DE29910128U1 - Einwellenzerkleinerer, z.B. für Kunststoff oder Holz - Google Patents

Description

Helmut BACHER in St. Florian (Österreich)

Helmuth SCHULZ in St. Florian (Österreich)

Georg WENDELIN in Linz (Österreich)

Einwellenzerkleinerer, z.B. für Kunststoff oder Holz.

Die Erfindung bezieht sich auf einen Einwellenzerkleinerer, z.B. für Kunststoff oder Holz, mit einer drehbar gelagerten Walze, die durch einen Antrieb zur Drehbewegung um ihre Achse angetrieben ist und an ihrem Umfang mehrere in einem Schneidraum umlaufende Rotormesser trägt, denen an einem Gestell ortsfest angeordnete, über den Umfang der Walze verteilte Standmesser zugeordnet sind, wobei die Rotormesser und die Standmesser jeweils so angeordnet sind, daß beim Umlauf der Rotormesser zwischen den Rotormessern und den Standmessern Scherspalte verbleiben.

Solche Einwellenzerkleinerer sind bekannt. Die bekannten Konstruktionen haben jedoch den Nachteil, daß sich die Zerkleinerungsarbeit in einer erheblichen Erwärmung des bearbeiteten Gutes und der Maschinenteile der Vorrichtung auswirkt. Dies ist insbesondere nachteilig bei der Zerkleinerung von Kunststoff, da die durch die Zerkleinerung erhaltenen Kunststoffteilchen zum Zusammenbacken neigen, wenn die auftretenden Temperaturen den Agglomerierbereich erreichen. Angeschmolzene Materialteilchen verunreinigen die Maschine und bewirken zusätzliche, dem Umlauf des Rotors entgegenwirkende Kräfte. Solche Hemmnisse treten, wenngleich anders geartet bzw. in vermindertem Ausmaß, auch bei der Bearbeitung von Holz auf, z.B. durch die Anschmelzung von Harzanteilen des Holzes.

Die Erfindung setzt sich zur Aufgabe, die Temperatur im Einwellenzerkleinerer zumindest annähernd so konstant zu halten, sodaß die Erwärmung des bearbeiteten Gutes auf geringe Temperaturanstiege beschränkt bleibt, welche noch zulässig sind, z.B. für Polyethylen etwa 90 bis 100⁰C. Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß zwei oder mehr Standmesser in Umfangsrichtung der Walze versetzt angeordnet sind und für mindestens ein Standmesser ein Fühler für die Temperatur des Standmessers vorgesehen ist, welcher Fühler mit einer Auswerteschaltung verbunden ist, die eine Kühleinrichtung für die Walze steuert, wobei die Kühleinrichtung zumindest eine an einem relativ zum Fühler in Umfangsrichtung der Walze versetzten Standmesser angeordnete Düse aufweist, die Kühlwasser in den Schneidraum einspritzt und die Kühlwasserzuleitung zu jenem Standmesser erfolgt, an welchem die Rotormesser zuerst vorbeilaufen. Diese Kühleinrichtung wird somit wirksam, wenn die vom Fühler erfaßte Temperatur des Standmessers einen vorbestimmten Wert überschreitet, der in der Auswerteschaltung gespeichert ist. Die Kühleinrichtung sorgt dann dafür, daß ein Kühlmittel so wirksam gemacht wird, daß die Temperatur, welche durch den Fühler erfaßt wird, wieder auf unkritische Werte zurückgeführt wird. Hierbei wird das Kühlmittel bei der Rotation der Walze

mitgenommen und gleichmäßig auf breite Bereiche der Walze bzw. des Schneidraumes, und damit auch auf die folgenden Standmesser, wirksam gemacht.

Die Zuordnung des Fühlers zum Standmesser berücksichtigt den Umstand, daß die Standmesser besonders beanspruchte Bauteile der Maschine sind, sodaß dort die Erwärmung am stärksten auftritt. Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht hiebei darin, daß das Standmesser zumindest einen Vorsprung hat, an dem bei der Drehung der Walze Rotormesser mit geringerem Umlaufradius vorbeilaufen, wobei der Fühler für die Temperatur des Standmessers in diesem Vorsprung angeordnet ist. Dies ergibt eine besonders wirksame Bauweise, denn in diesem Vorsprung ist die entstehende Wärme noch nicht schon zum Großteil auf benachbarte Maschinenteile abgeleitet, sodaß dort die kritische Temperatur am besten erfaßt und damit das behandelte Material geschont wird. Zweckmäßig hat das Standmesser zumindest eine Ausnehmung, in der bei der Drehung der Walze ein Rotormesser mit größerem Umlaufradius vorbeiläuft, wobei eine Kühlmittelzuleitung in diese Ausnehmung des Standmessers mündet. Kühlmittelzuleitungsmündung und Rotormesser sind dann beim Vorbeilaufen des Rotormessers am Standmesser einander eng benachbart. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann hiebei die Anordnung so getroffen sein, daß mehrere Vorsprünge und Ausnehmungen des Standmessers mit auf unterschiedlich großen Umlaufbahnen umlaufenden Rotormessern verzahnungsartig ineinander greifen, was eine gedrängte Bauweise ergibt

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann die Walze mit einem mittigen Kanal für die Einleitung von Kühlmittel versehen sein, um die Kühlung zu intensivieren.

In der Regel kommt man mit einem einzigen Fühler aus, erforderlichenfalls können jedoch auch mehrere Fühler vorgesehen sein, die einzelnen Bereichen der Maschine zuordnet sind.

Aus US 4 098 463 A ist es bekannt, bei einem Einwellenzerkleinerer für Kunststoffmaterial die Temperatur im Schneidraum abzufühlen und einen Kühlflüssigkeitsstrahl in den Schneidraum einzuleiten, wenn der Schneidraum eine Temperatur erreicht hat, die größer ist als die Siedetemperatur der Kühlflüssigkeit und geringer als die Schmelztemperatur des behandelten Kunststoffmateriales. Da nur ein einziges Standmesser vorgesehen ist, kann diese bekannte Vorrichtung nicht im Sinne der Erfindung wirksam werden.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt. Fig. 1 zeigt einen Einwellenzerkleinerer im Schnitt normal zur Walzenachse. Fig. 2 zeigt eine Draufsicht zu Fig. 1. Fig. 3 ist ein Schnitt ähnlich Fig. 1, jedoch in größerem Maßstab.

Der Einwellenzerkleinerer nach den Fig. 1 bis 3 hat ein Gestell 1, in welchem eine einen Rotor bildende Walze 2 um ihre Achse drehbar in Lagern 3 gelagert ist. Diese Walze 2 hat an ihrem einen Ende einen Antriebsstummel 4, an welchem ein nicht dargestellter Antrieb für die Rotation der Walze angreift. Selbstverständlich können auch beide Enden der

Walze 2 mit Antriebsstummeln versehen sein, etwa um die Walze 2 von beiden Seiten her oder wahlweise von jeder der beiden Seiten anzutreiben.

Die Walze 2 trägt an ihrem Umfang eine Vielzahl von Rotormessern 5, denen im Gestell 1 ortsfest angeordnete Standmesser 6 so zugeordnet sind, daß beim Umlauf der Rotormesser 5 zwischen diesen und den Standmessern 6 jeweils Scherspalte 7 verbleiben. Zweckmäßig sind die Rotormesser 5 jeweils in Kränzen um den Umfang der Walze 2 herum angeordnet, wobei in jedem Kranz die einzelnen Rotormesser 5 gegeneinander um das gleiche Maß winkelversetzt sind. In benachbarten Kränzen sind die Rotormesser 5 von Kranz zu Kranz relativ zueinander versetzt angeordnet, um eine möglichst gleichmäßige Wirksamkeit der Messer sicherzustellen. Die Rotormesser 5 laufen hiebei in einem Schneidraum 8 um, der unten durch ein Sieb 9 begrenzt ist, durch welches das zerkleinerte Gut nach unten in einen Sammelraum 10 fällt. Das Sieb 9 schließt an kräftige Rundstangen 11 des Gestelles 1 an und ist an seinen beiden Stirnenden mit Flanschen 12 zur Verstärkung versehen. Die Rundstangen 11 dienen zugleich zur Halterung der Standmesser 6, sodaß die im Betrieb der Vorrichtung auf die Standmesser 6 wirkenden erheblichen Kräfte verläßlich in das Gestell 1 abgeleitet werden.

Die Standmesser 6 sind zweckmäßig als kammartig gebildete Messerleisten ausgebildet, die über die axiale Länge der Walze 2 bzw. des Schneidraumes 8 in einzelne Abschnitte unterteilt sind (Fig. 2). Diese Messerleisten haben ein mäanderförmiges Profil, wobei Vorsprünge 13 und Ausnehmungen 14 miteinander abwechseln. Den Vorsprüngen 13 liegen von den Rotormessern 5 gebildete Messerkränze gegenüber, deren Umlaufbahn einen etwas geringeren Radius hat als die Umlaufbahn der Messerkränze jener Rotormesser 5, die den Ausnehmungen 14 der Standmesser 6 gegenüberliegen. Die Umlaufrichtung der Walze 2 ist durch einen Pfeil 15 (Fig. 1) angedeutet.

Der Schneidraum 8 ist an den beiden Stirnenden der Walze 2 durch Seitenwände 16 abgeschlossen, welche durch eine Rutsche 17 verbunden sind, über welche das von oben der Vorrichtung zugeführte, zu zerkleinernde Material, insbesondere Holz oder zu Recyclingzwecken bestimmtes Kunststoffmaterial, zur Walze 2 gelangt.

Zu Reinigungszwecken ist das Sieb 9 im Bereich der einen Rundstange 11 an einer Gelenkstelle 18 des Gehäuses 1 schwenkbar befestigt. Die andere Seite des Siebes 9 ist an einer Wand 19 des Gehäuses 1 lösbar und höhenverstellbar mittels einer Verschraubung 20 befestigt.

Im Betrieb treten erhebliche Erwärmungen der Rotormesser 5 und der Standmesser 6 infolge der Zerkleinerungsarbeit auf. Diese Wärme geht auf das behandelte Material über und kann dieses Material in nachteiliger Weise beeinflussen. Um diesen Nachteil zu beheben, ist eine Kühleinrichtung 21 vorgesehen, mittels welcher die Rotormesser 5, die Standmesser 6, die Walze 2 sowie über diese Bauteile das bearbeitete Material gekühlt werden können. Hiefür hat die Kühleinrichtung 21 zumindest einen Fühler 22 für die Temperatur eines Standmessers 6, welcher Fühler 22 über eine Leitung 23 an eine

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Auswerteschaltung 24 der Kühleinrichtung 21 angeschlossen ist. In dieser Auswerteschaltung 24 ist ein Temperaturwert gespeichert, bei dessen Überschreitung die Auswerteschaltung 24 einen Kühlmittelstrom freigibt, welcher der Vorrichtung zugeleitet wird. Hiezu steuert die Auswerteschaltung 24 eine Kühlmittelzuleitung 25, insbesondere für Kühlwasser. Eine Leitung 26 führt von der Auswerteschaltung 24 zu zumindest einer Düse 27, mittels welcher das zugeführte Kühlmittel in den Schneidraum 8, insbesondere in Richtung auf die Walze 2 zu, gespritzt wird. Zweckmäßig sind mehrere Düsen 27 über die axiale Länge der Walze 2 verteilt angeordnet, welche Düsen gemeinsam über die Leitung 26 mit Kühlmittel angespeist werden. Die Düsen 27 sind bei der dargestellten Ausführungsform in die Rundstange 11 eingebaut und radial (Fig. 2) oder fast tangential (Fig. 3) zur Walze 2 gerichtet. Besonders günstig ist es, die Düsen in die von der Rundstange 11 gehalterten Standmesser 6 einzubauen, da auf diese Weise eine unmittelbare Kühlung dieser Standmesser 6 erfolgt. Bei der dargestellten Ausführungsform ist hiebei die Anordnung so getroffen, daß zwei Sätze von Standmessern 6 vorgesehen sind, die in Umfangsrichtung der Walze 2 relativ zueinander versetzt angeordnet sind. Die Zuleitung des Kühlmittels erfolgt hiebei zu jenen Standmessern 6, an welchen die Rotormesser 5 bei der Zerspanung des Materiales zuerst vorbeilaufen, das sind in Fig. 1 die links liegenden Standmesser 6. Das so eingespritzte Kühlwasser wird von den an diesen Standmessern 6 vorbeilaufenden Rotormessern 5 mitgenommen und in der Folge auch auf die in Fig. 1 rechts liegenden Standmesser 6 und somit auch auf den Bereich des Fühlers 22 wirksam gemacht. Die Auswerteschaltung 24 sorgt dafür, daß eine ausreichende Kühlmittelzufuhr zur Walze 2 erfolgt, solange der Fühler 22 eine Temperatur anzeigt, welche über dem vorbestimmten Temperaturwert liegt. Dieser Temperaturwert ist an der Auswerteschaltung 24 vorzugsweise einstellbar, um sich an unterschiedliche Arbeitsbedingungen bzw. unterschiedliche zu verarbeitende Materialien anpassen zu können. Die Auswerteschaltung 24 steuert den Kühlmittelzufluß zu den Düsen 27 mittels an sich bekannter, nicht dargestellter Ventile in der oder den Leitungen 25, welche von der Auswerteschaltung 24 geöffnet bzw. geschlossen werden.

Es hat sich herausgestellt, daß es zweckmäßig ist, die Kühlmittelzufuhr mittels der Düse 27 jeweils in eine Ausnehmung 14 des Standmessers 6 münden zu lassen. In dieser Ausnehmung läuft jener Kranz von Rotormessern 5 um, der einen größeren Umlaufradius aufweist. Da die Vorsprünge 13 und die Ausnehmungen 14 der Standmesser 6 verzahnungsartig mit den Kränzen der Rotormesser 5 angeordnet sind, ergibt sich eine bestmögliche Verteilung des zugeführten Kühlmittels über den gesamten Bereich der Walze 2, sodaß örtliche Überhitzungen vermieden sind. Es ist auch möglich, die Walze 2 von innen her zu kühlen. Hiezu hat die Walze 2 einen mittigen Kanal 28, in den eine nicht dargestellte Kühlmittelzuleitung mündet, wobei der Kühlmittelzustrom über den Fühler 22 oder gegebenenfalls über einen gesonderten, nicht dargestellten Fühler, gesteuert werden kann. In der Regel genügt es, einen einzigen Fühler 22 vorzusehen, in Sonderfällen können jedoch

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auch mehrere Fühler 22 über den Schneidraum verteilt angeordnet sein. Zweckmäßig wird das Kühlmittel in den Kanal 28 am einen Stirnende der Walze eingeleitet und am anderen Stirnende der Walze aus dem Kanal 28 wieder abgeführt. Es kann jedoch auch die Zuleitung des Kühlmittels an einem oder beiden Stirnenden der Walze 2 erfolgen und der Kühlmittelaustritt durch Öffnungen am Walzenmantel erfolgen, sodaß das in das Innere der Walze 2 zugeführte Kühlmittel auch im Schneidraum 8 wirksam gemacht wird.

Es ist zweckmäßig, die Düsen 27 von Bohrungen in den Standmessern 6 zu bilden. Eine solche Bohrung kann auch für die Unterbringung des Fühlers 22 dienen.

Claims (5)

Ansprüche:

1. Einwellenzerkleinerer, z.B. für Kunststoff oder Holz, mit einer drehbar gelagerten Walze (2), die durch einen Antrieb zur Drehbewegung um ihre Achse angetrieben ist und an ihrem Umfang mehrere in einem Schneidraum (8) umlaufende Rotormesser (5) trägt, denen an einem Gestell (1) ortsfest angeordnete, über den Umfang der Walze (2) verteilte Standmesser (6) zugeordnet sind, wobei die Rotormesser (5) und die Standmesser (6) jeweils so angeordnet sind, daß beim Umlauf der Rotormesser (5) zwischen den Rotormessern (5) und den Standmessern (6) Scherspalte (7) verbleiben, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehr Standmesser (6) in Umfangsrichtung der Walze (2) versetzt angeordnet sind und für mindestens ein Standmesser (6) ein Fühler (22) für die Temperatur des Standmessers (6) vorgesehen ist, welcher Fühler (22) mit einer Auswerteschaltung (24) verbunden ist, die eine Kühleinrichtung (21) für die Walze (2) steuert, wobei die Kühleinrichtung (21) zumindest eine an einem relativ zum Fühler (22) in Umfangsrichtung der Walze (2) versetzten Standmesser (6) angeordnete Düse (27) aufweist, die Kühlwasser in den Schneidraum (8) einspritzt und die Kühlwasserzuleitung zu jenem Standmesser (6) erfolgt, an welchem die Rotormesser

(5) zuerst vorbelaufen.

2. Einwellenzerkleinerer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Standmesser

(6) zumindest einen Vorsprung (13) hat, an dem bei der Drehung der Walze (2) Rotormesser (5) mit geringerem Umlaufradius vorbeilaufen, wobei der Fühler (22) für die Temperatur des Standmessers (6) in diesem Vorsprung (13) angeordnet ist.

3. Einwellenzerkleinerer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Standmesser (6) zumindest eine Ausnehmung (14) hat, in der bei der Drehung der Walze (2) ein Rotormesser (5) mit größerem Umlaufradius vorbeiläuft, wobei eine Kühlmittelleitung (26) in diese Ausnehmung (14) des Standmessers (6) mündet.

4. Einwellenzerkleinerer nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Vorsprünge (13) und Ausnehmungen (14) des Standmessers (6) mit auf unterschiedlich großen Umlaufbahnen umlaufenden Rotormessern (5) verzahnungsartig ineinandergreifen.

5. Einwellenzerkleinerer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Walze (2) mit einem mittigen Kanal (28) für die Einleitung von Kühlmittel versehen ist.