuten Pfeile die Zuströmung der mit Grobstoffen beladenen Flüssigkeit an. Dieser Einströmbereich 11 ist nur zum Teil dargestellt worden, jedoch lassen die Pfeile die Richtung der Strömung erkennen und insbesondere auch dass die Flüssigkeit bei 12 abströmt, wobei Feststoffe zerkleinert worden sind, weil sie durch die Löcher eines Schneidsiebes 13 hindurchgegangen sind und ein zugehöriger Messerrotor 14 die gewünschte Schneidwirkung erzeugt hat.
Der Messerrotor 14 ist mit Hilfe einer unteren Spannmutter 17 und einer Scheibe an einer hohlen Messerantriebswelle 15 befestigt. Die Messerantriebswelle 15 befindet sich im Inneren eines Zylinderrohres 16, so dass die Messerantriebswelle 15 nicht mit der zu bearbeiteten Flüssigkeit in Berührung kommt.
Die Messerantriebswelle 15 ist in zwei Lagern 22 und 23 gelagert. Die beiden Lager 22 und 23 sind in einem Getriebegehäuse 20 untergebracht. Zwischen den beiden Lagern 22 und 23 befindet sich ein Antriebszahnrad 21, welches mit Hilfe eines Getriebemotors 30 angetrieben wird, so dass die Messerantriebswelle 15 den Messerrotor 14 antreibt. Der Getriebemotor 30 ist lediglich schematisch dargestellt worden.
Der Messerrotor 14 ist mit Hilfe der unteren Spannmutter 17 nicht nur an der Messerantriebswelle 15 befestigt, sondern auch an einem Vorspannteil 18. Es handelt sich um einen zylinderstabförmigen Teil, der im Inneren der Messerantriebswelle 15 konzentrisch zu dieser angeordnet ist und zumindest an seinen beiden Enden mit Gewinden versehen ist.
Am oberen Ende des Vorspannteils 18 befindet sich eine obere Vorspannmutter 19, die auf eine Spannhülse 44 einwirkt. Die untere Stirnfläche der Spannhülse 44 ruht auf dem oberen Lagerring eines Kugellagers 43, während der andere ortsfeste Lagerring dieses Lagers 43 im Inneren eines Stellzylinders 42 aufruht. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass der Vorspannteil 18 sich mit dem Messerrotor 14 bzw. der Messerantriebswelle 15 mitdrehen kann.
Der Stellzylinder 42 ist in seinem unteren Ende über ein Gewinde mit einem Stellträger 41 verbunden, wobei der Stellträger 41 oben am Getriebegehäuse 20 ortsfest befestigt ist.
Außen am Stellzylinder 42 befindet sich ein Schrägstirnrad 45, in das eine Schnecke 46 eines motorisch angetriebenen Schneckentriebes eingreift.
Nachdem die beschriebenen Teile montiert worden sind, kann eine Vorspannung des Messerrotors 14 in Bezug auf das Schneidsieb 13 durch einstellen der unteren Spannmutter 17 vorgenommen werden.
Wird der Messerrotor 14 über die Messerantriebswelle 15 mit Hilfe des Getriebemotors 30 in Drehbewegungen versetzt, so nimmt der Vorspannteil 18 an dieser Bewegung teil.
Wird nun auf Grund irgendeines Messwertes eine Verstellung der Messervorspannung gewünscht, so wird der Antrieb des Schneckentriebes 46 entsprechend vorgenommen, so dass die Schnecke 46 das Schrägstirnrad 45 in der einen Richtung axial nach oben bzw. nach unten bewegt. Diese Antriebsbewegung wird über den Stellzylinder 42 und den unteren Lagerring des Kugellagers 43 auf den sich drehenden Vorspannteil 18 übertragen und dieser erhöht oder verringert die Messervorspannung des Messerrotors 14 relativ zum Schneidsieb 13 entsprechend.

Claims

Vorrichtung zum Vorspannen eines Messerrotors (14) in Bezug auf eine feststehende Loch- oder Siebplatte oder auf ein Schneidsieb (13) einer Schneideinrichtung für Grobstoffe mit sich führende FIüssigkeiten (Nasszerkleinerer), wobei der Messerrotor (14) mittels eines axialdruck-erzeugenden Teiles in seiner Arbeitslage festgelegt ist, der axialdruck-erzeugende Teil über eine obere und/oder eine untere Spannmutter (19, 17) vorgespannt und mit dem Messerrotor (14) mitdrehend angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der axialdruck-erzeugende Teil als Vorspannteil (18) koaxial innerhalb einer Messerantriebswelle (15) angeordnet ist und dass die Messerantriebswelle (15) und das Vorspannteil (18) über die eine und/oder die andere Spannmutter (17, 19) miteinander verbunden sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorspannteil (18) in einem Axiallager (43) gelagert ist, deren ortsfester Laufring in oder an einem Stellzylinder (42) befestigt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Stellzylinder (42) über ein Getriebe axial verstellbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe als Schneckengetriebe (46) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einen der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe als Stellgetriebe ausgebildet ist und über einen Elektromotor angetrieben ist.
Verfahren zum Vorspannen eines Messerrotors (14) in Bezug auf eine feststehende Loch- oder Siebplatte oder auf ein Schneidsieb (13) einer Schneideinrichtung für Grobstoffe mit sich führende FIüssigkeiten (Nasszerkleinerer), dadurch gekennzeichnet, dass der Messerrotor (14) mit Hilfe eines sich mitdrehenden Vorspannteiles (18) in axialer Richtung auf die Loch- oder Siebplatte bzw. das Schneidsieb (13) einstellbar vorgespannt wird, wobei das sich mitdrehende Vorspannteil (18) koaxial innerhalb einer Messerantriebswelle (15) angeordnet wird und die Messerantriebswelle (15) und das Vorspannteil (18) über eine obere und/oder eine untere Spannmutter vorgespannt werden.