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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zerkleinern von Stückgut
mit mindestens einem nur in einer Drehrichtung umlaufenden Antriebsmotor,
einem mindestens zwei ineinandergreifende, mit einer Mehrzahl umfangseitig
angeordneter Hackmesser versehene Brecherwalzen aufweisenden Brecher und
einem zwischen dem Antriebsmotor und dem Brecher angeordnetem Getriebe.
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Eine
solche Vorrichtung ist beispielsweise aus der
EP 0 529 221 B1 bekannt.
Solche Vorrichtungen werden verwendet, um Materialien unterschiedlichster
Art zu zerkleinern. Hauptsächlich werden Abfälle,
beispielsweise aus Holz, Metall oder Kunststoff zerkleinert. Die
zu zerkleinernden Materialien werden in einen Einfülltrichter
eingefüllt und gelangen über dessen Auslassbereich
zwischen die Brecherwalzen, durch die sie dann zerkleinert werden.
Die zerkleinerten Partikel fallen durch den Zwischenraum zwischen den
Brecherwalzen nach unten, wo sie dann entweder von einem Förderband
abtransportiert werden oder in einen Sammelbehälter gelangen,
der dann entsprechend geleert werden muss. An sich können die
Brecherwalzen auf unterschiedlichste Weise aufgebaut sein. Ihnen
liegt aber das selbe Prinzip zugrunde, dass am Außenumfang
der Brecherwalzen hervorstehende Elemente als Hackmesser angeordnet
sind, die, da sich die Brecherwalzen gegenüberliegen, ineinander
greifen. Die Walzen sind gegenläufig angetrieben und die
Hackmesser greifen ineinander. Auf diese Weise wird sichergestellt,
dass das in den Einfülltrichter gegebene Stückgut
von den Brecherwalzen ergriffen und in den zwischen diesem befindlichen
Spalt hineingezogen und dann zerkleinert wird.
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Nicht
nur feste Materialien werden der Zerkleinerung zugeführt.
Auch biegeschlaffes Material, wie beispielsweise Teppiche, gehören
zu den zu entsorgenden Abfällen. Solches Material ist schwierig
zu zerkleinern. Es verklemmt sich zwischen anderem großen
zu zerkleinerndem Stückgut und zieht dieses mit in den
Walzenspalt, so dass die Gefahr besteht, dass die Brecherwalzen
blockieren. Diese Gefahr besteht natürlich auch, wenn hartes
zu zerkleinerndes Stückgut in den Walzenspalt gezogen wird.
In diesem Fall wird der Antrieb der beiden Brecherwalzen umgesteuert,
so dass sie nicht mehr gegenläufig aufeinander zu, sondern
voneinander weg angetrieben werden, wodurch das in den Walzenspalt
eingeklemmte Gut wieder herausgefördert wird und erneut durch
Umkehr des Antriebes eingezogen werden kann.
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Aus
der
DE 20 2007
010 355 U1 ist ein Wendegetriebe bekannt, das zwischen
dem permanent im gleichen Drehsinn rotierenden Antriebsmotor und dem
Brecher angeordnet ist. Dieses Wendegetriebe besteht aus zwei koaxialen
Planetengetrieben, deren Sonnenräder miteinander drehfest
auf einer gemeinsamen, an den Antriebsmotor anschließbaren
Antriebswelle verbunden sind. Die Sonnenräder treiben jeweils
eine Gruppe von Planetenrädern an, die frei drehbar in
einem für beide Planetengetriebe gemeinsamen Planetenradträger
angeordnet sind. An dem im Getriebegehäuse drehbaren Planetenradträger
ist eine mit dem Brecher verbindbare Antriebsachse ausgebildet.
Die Planetenräder des einen Planetengetriebes kämmen
unmittelbar mit dem zugehörigen Sonnenrad und mit einem
ersten innen verzahnten Hohlrad und die Planetenräder des
anderen Planentengetriebes kämmen mittelbar über
jeweils ein weiteres Planetenrad mit einem zweiten Hohlrad. Jedes Hohlrad
ist in dem Getriebegehäuse frei drehbar und wirkt mit einer
Scheibenbremse zusammen. In Abhängigkeit davon, welches
Hohlrad gebremst wird, laufen die Brecherwalzen entweder gegeneinander (Einzug)
oder voneinander weg (Auswurf). Durch entsprechendes Abbremsen der
Hohlräder wird das Stückgut also zwischen die
Brecherwalzen eingezogen und wenn es sich dort verklemmt, wieder
heraus gedrückt.
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Insbesondere
die vorerwähnten biegeschlaffen Materialien erfordern häufig,
dass der Drehsinn der Brecherwalzen geändert werden muss,
da sie sich im Zerkleinerungsprozess nicht knacken lassen, sondern
zerrissen werden müssen. Dadurch wird der Zerkleinerungsprozess
an sich verlangsamt und oftmals auch nicht das gewünschte
Ergebnis erzielt.
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Von
dieser Problemstellung ausgehend soll die eingangs beschriebene
Vorrichtung zum Zerkleinern von Stückgut verbessert werden.
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Zur
Problemlösung zeichnet sich eine gattungsgemäße
Vorrichtung dadurch aus, dass die Drehrichtung der Brecherwalzen
voneinander unabhängig einstellbar ist, wodurch in Abhängigkeit
der Getriebestellung der Umlauf der Brecherwalzen gleichgerichtet
oder entgegengerichtet ist.
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Durch
diese Ausgestaltung wird die Betriebssicherheit und die Funktionsfähigkeit
des Brechers drastisch erhöht. Stückgut kann nicht
nur geknackt, sondern besonders gut zerrissen werden, wenn die zum
Einzug des Stückgutes entgegengerichtete Drehrichtung der
Brecherwalzen in eine gleichgerichtete Drehrichtung geändert
wird, in dem also nur die Drehrichtung in einer der Brecherwalzen
geändert wird. In diesem Fall zieht die eine Brecherwalze
das Stückgut weiter in den Brecherschlitz ein, während
es die andere aus dem Brecherschlitz herauszieht. Insbesondere biegeschlaffes
Material, in das sich die Hackmesser richtig einkrallen können,
wird dann wirkungsvoll zerrissen. Gleichgerichtet im Sinne der Erfindung
bedeutet, dass beide Brecherwalzen entweder im Uhrzeigersinn oder
entgegen dem Uhrzeigersinn umlaufen. Entgegengerichtet bedeutet,
dass eine der Brecherwalzen im Uhrzeigersinn und die andere Brecherwalze
entgegen dem Uhrzeigersinn umläuft.
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Vorzugsweise
ist die Drehzahl der ineinandergreifenden Brecherwalzen unterschiedlich
groß einstellbar. Insbesondere vorteilhaft ist, wenn die Drehzahl
der Brecherwalzen voneinander unabhängig einstellbar ist.
Dadurch wird der Zerkleinerungsvorgang weiter verbessert und der
Zerreißeffekt auch dann verbessert, wenn die Brecherwalzen
entgegengerichtet angetrieben werden.
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Zur
Umschaltung der Drehzahl besteht das Getriebe vorzugsweise aus zwei
parallel angeordneten Planetentürmen. Zum Einstellen der
Drehzahl sind vorzugsweise drei Planetenstufen in jedem Planetenturm
vorgesehen.
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Der
Antriebsmotor kann ein Dieselmotor oder ein Elektromotor sein.
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Mit
Hilfe einer Zeichnung soll ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung nachfolgend näher beschrieben werden.
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Es
zeigt:
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1 – Die
schematische Darstellung der Vorrichtung in Seitenansicht;
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2 – die
Ansicht gemäß Sichtpfeil II nach 1;
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3a,
b, c – den Schnitt entlang der Linie III-III nach 2 bei
unterschiedlichen Drehrichtungen der Brecherwalzen;
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4 – die
beiden Brecherwalzen in perspektivischer Darstellung;
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4a,
b, c, d Ansichten und Schnittdarstellungen der ineinandergreifenden
Brecherwalzen;
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5 – einen
Schnitt durch einen Planetenturm mit betätigter Hohlradbremse;
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6 – den
Schnitt gemäß 5 mit betätigter
Planetenstegbremse;
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7 – den
Längsschnitt durch einen der Planetentürme;
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8 – den
Schnitt entlang der Linie VIII-VIII nach 7;
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10 – verschiedene
Schnittdarstellungen durch das Getriebe gemäß 5;
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11 – die
Darstellung gemäß 10 im Reversierbetrieb.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung zum Zerkleinern von
Stückgut besteht im Wesentlichen aus dem Antriebsmotor 10,
dem Getriebe 20, das als Wendegetriebe mit Bremsen und
einer Umschaltung ausgestattet ist und dem Brecher 30.
Der Brecher 30 umfasst zwei ineinandergreifende Brecherwalzen 31, 32,
die über ihren Umfang mit einer Mehrzahl von Hackmessern 33 versehen
sind. In axialer Richtung sind die Hackmesser 33 von einander
beabstandet und die Walzen 31, 32 so zueinander
parallel angeordnet, dass die Hackmesser 33 miteinander
kämmen. Oberhalb der Brecherwalzen 31, 32 ist
ein Einfülltrichter 34 vorgesehen, in den das
zu zerkleinernde Stückgut unterschiedlicher Größe,
beispielsweise als Balken, Möbelstück oder gewebte
Teppiche eingefüllt wird. Unterhalb der Brecherwalzen 31, 32 ist der
Auswurf 35 vorgesehen, in den das zerkleinerte Stückgut
gelangt, von wo aus es auf ein hier nicht näher dargestelltes
Förderband zum Abtransport fällt.
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Der
Antriebsmotor 10 ist ein permanent in nur einer Drehrichtung
umlaufender Dieselmotor oder Elektromotor. Das Getriebe 20 ist
ein Planetenstirnradgetriebe und besteht aus zwei dreistufigen Planetentürmen 21 und
einem Verteilergetriebe 23. Die beiden Planetentürme 21, 22 sind
an den Eingangsstufen A über ein gemeinsames Gehäuse 24 achsparallel
in einem Abstand von beispielsweise ca. 475 mm verbunden. Das mit
fünf Wellen versehene Verteilergetriebe 23 liegt
vor den Eingangsstufen A der Planetentürme 21, 22.
Die Achsen der Planetentürme 21, 22 liegen
in einer horizontalen Ebene. Die Achse der Antriebswelle 25 am
Verteilergetriebe 23 liegt um beispielsweise ca. 457 mm
nach unten versetzt. Die Eingangsstufen A der Planetentürme 21, 22 bestehen
aus zwei Planetensätzen, die parallel angeordnet sind.
Zu jeder zweifach Eingangstufe A gehören eine Scheibenbremse 26 für
das Hohlrad 27 und eine Scheibenbremse 28 für
den Planetensteg 29. Je nachdem welche der Scheibenbremsen 26, 28 betätigt
ist, dreht sich die Abtriebswelle 200 im Uhrzeigersinn
oder entgegengesetzt zum Uhrzeigersinn.
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In 3a ist
mit Pfeilen die Drehrichtung der Brecherwalzen 31, 32 gekennzeichnet,
die gegenläufig angetrieben sind. Brecherwalze 31 dreht
sich im Uhrzeigersinn. Hierzu ist im Planetengetriebe 21 die Scheibenbremse 26 des
Hohlrades 27 betätigt, so dass dieses steht. Im
Planetengetriebe 22 ist die Scheibenbremse 28 für
den Planetensteg 29 betätigt, so dass dieser steht.
Mit den so gegensinnig angetriebenen Brecherwalzen 21, 22 wird
das Stückgut gebrochen. In 3b ist
dargestellt, dass sich beide Brecherwellen 31, 32 im
Uhrzeigersinn drehen. Hierzu ist das Planetengetriebe 21 wie
vorstehend geschaltet und im Planetengetriebe 22 die Scheibenbremse 28 gelöst
und stattdessen auch über die Scheibenbremse 26 das
Hohlrad 27 stillgesetzt. In diesem Betriebsmodus erfolgt
ebenfalls noch ein teilweises Brechen oder Zerreißen des
Stückgutes. Der Antrieb der Brecherwalzen 31, 32 kann
auch entgegengesetzt erfolgen, in dem die Planetengetriebe 21, 22 umgekehrt
wie beschrieben geschaltet werden. In 3c sind
die beiden Brecherwalzen 31, 32 wieder gegenläufig
angetrieben. Hierzu ist in beiden Planetengetrieben 21, 22 über
die Scheibenbremse 28 der Planetensteg 29 stillgesetzt.
Die Hohlräder 27 laufen frei.
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Dadurch
dass die Planetengetriebe 21, 22 mehrstufig ausgebildet
sind, können verschiedene Übersetzungsverhältnisse
eingestellt werden. Die Brecherwalzen 31, 32 können
dadurch unabhängig voneinander nicht nur mit gleicher oder
entgegengesetzter Drehrichtung umlaufen, sondern dabei auch noch
mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten angetrieben werden, wodurch
das Brechen und Zerreißen des Stückgutes noch
weiter verbessert werden kann. Die Verbindung zwischen den Planetengetrieben 21, 22 und
den Brecherwalzen 31, 32 erfolgt über
die eine profilierte Kupplung 205, 215, die als „Kleeblatt-Kupplung” bekannt
ist.
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10 und 11 verdeutlichen
die kinematischen Vorgänge in den einzelnen Planetengruppen
(Getriebestufen) A, B, C. Die einzelnen Schnittdarstellungen in 10 korrespondieren
zu der Darstellung in 5. Das Hohlrad 27 ist
durch die Scheibenbremse 26 stillgesetzt. Die Antriebswelle 210 dreht
sich gegen den Uhrzeigersinn. Ebenso gegen den Uhrzeigersinn dreht
sich der Planetensteg 29. Die Planetenräder 291, 292 der
ersten und zweiten Gruppe drehen sich folglich im Uhrzeigersinn.
Dasselbe gilt für die zweite und dritte Getriebestufe B,
C. 11 entspricht der Darstellung nach 6. Über die
Scheibenbremse 28 ist der Planetensteg 29 stillgesetzt.
Das Hohlrad 27 dreht sich im Uhrzeigersinn. Ebenso im Uhrzeigersinn
drehen sich die Planetenräder 291, 292 der
ersten und zweiten Planetengruppe. In der zweiten Getriebestufe
B dreht sich jedoch die Drehrichtung der Antriebswelle (hier nicht
näher bezeichnet) um, so dass in der dritten Getriebestufe C
auch die Antriebswelle 200 im Uhrzeigersinn umläuft.
Soll der Brecher 30 stillgesetzt werden, werden beide Scheibenbremsen 26, 28 in
den Planetengetrieben 21, 22 gelöst.
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In
der Praxis wurden Scheibenbremsen 26, 28 eingesetzt,
die mit ihren zwei Bremssätteln an einer Bremsscheibe ein
Bremsmoment von ca. 3000 Nm bei einem maximalen Öldruck
von 90 bar aufbrachten. Dies entspricht in aller Regel
dem doppelten Bremsmoment des Antriebsmotors 10. Mit einem solchen
Bremsmoment kann eine hinreichend große Reserve für
den Antrieb der Brecherwalzen 31, 32 gegeben sein.
Unter Umständen ist es zweckmäßig, eine
Druckmodulation für den Schaltvorgang und dann in der Haltefunktion
eine Druckreduzierung in den Scheibenbremsen 26, 28 vorzunehmen.
Auch kann die Druckeinstellung in der Haltefunktion höher sein,
wenn nur eine Brecherwalze 31, 32 mit Drehmoment
beaufschlagt wird, sich also nur eine Brecherwalze 31, 32 dreht.
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Neben
den Schaltfunktionen bieten die Scheibenbremsen 26, 28 auch
die Funktion einer Überlastkupplung. In der Haltefunktion
lässt sich durch eine entsprechende Druckeinstellung jeder
gewünschte Schwellenwert einstellen, bei dem die Scheibenbremse 26, 28 rutscht,
und damit eine Drehmomentspitze, zum Beispiel beim Blockieren einer Brecherwalze 31, 32 abbaut.
Eine praxisgerechte Druckeinstellung für die Überlastfunktion
wird sinnvoller Weise durch Versuche zu ermitteln sein.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Antriebsmotor
- 20
- Getriebe
- 200
- Antriebswelle
- 205
- profilierte
Kupplung
- 210
- Antriebswelle
- 215
- profilierte
Kupplung
- 21
- Planetenturm
- 22
- Planetenturm
- 23
- Verteilergetriebe
- 24
- Gehäuse
- 25
- Antriebswelle
- 26
- Scheibenbremse
- 27
- Hohlrad
- 28
- Scheibenbremse
- 29
- Planetensteg
- 291
- Planetenrad
- 292
- Planetenrad
- 30
- Brecher
- 31
- Brecherwalze
- 32
- Brecherwalze
- 33
- Hackmesser
- 34
- Einfülltrichter
- 35
- Auswurf
- A
- Getriebestufe/Planetengruppe
- B
- Getriebestufe/Planetengruppe
- C
- Getriebestufe/Planetengruppe
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - EP 0529221
B1 [0002]
- - DE 202007010355 U1 [0004]