DE2503621B2

DE2503621B2 - Zerkleinerungsvorrichtung mit zahnscheibe

Info

Publication number: DE2503621B2
Application number: DE19752503621
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Eirich, Wilhelm; Eirich, Gustav; 6969 Hardheim
Priority date: 1975-01-29
Filing date: 1975-01-29
Publication date: 1976-12-09
Also published as: IT1056587B; IN142648B; SE7600851L; ES444577A1; FR2299086A1; AT351910B; DE2503621C3; DK35376A; GB1506968A; ATA7376A; ZA76406B; JPS51100377A; DK137916B; US4050637A; BE837873A; CH611535A5; NL7600692A; JPS592538B2; DE2503621A1; DK137916C

Description

Die Erfindung betrifft eine Zerkleinerungsvorrichtung, insbesondere für elastische, zähe und sperrige Materialien sowie Müll und andere Abfallstoffe, mit einem mit überkritischer Drehzahl angetriebenen, innen glattwandigen Behälter und mindestens einem exzentrisch angeordneten, schnellaufenden Werkzeug, das eine zur Behälterachse etwa parallel angeordnete Welle aufweist.

Es ist bekannt, daß sich die Umweltexperten in zunehmendem Maße über die steigenden Mengen des Abfalles sowohl der Städte und Gemeinden als auch der Industrie Gedanken machen. Große und moderne Abfallbeseitigungsanlagen können aufgrund der Gegebenheiten den AbfaJl auch nur in eine andere, wenn auch verdichtete Form umwandeln.

Auch die Situation bei den Rohstoffvorräten der Weltwirtschaft haben zu der Erkenntnis geführt, daß eine bessere Verwertung der verfügbaren Rohstoffe, Fabrikationsrückstände und Abfallstoffe angestrebt werden muß. Erwünscht wäre daher eine Vorrichtung zur Zerkleinerung von in großen Menger anfallenden heterogenen Materialien, z. B. Haushalts- und Industriemüll, selbst bei Zulieferung in Säcken, und der in diesem Müll enthaltenen hochwertigen Materialien, wie Papier oder Verpackungsstoffe aller Art, Textilmaterialien usw. Man könnte derartige Materialien nach ihrer Verkleinerung anderen Weiterverarbeitungsstufen zuführen, notwendige Voraussetzung ist jedoch ein geeignetes Zerkleinerungsgerät

Ein weiteres Problem besteht bei der Papier- und Holzfaserplatten erzeugenden Industrie: die Holzproduktion vermag dem rasch steigenden Papierverbrauch nicht standzuhalten. Es erscheint daher wichtig, daß in der Forstwirtschaft bisher ungenutzt gebliebene Baumrückstände, wie Ast-, Wurzelholz und Rinde in der vorstehend genannten Industrie bei der Erzeugung von Papieren, Faser- und Dämmplatten, verarbeitet werden können.

Auf dem Gebiet der Feinmahlung harter und spröder, trockener und fließfähiger Materialien stehen verschiedene bekannte Maschinen z. B. nach dem Abrollverfahren arbeitende Geräte zur Verfügung, die jedoch nicht in der Lage sind, elastische, zähe, feuchte, klebrige oder sperrige Materialien zu verarbeiten. Wenn solche Stoffe rationell einer Feinmahlung unterzogen werden sollen, stehen keine preiswerten und leistungsfähigen Maschinen zur Verfügung.

Die bislang verwendeten Vorrichtungen zum Zerkleinern der eingangs genannten Materialien benötigen in nachteiliger Weise entweder einen beachtlichen maschinentechnischen Aufwand mit zum Teil sperriger Zerkleinerungswerkzeugen, oder die Zerkleinerung führt nur zu einem Größenmaß, bei dem keine Aussichi auf Weiterverarbeitung des erzeugten Produkte besteht. In der Regel schaltet man weitere Maschiner für die zusätzliche weitere Zerkleinerung der Produkte nach, wodurch sich jedoch die Anlagekosten insgesamt in unwirtschaftlicher Weise steigern.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Zerkleinerungsvorrichtung der eingangs genannten ArI zu schaffen, die sowohl Fabrikationsrückstände als auch Müll oder Rohstoffe in sehr wirksamer Weise be minimalem maschinentechnischen Aufwand in nahezi jedem Konsistenzbereich zerkleinert und vermischt.

Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurcr gelöst, daß das schnellaufende Werkzeug mit mindestens einer Zahnscheibe versehen ist, deren Ebene quei zur Werkzeugwelle liegt und die teilweise in das an dei Behälterwand befindliche Gut eintaucht und derer Drehrichtung entgegengesetzt zu der der benachbarter Behälterwand ist, und daß das schnellaufende Werkzeug im Behälter etwa radial verschiebbar ist. Das erfinden sehe Prinzip geht von der Erkenntnis aus, daß man är Frage kommenden Materialien mit einer Zahnkreis scheibe zerkleinern könnte, wobei selbstverständlicl Kreissägen für Holz — selbst für Metall — an siel bekannt sind. Das bei der Zerkleinerung der sperriger elastischen und zähen Materialien bis zur Feinmahlunj auftretende Problem besteht nach einer weiterei Erkenntnis gemäß der Erfindung nun darin, wie di< genannten Materialien in den Wirkungsbereich de

Zahnkreisscheibe zu bringen wären. Die Erfindung machl sich hier die Wirkung der Zentrifugalkraft in einem schnei! umlaufenden Behälter zunutze, der mit überkritischer Drehzahl angetrieben wird Bei anderen Arten von Maschinen ist die Verwendung eines mit überkritischer Drehzahl angetriebenen Behälters bereits bekannt, wobei als kritische Drehzahl diejenige Anzahl Umdrehungen pro Minute für den Antrieb des Behälters verstanden wird, bei welcher die Zentrifugalkraft größer als das Gewicht des beireffenden Gutes ist, so daß es an die Innenwandung des Behälters angedrückt wird.

Die Wirkung der Zentrifugalkraft zielt in vorteilhafter Weise in zwei Richtungen:

1. Die zu zerkleinernden, zum Teil sperrigen Materialien werden ohne weitere Vorbehandlung zunächst in den Behälter der Zerkleinerungsvorrichtung eingegeben und automatisch durch die hohe Umdrehungszahl an die Innenwand des Behälters gedruckt. Dadurch sind sie festgehalten und werden mit der Umfangsgeschwindigkeit des Behälters an das um seine eigene Achse rotierende, sonst ortsfest angeordnete schnellaufende Werkzeug herangeführt. Auf diese Weise erfolgt der Eingriff zuverlässig und unter Übertragung hoher Verkleinerungsleistungen, weil die Umdrehungsgeschwindigkeit des Behälters verhältnismäßig hoch ist.

2. Von einem gewissen Feinheitsgrad des zerkleiner ten Gutes an erfolgt die weitere Zerkleinerung und schließlich Feinstmahlung nur dann rationell und wirksam, wenn hinreichend starke Impulse auf das zu zerkleinernde Gut übertragen werden können. Es handelt sich hier um Stöße, welche die Partikel über ihre Bruchgrenze hinaus belasten. Bei zunehmendem Feinheitsgrad wird aber die Masse der schon vorzerkleinerten Partikel zunehmend kleiner, so daß der Impuls, Produkt aus Masse χ Geschwindigkeit, ebenfalls stark abnimmt und folglich auch die Zerkleinerungswirkung.

In überraschender Weise werden die schon vorzerkleinerten Partikel geringer Masse durch die Zentrifugalkraft fest an die Behälterwandung gepreßt. Die Partikel haften an ihr und aneinander an und erfahren erhöhte Reibungswiderstände einerseits und Summierung der Massenträgheitskräfte andererseits, hervorgerufen durch eben das Anpressen der Partikel aneinander und an die Behälterwand durch die Zentrifugalkraft. Damit ist die Übertragung eines hohen Impukes zur weiteren Feinstzerklelnerung der Partikel gewährleistet

Die bei den bislang bekannten Maschinen verwendeten schnellaufenden Werkzeuge weisen zumeist in Richtung deren jeweiliger Welle eine zu große Erstreckung auf, wodurch sich bei preiswerten Baustoffen der Maschine eine zu hohe Materialbeanspruchung einerseits und eine Prallwirkung nur mit sehr schlechtem Wirkungsgrad ergeben. Bei wiederum anderen Maschinen wurden für andere Zwecke mit in Achsrichtung der Welle der schnellaufenden Werkzeuge nach oben und/oder unten abgewinkelte Zähne verwendet. Es hat sich jedoch gezeigt, daß die Schrägstellung einer Zahnkreisscheibe gemäß der Erfindung oder gar das Abwinkein von Zähnen allein Vibrationen und andere Nachteile mit sich bringen, wodurch keine Lösung der gestellten Aufgabe erreichbar ist.

Es ist zwar auch schon eine mit überkritischer Drehzahl arbeitende Mühle bekannt, bei welcher in einem samt dem Mahlgut mit überkritischer Drehzahl um seine Achse umlaufenden Mahlbehälter ein Mahlkörper auf dem Mahlgut abrollt. Diese Mühle ist aber für viele Zwecke in Verbindung mit den eingangs beschriebenen Materialien, die für die Zerkleinerungsvorrichtung gemäß der Erfindung in Frage kommen, nicht geeignet, z. B. kann kein klebriges Material und insbesondere nicht grobes Stückgut (Müllsäcke) mit der bekannten Mühle verarbeitet werden. Dagegen ist die Zerkleinerungsvorrichtung gemäß der Erfindung für nahezu alle Materialien, insbesondere die Verarbeitung der eingangs erwähnten Stoffe geeignet, wobei sowohl pulver- und sandartige, trockene und feuchte als auch klebrige Massen, wie z. B. Ton oder mit Kalkstücken versetzter Ton, Stoffe, Schuhe und andere zähe Materialien ohne weiteres zerkleinert werden können.

In vorteilhafter Weise ist die Erfindung weiter dadurch ausgestaltet, daß mehrere Zahnscheiben übereinander derart im Abstand voneinander auf der Welle befestigt sind, daß auf der Hohe des Zwischenraumes das an die Zwischenwand gedrückte Gut ringwulstartig stehen bleibt. Erwünscht ist stets eine große Geschwindigkeitsdifferenz zwischen dem an der Behälterwand angedrückten und festhaftenden Gut und dem in dieses Gut eingreifenden Werkzeug, d. h. der Zahnkreisscheibe, um möglichst hohe und intensive Impulse auf das zu zerkleinernde Material zu übertragen. Die vorstehend genannte Maßnahme, mehrere Zahnsicheiben im Abstand voneinander auf der Welle zu befestigen, ist besonders dann sinnvoll, wenn erfinduiigsgemäß die Welle des schnellaufenden Werkzeuges in Achsrichtung verschiebbar ist. In diesem Falle bestreicht man zunächst bei einer ersten Stellung ringstreifenförmig an der Behälterwand soviele Gutbereiche, wie Zahnscheiben auf der Welle befestigt sind. Im kontinuierlichen Betrieb wird die Welle in langsamem Rhythmus um eine bestimmte Länge axial verschoben, und die erwünschte große Geschwindigkeitsdifferenz zwischen Werkzeug und Gut isc dann gegeben, wenn längs der nicht bearbeiteten Ringstreifen das Gut wulstartig stehen geblieben ist. Die axiale Auf- und Abwärtsbewegung der Werkzeugwelle erfolgt ununterbrochen, so daß die gesamte Behälterinnenwand von den Zahnscheiben ganz bestrichen ist.

Weiterhin ist es gemäß der Erfindung zweckmäßig, wenn mehrere schnellaufende Werkzeuge exzentrisch im Behälter angeordnet sind. Dann vollzieht sich in der Maschine die Zerkleinerung sperriger Abfallstoffe, wie Verpackungsmaterial, Kunststoffbehälter, Gummistükke. Schuhe, Schläuche, Papiere und Kartons aller Art, gebündelt und lose, besonders schnell. Die Zerkleinerungsvorrichtung gemäß der Erfindung arbeitet in jedem Konsistenzbereich einwandfrei. Voraussetzung ist allerdings, daß die Drehrichtung der Zahnscheibe der der benachbarten Behälterwand entgegengesetzt ist, wie eingangs schon erwähnt. Andernfalls verklemmt sich das Gut zwischen Werkzeug und Behälter, oder es wird gestaut, und die Werkzeugwelle wird überbeansprucht.

Für den diskontinuierlicnen Betrieb ist vorzugsweise gemäß der Erfindung im Bahälterboden eine verschließbare Entleerungsöffnung vorgesehen. Nachdem z. B. ein Meter lange Jungfichtenstämme samt Ästen und Zweigen und Rinde auf etwa ein bis fünf Millimeter große Faserstücke zerkleinert sind, kann von der oberen Behälteröffnung her in an sich bekannter Weise eine Umlenkeinrichtung auf den Boden abgesenkt werden, die innerhalb kürzester Zeit bei geöffneter Entleerungsöffnung das gesamte zerkleinerte Gut austrägt. Die Vorrichtung ist dann für die nächste Charge bereitet, nachdem die Entleerungsöffnung verschlossen ist.

Für den kontinuierlichen Betrieb mit trockenen oder

nahezu trockenen Materialien sind gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung an der oberen Behälteröffnung ein Saugrohr, eine Zuleitung und eine Abdeckung angeordnet. Die Zuleitung wird vorzugsweise in der Behältermitte und tief bis fast an den Behälterboden hinabreichend angeordnet, damit die Luftströme gleichmäßig und intensiv mit Material beladen und zur Zentrifugalabscheidung möglichst in Drehung versetzt werden. Wenn das zu zerkleinernde Gut die hinreichend geringe Partikelgröße hat, werden diese nach dem Aufprall und der Zerkleinerung, durch welche sie kurzzeitig von der Behälterwand abgelöst wurden, sich kurzzeitig im Raum des Behälters aufhalten. Wenn sie klein genug sind, ist ihr Gewicht so gering, daß sie von dem Luftstrom abgezogen werden. Anderenfalls werden sie durch die Zentrifugalkraft wieder an die Behälterwand angedrückt. In vorteilhafter Weise kann somit einerseits durch die Zuleitung zu zerkleinerndes Gut eingegeben und andererseits automatisch durch die Partikelgröße des zerkleinerten Gutes sortiert durch das Saugrohr oben abgezogen werden.

Gemäß der Erfindung weist die Zahnscheibe eine Dicke von zwei bis zwölf Millimeter, vorzugsweise von 2,5 bis 8 mm und einen Durchmesser von hundert bis neunhundert Millimeter, vorzugsweise von dreihundert bis siebenhundertfünfzig Millimeter auf. Der Durchmesser hängt selbstverständlich von der Größe der Maschine ab. Wichtig ist die Umfangsgeschwindigkeit der Scheiben, die bei Feinaufschluß in Bereichen von etwa 70 bis 120m/sec. liegt; bei speziellen Aufgaben u. U. noch höher. Bei Vorzerkleinerung und Großaufschluß liegen die Umfangsgeschwindigkeiten zwischen Ά bis '/2 der genannten Werte. Zweckmäßig ist es erfindungsgemäß ferner, wenn die jeweilige Prallfläche der Zähne zur Zahnscheibe radial oder vorhängend angeordnet ist. Es versteht sich, daß für hohe Beanspruchungen oder die Verlängerung der Standzeiten der Vorrichtung die Prallflächen auch gepanzert sein sollten. Allgemein gesagt liegt die Zahnform für die Zahnkreisscheibe gemäß der Erfindung zwischen der Form für die Holzsägeblätter und für die Metallkreissägeblätter.

Während man annehmen könnte, das große und kräftige Schlegel eine entsprechend gute Wirkung im Sinne der Erfindung haben sollten, hat sich dies als unzutreffend erwiesen. Vielmehr vollzieht sich der eigentliche Zerkleinerungsprozeß im wesentlichen an den Kanten der Prallfläche, so daß die Wirkung der Zerkleinerungsvorrichtung in überraschender Weise dadurch gesteigert werden konnte, daß man die oben bezeichneten schmalen Zahnscheiben anstelle massiver Schlegel verwendet Die vorzügliche Eignung und die überraschende technische Wirkung der hochtourigen, rotierenden Zahnscheiben gemäß der Erfindung für die Zerkleinerung von Stoffen grundverschiedener Beschaffenheit beruht auf dem kombinierten Effekt von Schneiden, Zersägen, Zerreißen und Zerkleinern durch Stoß- bzw. Prallbeanspruchung des Behandlungsgutes. Die Zahnscheibe gemäß der Erfindung vereinigt diese kombinierten Arbeits- und Angriffeffekte besser als jedes andere bekannte Zerkleinenmgsgerät Deshalb ist die Maschine gemäß der Erfindung so überraschend für die verschiedenartigen Materialsorten geeignet, während die bekannten Maschinen immer nur auf bestimmte Gebiete, Sorten, Arbeiten oder Mengen ausgelegt sind.

Bei der Verschiebbarkeit der Achse des Schnellauf en

den Werkzeuges und damit auch der Zahnscheiber radial zum Behälter sollte selbstverständlich beachtet werden, daß der Abstand zwischen der Werkzeugwelle und der Welle des Antriebsmotors für das Werkzeug stets gleich bleibt, damit z. B. die Keilriemen auch vor während und nach der Verschiebung gespannt verbleiben; d. h. die Verschiebung des Werkzeuges zum Behälter auf einem Kreis stattfindet, dessen Zentrum die Achse des Antriebsmotors ist.

ίο Sehr wesentlich ist auch die überraschende Tatsache daß die Behälterwand und damit die Welle des schnellaufenden Werkzeuges relativ hoch bzw. lang ausgebildet ist, um eine größere Durchsatzleistung mil der Maschine zu erreichen. Wenn z. B. die Wandhöhe des Behälters gleich dem Radius des Behälters ist, kann mit der Zerkleinerungsvorrichtung gemäß der Erfindung eine doppelt so große Menge verarbeitet werden als man dann verarbeiten könnte, wenn man nur mil einer Tellermühle arbeiten würde, bei der im wesentli chen die Behandlung nur am Boden des tellerartigen Behälters stattfindet

Auf die vielseitige Anwendbarkeit der wenig investitionsintensiven Zerkleinerungsvorrichtung gemäß der Erfindung, insbesondere die Verarbeitung von schlammigem, klebrigem, auch fasrigem und körnigerr Material, wurde schon hingewiesen. Gegenüber der bekannten Maschinen zum Mischen oder Aufbereiter von Stoffen, die teilweise ähnliche maschinelle Maßnahmen anwenden, wie bei der Vorrichtung gemäß dei Erfindung vorgesehen sind, sei noch auf den wesentlichen Unterschied hingewiesen, daß bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung in der Regel außer derr schnellaufenden Werkzeug keine andere Einbauten irr Behälter vorgesehen sind, insbesondere keine Umlen ker, die zuviel Leistung verzehren wurden. Die Vorrichtung könnte lediglich bei Spezialausbildunger mit ein- und ausfahrbaren Umlenkeinrichtungen, ζ. Β für die Entleerung durch eine am Boden, zentra angeordnete öffnung, oder bei langsamer — wenn auch noch mit überkritischer Drehzahl — umlaufendem Be hälter ausgestattet sein. Vorzugsweise ist an die sehi einfache Ausführungsform mit Behälter und nur einerr schnellaufenden Werkzeug gedacht wodurch in vorteil hafter Weise sehr viel freier Raum zum Eingeben auch sperriger Materialien zur Verfügung steht Außer sehi harten, abrasiven Stoffen, die gewöhnlich auch nicht mil Metallsägen zerkleinert werden können, können all« Materialien, auch keramische Stoffe, die im Mül vorkommen, in die Maschine eingegeben werden.

Ein überraschender Vorteil der Vorrichtung gemäC der Erfindung ist die erreichbare Qualitätssteigerung zahlreicher, aus mehreren Grundstoffen gewonnene] Erzeugnisse, z. B. die optimale Ausnutzung von Naturprodukten, speziell der nicht vermehrbaren. Erstmal!

durch die erfindungsgemäße Vorrichtung ist man in dei Lage, die Erkenntnis auszunutzen, daß chemisch« Reaktionen, speziell zwischen Feststoffen mit.und ohn< Flüssigkeitsanteil, die besten Ergebnisse dann erbringen wenn die Partikel der Ausgangsstoffe gemeinsam au möglichst hohe Feinheit gemahlen werden. Dadurd erfolgt ein Zusammenschluß sehr feiner Partikel, der mi einer Kaltschweißung derselben vergleichbar ist

Die Zahnscheiben, Trennscheiben, insbesonden Kreissägen gemäß der Erfindung haben sich hervorra gend bei der Trennung und dem Aufschluß weichet mittelharter Stoffe und selbst von Metallen bewährt Durch die hochtourige Drehung der Zahnscheibe win diese sehr steif und scharf. Bei der Verarbeitung voi

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flüssigen Materialien wird die Zerkleinerung durch die mechanische Stoßübertragung noch zusätzlich durch die entstehende Kavitation verbessert, die ebenfalls durch die hohen Umfangsgeschwindigkeiten hervorgerufen wird.

Sehr vorteilhaft ist auch die Möglichkeit, daß mit der neuen Maschine gemäß der Erfindung zerkleinerte, mit Bindemitteln oder sonstigen Stoffen gemischte Abfallprodukte in Granulatform überführt werden können, insbesondere wenn aus Abfalltongemischen körnige leichte Zuschlagstoffe oder rieselfähige Preßmassen erzeugt werden sollen. Für diese ist die Rieselfähigkeit häufig entscheidend, weil nur eine rieselfähige Ware gut für eine rasche und gleichmäßige Beschickung von Formgebungsmaschinen geeignet ist. Auch dieses Problem löst die Maschine gemäß der Erfindung in überraschend vorteilhafter Weise durch die Zusammenlegung des Zerkleinerungsprozesses, des Mischprozesses, verbunden mit genauer Feuchtigkeistabstimmung, und Überführung der Masse in Granulatform.

Mit der neuen Zerkleinerungsvorrichtung können auch Granulierprozesse durch einfache Maßnahmen beschleunigt und intensiviert werden. Nach Abschluß des Zerkleinerungs- und Mischprozesses in der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden dafür die Drehzahl und Neigung des Behälters auf die für Granulaterzeugung zweckmäßigste Einstellung gebracht und das schnellaufende Werkzeug mit den Zahnscheiben auf die Drehrichtung des Behälters umgeschaltet. Man stimmt zweckmäßig auch die Drehzahl der Zahnscheiben so ab, daß gegenüber dem Behälter eine leichte Voreilung gegeben ist, durch welche dem zu granulierenden Gut eine zusätzliche Rollbewegung erteilt wird. Dies ist entscheidend für den raschen Verlauf des Granulierprozesses.

Außerdem eignet sich der von den Zahnscheiben innerhalb des Behälters ununterbrochen erzeugte Auswurfstrahl des Behandlungsgutes in idealer Weise zur Erwärmung oder Kühlung desselben. Der Strahl ist dann durch heiße oder kalte Gase zu beaufschlagen.

Bei der Verarbeitung zäher, klebriger Massen kann die Energieaufnahme der Zahnkreisscheiben erheblich reduziert werden, wenn man während des Arbeitsprozesses die freiliegenden Oberflächen der Scheiben durch Aufsprühen von Flüssigkeit oder Netzmittel feucht hält. Dadurch wird die Reibung zwischen der Scheibe und dem Behandlungsgut erheblich reduziert und die Energieaufnahme ohne Beeinträchtigung des Aufschlußeffektes verringert. Im Gegensatz zu anderen Aufbereitungsmaschinen greifen die Zahnscheiben gemäß der Erfindung nur zu einem kleinen Teil ihrer Oberfläche in das Behandlungsgut ein, so daß beste Voraussetzungen gegeben sind, die Oberflächen durch Sprühdüsen feucht zu halten und damit die Energieausnutzung zu steigern.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den Zeichnungen. Es zeigen

Fig. 1 schematisch in Draufsicht eine Zerkleinerungsvorrichtung gemäß der Erfindung mit zwei exzentrisch angeordneten schnellaufenden Werkzeu gen, einer Entleerungsöffnung und der Vorrichtung zur Verstellung des einen Werkzeuges im Behälter,

Fig.2 die Schnittansicht durch eine spezielle ⁶S AusfQhrungsform der erfindungsgemäßen Zerkleine rungsvorrichtung mit zur Horizontalen gekippten Behälterachse,

Fig.3 die Draufsicht auf drei spezielle Ausführungs formen einer Zahnkreisscheibe und

Fig.4 die Seitenansicht des schnellaufenden Werk zeuges mit der oben angeordneten Spannvorrichtung.

Der Behälter 1 der Zerkleinerungsvorrichtung is während des Zerkleinerns mit überkritischer Drehzahl verschiedener Stufen mit verschiedenen Drehzahlei antreibbar: Gegebenenfalls für die Vorzerkleinerunj mit einer geringeren, wenn auch überkritische: Drehzahl; und bei einer Feinzerkleinerungsstufe mi einer Drehzahl, die auf erheblich größere Werte für eini Vergrößerung der Masse auf das 2- bis lOOfache (be feinem Korn ggf. 300fache) gesteigert wird. Di< Behälterwandung ist innen glatt. An ihr liegt in de Fig. 1 angedeutet das schon vorzerkleinerte, jedocl noch weiter zu zerkleinernde Gut 2 an. Die Zahnkreis scheibe 3 des rechten schnellaufenden Werkzeuges bzw 3' des gestrichelten, in F i g. 1 links angedeuteter Werkzeuges taucht am Umfang teilweise in das Gut Ί ein. Das insgesamt mit 4 bezeichnete schnellaufende Werkzeug besitzt gemäß Darstellung der Fig.4 fün! übereinanderangeordnete Zahnkreisscheiben 3,3" usw Diese Zahnscheiben sind für eine schnelle Auswechsel· barkeit lösbar an der Welle 5 des Werkzeuges A angebracht, welche an ihrem oberen Ende eine Keilriemenscheibe 6 aufweist und über den in Fig. 2 schematisch angedeuteten Keilriemen 7 durch den Motor 8 angetrieben wird.

In F i g. 1 ist ein Umlenker 14 gezeigt, der lediglich bei periodischer Arbeitsweise der Maschine zur Austragung des Gutes durch die Entleerungsöffnung 12 in der Behältermitte erforderlich ist. Bei der Verarbeitung von sperrigem Gut wird der Umlenker 14 während des eigentlichen Zerkleinerungsvorganges hochgezogen, so daß er kein Hindernis bildet. Bei nicht sperrigem Behandlungsgut kann der Umlenker entweder um seine Achse 15 geschwenkt oder herausgehoben werden, so daß er während des Zerkleinerungsvorganges nicht in die Materialschicht eingreift und keine Reibungsverluste verursacht. Bei der Verarbeitung von Sperrmüll ist eine möglichst große freie Einlauföffnung vorzusehen. Deshalb ist es zweckmäßig, die Achsen der schnellaufenden Werkzeuge 4 im Falle der Ausführungsform der F i g. 2 mit dem schräg angeordneten Behälter in dessen oberen Bereich anzuordnen.

Das schnellaufende Werkzeug 4 kann durch den Werkzeugträger 20 gehoben, gesenkt und geschwenkt werden. Durch die Schwenkbewegung des Trägers kann man die Entfernung zwischen den Zahnscheiben 3 und der Wand des Behälters 1 auch bei durch Abnutzung kleiner werdenden Zahnscheiben konstant halten. Ferner gibt diese Schwenkbewegung die Möglichkeit bei stoßweiser Beschickung des Gerätes, wenn beispielsweise größere Materialmengen plötzlich zugeführt werden, die Welle des schnellaufenden Werkzeu ges 4 durch automatische Steuerung mittels hydrauli scher Schwenkvorrichtungen, die Zahnscheiben 3. auf größeren Abstand von der Behälterwand zu bringen, so daß ohne Stoßbelastung der Antriebselemente ungleichförmige Materialschichten zwischen die Behälter wand 1 und Zahnscheiben 3 hindurchgeleitet werden können. Mit fortschreitender Zerkleinerung wird der Abstand zwischen den Zahnscheiben und der Behälter wand sukzessive verringert Damit steigt die Unempfindlichkeit der Maschine gegen harte grobstückige Fremdkörper.

Die Schwenkbewegung des Werkzeugträgers 20 gibt ferner die Möglichkeit das schnellaufende Werkzeug 4

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in den Bereich der nicht näher bezeichneten, am oberen Rand des Behälters 1 angeordneten öffnung einzuschwenken, so daß nach Lösen einiger Schraubverbindungen das Werkzeug 4 samt Zahnscheiben 3, 3' usw. aus der Maschine gezogen werden kann und schnell gegen eine zweite mit geschärften Zahnscheiben ausgetauscht werden kann.

In F i g. 2 ist der Drehzapfen 21 gezeigt, der außerhalb des Behälters 1 angeordnet ist und das Werkzeug 4 samt Antriebsmotor 8 trägt. Durch periodisches Anheben und Senken des Drehzapfens 21 mittels kleinem Hydraulikzylinder erreicht man, daß die Zahnscheiben die Gesamthöhe der Behälterseitenwand bestreichen. Ist die Maschine mit mehr als einem schnellaufenden Werkzeug 4 ausgerüstet, genügt im allgemeinen die Heb- und Senkbewegung einer Werkzeugwelle. Damit wird eine stete Umlagerung des Behandlungsgules erreicht, so daß die Zahnscheiben der übrigen, nicht höhenverstellbaren Werkzeuge stets in neue Materialschichten eingreifen.

Soll das behandelte Material bei periodischer Arbeitsweise durch die Behälteröffnung 12 entleert werden, schaltet man den Behälter 1 während des Entleerungsvorganges auf unterkritische Drehzahl. Die Zahnscheiben 3 säubern dann die Behälterwandung von eventuell noch anhaftendem Material. Der Umlenker 14 bewirkt den restlosen Austrag der Füllung in wenigen Sekunden.

Obwohl die Ausführungsform der Fig.2 auf eine steile Schräglage des Behälters 1 zur Horizontalen gezeigt ist und dies bei Versuchen sich als bevorzugt herausgestellt hat ist die Erfindung hierauf selbstverständlich nicht beschränkt.

Mit der in Fig. 1 schematisch angedeuteten Hydraulik 22 wird der Werkzeugträger 20 so geschwenkt, daß das schnellaufende Werkzeug 4 aus der oberen, mit ausgezogenen Linien gezeigten Stellung in die untere gestrichelt gezeigte Stellung auf dem gezeigten Kreisbogen 11 verschoben wird. Durch die radiale Komponente ist damit in einfacher Weise eine Verschiebbarkeit des schneliaufenden Werkzeuges 4 zur Behältermitte 10 hin bzw. von dieser fort möglich.

Man beachte die entgegengesetzten Drehrichtungen des Behälters 1 gemäß Pfeil 9 und der schnellaufenden Werkzeuge 4 gemäß Pfeil 13 in F i g. 1.

In Fig.2 ist die sich im Behälterboden befindende automatisch zu öffnende und zu schließende Entlee-

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rungsöffnung 12 gezeigt, die gestrichelt in de geöffneten Stellung gezeigt ist. Wahlweise könne ferner eine bis tief auf den Boden des Behälters reichende Zuleitung 23 und ein Saugrohr 24 oben an de Behälteröffnung vorgesehen sein. Bei Trockenmahluni von nicht sperrigem Gut arbeitet die Maschim zweckmäßig im kontinuierlichen Betrieb. Aus den voi den Zahnscheiben erzeugten Auswurfstrahlen wird de Feinstanteil durch das Saugrohr 24 in Richtung de ίο Pfeiles 25 abgesaugt. Materialien, die sich nicht zu Absaugung eignen, insbesondere feuchtes und nasse: Gut, werden durch die Bodenöffnung 12 ausgetragen. Ii diesem Fall kann die Vorrichtung für die Luftzuleitunj und -Ableitung entfallen. Die Luftzuleitung entfällt aud bei Verarbeitung von Sperrgut. Für diesen Fall ist eir großer Einlauftrichter 26 mit Pendelklappe 27 zwecl· mäßig.

In Fig.4 ist oben noch die hydraulische Spannvor richtung 28 angedeutet, deren Zugstange 29 durch die *o als Hohlwelle ausgebildete Welle 5 führt. Diese trägt ir dem in Fig.4 gezeigten Ausführungsbeispiel unter einen Flansch 30, so daß die Zahnscheiben 3,3" usw. mil den dazugehörigen Distanzbüchsen 31 oben leicht zugänglich gemeinsam zwecks Auswechslung gespannl ²S oder entspannt werden können.

In Fig.3 wurde eine Zahnscheibe mit drei verschiedenen Segmenten unterschiedlicher Zahnformen angedeutet Die feine Zahnung 32 ist speziell gegen größere metallische Fremdkörper unempfindlich, z. B. im Müll befindliche Bügeleisen. Sie bewirkt jedoch ein rasches Aufreißen und Vorzerkleinern von Säcken, Kartons und ähnlichen großformatigen Teilen. Bei der Verarbeitung von Holz oder ähnlichen Materialien ohne Hartstoffabteil werden scharfe Zahnungen zur Anwendung gebracht, wie sie z.B. bei 33 oder 34 gezeigt sind. Zahnscheiben mit den radialen Schlitzen 33 sind sowohl in der Herstellung als Instandhaltung sehr einfach. Sind die sich in Eingriff befindenden Schneidkanten abgenutzt, genügt ein Umwenden der Zahnscheibe, um die bisher im Arbeitsschatten liegenden Schneidkanten in Eingriff zu bringen.

Bei der Zahnform der Gruppe 34 deutet die gestrichelte Linie 35 an, daß die eigentliche Pralifläche 36 (die oben beschriebene Schneidkante), wenn die 4S Drehrichtung im Sinne des Pfeiles 37 liegt, radial vorlaufend angeordnet ist

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Zerkleinerungsvorrichtung, insbesondere für elastische, zähe und sperrige Materialien sowie Müll und andere Abfallstoffe, mit einem mit überkritischer Drehzahl angetriebenen, innen glattwandigen Behälter und mindestens einem exzentrisch angeordneten, schnellaufenden Werkzeug, das eine zur Behälterachse etwa parallel angeordnete Welle aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das schnellaufende Werkzeug (4) mit mindestens einer Zahnscheibe (3, 3', 3", 3'" usw.) versehen ist, deren Ebene quer zur Werkzeugwelle (5) liegt und die teilweise in das an der Behälterwand befindliche Gut (2) eintaucht und deren Drehrichtung (9) entgegengesetzt zu der der benachbarten Behälterwand ist, und daß das schnellaufende Werkzeug (4) im Behälter (1) etwa radial verschiebbar ist.

2.Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Zahnscheiben (3, 3', 3" usw.) übereinander derart im Abstand voneinander auf der Welle (5) befestigt sind, daß auf der Höhe des Zwischenraumes das an die Behälterwand gedrückte Gut (2) wulstartig stehen bleibt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (5) des schnellaufenden Werkzeuges (4) in Achsrichtung verschiebbar ist.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere schnellaufende Werkzeuge (4) exzentrisch im Behälter (1) angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß für den diskontinuierlichen Betrieb im Behälterboden eine verschließbare Entleerungsöffnung (12) vorgesehen ist.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß für den kontinuierlichen Betrieb mit trockenen Materialien an der oberen Behälteröffnung ein Saugrohr (24), eine Zuleitung (23) und eine Abdeckung angeordnet sind.

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnscheibe (3) eine Dicke von 2 bis 12 mm, vorzugsweise 2,5 bis 8 mm und gegebenenfalls einen Durchmesser von 100 bis 900 mm, vorzugsweise von 300 bis 750 mm aufweist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweilige Prallfläche (36) der Zähne (32, 33, 34) zur Zahnscheibe (3) radial oder vorhängend angeordnet ist.