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Die
Erfindung betrifft eine Rotoreinheit für eine Zerkleinerungsvorrichtung
nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten
Art und eine Zerkleinerungsvorrichtung zur Zerkleinerung von Materialien
nach der im Oberbegriff von Anspruch 9 näher definierten
Art.
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In
der Regel ist eine Zerkleinerungsvorrichtung zur Zerkleinerung von
Materialien als Schneidmühle ausgeführt und besteht
im Wesentlichen aus einer Statoreinheit, einer in der Statoreinheit
um eine Achse drehbar gelagerten und somit in der Statoreinheit
umlaufenden Rotoreinheit und einer Schneideeinrichtung mit einer
rotorfesten Schneideeinheit und einer statorfesten Schneideeinheit.
Die Rotoreinheit umfasst Rotorkörper zur Aufnahme der rotorfesten Schneideeinheit.
Die Schneideeinheiten umfassen als Messer ausgebildete Schneidelemente.
Die Messer passieren einander mit engem Spalt. Die zu schneidenden
Materialien werden der Vorrichtung zugeführt, wo die Materialien
von der Rotoreinheit erfasst werden und zwischen die Rotoreinheit
und die Statoreinheit geraten. Hierbei wird das Material von den
Schneideeinheiten getroffen und mittels Scherwirkung zerkleinert.
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Häufig
werden die vorzugsweise als Schneidmühlen ausgeführten
Vorrichtungen zur Zerkleinerung von Materialien in Rohrleitungen
von pneumatischen Förderanlagen eingesetzt, um abgesaugte
endlose Abfälle wie Randbeschnitt oder Gitter zu zerkleinern.
Die Zerkleinerung ermöglicht den Transport des Abfallmaterials
per Luft in einem Absaugrohr, um mit geringem Energieaufwand eines nachgeschalteten
Transportventilators die anfallenden Abfallmengen von den Produktionsmaschinen direkt
in geeignete Sammelbehälter, wie beispielsweise Presscontainer
oder Foliensäcke transportieren zu können.
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Es
gibt jedoch noch immer Injektoranlagen, welche die Abfälle
in endlosem Zustand von den Produktionsmaschinen absaugen. Der Aktionsradius dieser
Anlagen ist dadurch grundsätzlich sehr begrenzt, da endlose
Abfallstreifen einen sehr hohen Widerstand in Rohrleitungen darstellen
und sich selbst stark abbremsen. Nur durch sehr hohen Energieaufwand
des Ventilators einer Injektoranlage kann endloses Material über
größere Strecken in Rohrleitungen transportiert
werden. Zudem nimmt das abgesaugte, endlose Material am Empfangsort
ein sehr großes Volumen ein, da das Abfallmaterial noch
immer endlos vorliegt und noch nicht zerkleinert wurde. Ein platzsparendes
Sammeln des Abfallmaterials kann somit nicht erreicht werden. Um
diese Nachteile auszugleichen, werden daher die oben beschriebenen
Zerkleinerungsvorrichtungen eingesetzt, die das Endlos-Abfallmaterial
zeitgleich mit dem Absaugen zerkleinern. Hierdurch werden in vorteilhafter
Weise die zwei nachfolgenden Effekte erzielt. Zum einen kann das
Material über längere Rohrstrecken energiesparend
transportiert werden, zum anderen kann das zerkleinerte Material
am Empfangsort sehr platzsparend gelagert werden.
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Seit
vielen Jahren werden Zerkleinerungsvorrichtungen gebaut und eingesetzt.
Als die ersten Vorrichtungen zum Einsatz kamen gab es nur einfache
Standardmaterialien im Papier- und Folienbereich. Die Produktionsgeschwindigkeiten
und Produktionsbreiten waren aus heutiger Sicht auf niedrigem Niveau.
So waren Maschinengeschwindigkeiten mit 30–60 m/min Standard
und konfektionierte Breiten bzw. Abfallbreiten von 20–40
mm die maximalen Anforderungen. Die damals zum Einsatz gekommenen
Zerkleinerungsvorrichtungen konnten diese Mengen und Geschwindigkeiten
sehr gut verarbeiten. Auch wur den mehrere Zerkleinerungsvorrichtungen
an einer Produktionsmaschine verbaut, um Übermengen an
Abfall verarbeiten zu können, die eine Vorrichtung nicht
bewältigen konnte.
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Im
Laufe der Jahre stiegen jedoch die Produktionsgeschwindigkeiten
der Produktionsmaschinen, die Materialzusammensetzungen änderten
sich und die konfektionierten Breiten bei Streifen oder Gitter wurden
immer breiter. Hinzu kam die Verarbeitung von klebenden, kaschierten,
laminierten zähen und abrasiven Materialien. Ebenfalls änderten
sich die Füllstoffe der Materialien. Somit änderten
sich die technischen Anforderungen an die Zerkleinerungsvorrichtungen,
was eine Änderung der Technik der Zerkleinerungsvorrichtungen
bedingt.
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In
der Regel besteht eine konventionelle Vorrichtung zur Zerkleinerung
von Material aus einem Statorgehäuse, einer Statoreinheit
mit zwei im 90°-Winkel quer zu einer Achse angeordneten
Stutzen, einer um die Achse rotierenden Rotorwelle, einer Rotoreinheit
mit Messerleisten aufweisenden Rotorkörpern und einem in
dem Statorgehäuse eingearbeiteten, feststehenden Messerbalken.
Die Rotorwelle der Rotoreinheit und der feststehende Messerbalken
des Statorgehäuses sind parallel zueinander angeordnet.
Durch einen definierten Winkel der in den Rotorkörpern
der Rotoreinheit eingearbeiteten Messerleisten ergibt sich ein Scherenschnitt,
so bald ein Messer der Rotoreinheit auf den feststehenden Messerbalken
der Statoreinheit trifft. Dieser Schnitt wiederholt sich je nach
Gerätetyp und Größe zwischen zwei bis
viermal je Umdrehung, abhängig davon wie viele Messerleisten
auf den Rotorkörpern der Rotoreinheit angeordnet sind.
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Üblicherweise
sind klassische Rotorwellen aus Stahlguss gefertigt und besitzen
eine Mittelachse zur Aufnahme von mehreren Rotorkörpern,
in welche die Messerleisten eingearbeitet sind. Die Messerleisten
sind vorzugsweise am Umfang der Rotorkörper gleichmäßig
beabstandet verteilt.
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Aus
der Gebrauchsmusterschrift
DE
297 24 035 U1 ist eine gattungsgemäße
Zerkleinerungsvorrichtung zur Zerkleinerung von Materialien bekannt. Die
Vorrichtung umfasst eine Statoreinheit, eine Rotoreinheit, eine
Schneideeinrichtung mit einer statorfesten Schneideeinheit und einer
rotorfesten Schneideeinheit, und eine Absaugeinrichtung. Die Rotoreinheit
ist in der Statoreinheit um eine Drehachse drehbar gelagert. Die
Statoreinheit weist die statorfeste Schneideeinheit auf, die mit
der rotorfesten Schneideeinheit der Rotoreinheit zusammenwirkt.
Die Rotoreinheit umfasst eine Rotorwelle, auf der mehrere Rotorkörper
gleichmäßig beabstandet angeordnet sind, an welchen
die als Messerleisten ausgeführte rotorfeste Schneideeinheit
befestigt ist. Als nachteilig dabei ist, dass im Bereich der rotorfesten
Schneideeinheit auf Grund der gleichmäßig auf
der Rotorwelle beabstandeten Rotorkörper nur mehr ein geringer Freiraum
zur Aufnahme des Abfallmaterials vorhanden ist, so dass es bei größeren
Materialmengen zur Verdichtung des Materials im Bereich der Schneideeinrichtung
und damit zu häufigem Abschnüren der Saugluft
an der Absaugstelle kommt. Hierdurch ergibt sich häufig
ein Verstopfen der Vorrichtung mangels fehlender Luftströmung.
Somit wird nur eine ungleichmäßige Saugleistung
erreicht. Daraus resultieren ein hoher Energieverbrauch von Transportventilatoren
und ein hohes Eigengeräusch der strömenden Luftmenge.
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Es
ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Rotoreinheit
für eine Zerkleinerungsvorrichtung und eine Zerkleinerungsvorrichtung
zur Zerkleinerung von Materialien mit einem verbesserten Wirkungsgrad
zu schaffen.
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Erfindungsgemäß wird
diese Aufgabe durch eine Rotoreinheit für eine Zerkleinerungsvorrichtung mit
den in Anspruch 1 genannten Merkmalen und eine Zerkleinerungsvorrichtung
zur Zerkleinerung von Materialien mit den in Anspruch 9 genannten Merkmalen
gelöst.
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Erfindungsgemäß wird
vorgeschlagen, dass die Rotoreinheit zwei, auf jeweils einer Rotorwelle
gelagerte Rotorkörper und mindestens zwei die Rotorkörper
verbindende Querstege aufweist, wobei die Rotorwellen in Richtung
der Drehachse in einem Abstand voneinander angeordnet sind. Durch
den Einsatz von zwei separaten Rotorwellen, die ohne durchgehende
Mittelachse arbeiten, sondern in Richtung der Drehachse in einem
Abstand voneinander angeordnet und getrennt gelagert sind, werden
die oben genannten Störungen beim Absaugen und/oder Schneiden
weitgehend vermieden. Die Rotoreinheit wird vorteilhaft für
eine erfindungsgemäße Zerkleinerungsvorrichtung
zur Zerkleinerung von Materialien genutzt. In freiraumerzeugender
Weise besitzen die Rotorwellen der Rotoreinheit nur zwei Rotorkörper, so
dass die Zerkleinerungsvorrichtung im Bereich der Schneideeinrichtung
keinen Widerstand für das zu zerkleinernde Abfallmaterial,
sondern einen ausreichenden Freiraum zur Aufnahme des Abfallmaterials bietet.
Somit kommt es auch bei größeren Materialmengen
nicht zur Verdichtung des Materials im Bereich der Schneideeinrichtung.
In vorteilhafter Weise wird dadurch ein Abschnüren der
Luftströmung an der Absaugstelle und somit ein Verstopfen
der Vorrichtung mangels fehlender Saugluft vermieden. In besonders
vorteilhafter Weise resultiert hieraus ein verbesserter Wirkungsgrad
der Vorrichtung mit einer gleichmäßigen Saugleistung.
Insbesondere verringern sich hierdurch der Energieverbrauch von
Transportventilatoren und das Eigengeräusch der strömenden
Luftmenge.
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In
vorteilhafter Weise ist die Rotoreinheit als gebaute Rotorkörper
ausgeführt. Vorzugsweise ist die Ro toreinheit als Stahlbaukonstruktion
ausgeführt. Im Gegensatz zu einer Fertigung aus Stahlguss,
vermeidet die gebaute Ausführungsform der Rotoreinheit
im Laufe der Benutzung, insbesondere beim Verarbeiten von harten
Materialien, starke Verformungen der zur Aufnahme der Schneideeinheit
ausgeführten Querstege. Durch die Herstellung der Rotoreinheit
als gebaute Konstruktion, werden die die Schneideeinheit aufnehmenden
Querstege deutlich massiver und können in vorteilhafter
Weise stärker beansprucht werden. Ein Verbiegen und Verformen ist
daher nahezu ausgeschlossen.
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Bevorzugt
dient die Rotoreinheit zur Aufnahme der rotorfesten Schneideeinheit.
In vorteilhafter Weise kann hierdurch eine exakte Justierung und
Positionierung der Schneideeinheit in der Rotoreinheit erfolgen,
wodurch sich ein gutes Zerkleinerungsergebnis ergibt.
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In
einer Ausgestaltung der Erfindung umfasst die rotorfeste Schneideeinheit
zwei Schneidelemente. Vorzugsweise sind die rotorfesten Schneidelemente
als Messerleisten ausgebildet. Durch diese erfindungsgemäße
Ausgestaltung wird ein Aufbau der rotorfesten Schneideeinheit möglich,
der besonders einfach und stabil ist. Insbesondere sind konventionelle,
kostengünstige Normteile als Schneidelemente einsetzbar.
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Vorzugsweise
verlaufen die rotorfesten Schneidelemente gegenüber der
Drehachse in einem vorgegebenen Winkel.
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In
vorteilhafter Weise ergibt sich durch diesen definierten Winkel
der Schneidelemente ein Scherenschnitt, sobald die rotierenden Schneidelemente
der Rotoreinheit und die feststehende Schneideeinheit der Statoreinheit
aufeinander treffen. Hierdurch wird das Material nicht gebrochen,
sondern in vorteilhafter Weise geschnitten, so dass die unerwünschte
Entstehung von Staub beim Zerkleinerungsprozess weitgehend vermieden
werden kann.
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Bevorzugt
sind die rotorfesten Schneidelemente im Wesentlichen einander gegenüberliegend an
der Rotoreinheit angeordnet. In vorteilhafter Weise ergibt sich
hierdurch auf einfache Weise eine gute Zerkleinerung des Abfallmaterials
und ein schnelles Erreichen der Endfeinheit des zerkleinerten Abfallmaterials.
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In
einer Ausgestaltung der Zerkleinerungsvorrichtung umfasst die statorfeste
Schneideeinheit ein Schneidelement und bildet somit in besonders vorteilhafter
Weise ein Gegenelement zu den rotorfesten Schneidelementen der Rotoreinheit,
wodurch ein optimaler Scherenschnitt erzielbar ist.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben
sich aus den restlichen Unteransprüchen.
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Eine
vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist in den Zeichnungen
prinzipmäßig dargestellt und wird nachfolgend
beschrieben.
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Dabei
zeigen:
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1 eine
schematische Schnittdarstellung einer Vorderansicht eines Ausführungsbeispiels
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Zerkleinerung
von Materialien, und
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2 eine
schematische Darstellung einer Seitenansicht der Rotoreinheit der
Vorrichtung aus 1.
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Die 1 und 2 zeigen
eine Vorrichtung 10 zur Zerkleinerung von Materialien.
Die Vorrichtung 10 umfasst eine ein Gehäuse 34 aufweisende
Statoreinheit 12, eine Rotoreinheit 16, eine Schneideeinrichtung 18 mit
einer statorfesten Schneideeinheit 22 und einer rotorfesten
Schneideeinheit 20, und eine Absaugeinrichtung 38.
Die Rotoreinheit 16 ist in der Statoreinheit 12 um
eine Drehachse 14 drehbar gelagert. Die Statoreinheit 12 weist
die statorfeste Schneideeinheit 22 auf, die mit der rotorfesten
Schneideeinheit 20 der Rotoreinheit 16 zusammenwirkt.
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Die
Rotoreinheit 16 umfasst Rotorkörper 28, 30 zur
Aufnahme der rotorfesten Schneideeinheit 20. An der Vorrichtung 10 ist
der Arbeitsraum bzw. Zerkleinerungsraum der Vorrichtung 10 üblicherweise durch
eine im Gehäuse 34 vorzugsweise an einer geodätisch
untenliegenden Stelle der Statoreinheit 12 angeordnete
Siebeinheit 36 begrenzt.
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Um
eine Vorrichtung zur Zerkleinerung von Materialien mit einem verbesserten
Wirkungsgrad zu schaffen, weist die Rotoreinheit 16 erfindungsgemäß zwei,
auf jeweils einer Rotorwelle 24, 26 gelagerte Rotorkörper 28, 30 auf,
wobei die Rotorwellen 24, 26 in Richtung der Drehachse 14 in
einem Abstand a voneinander angeordnet sind. D. h. es sind zwei
separate Rotorwellen 24, 26 vorgesehen, die ohne durchgehende
Mittelachse arbeiten und in Richtung der Drehachse 14 in
einem Abstand a voneinander angeordnet sind. Zudem sind die beiden
Rotorwellen 24, 26 getrennt voneinander vorzugsweise
im Gehäuse 34 der Statoreinheit 12 gelagert.
Die Lagerstellen zwischen den Rotorkörpern 28, 30 und
den Rotorwellen 24, 26 können beispielsweise
als Loslager und/oder Festlager ausgebildet werden. Hierbei wird
zumindest eine Lagerung zwischen einer angetriebenen Rotorwelle 24, 26 und
einem der Rotorkörper 28, 30 drehfest
ausgeführt.
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In
vorteilhafter Weise ist die Rotoreinheit 16 als gebaute
Rotoreinheit ausgeführt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel
ist die Rotoreinheit 16 als Stahlbaukonstruktion ausgeführt.
Die Rotoreinheit 16 dient zur Aufnahme der rotorfesten
Schneideeinheit 20. Hierfür weist die Rotoreinheit 16 die
beiden, die Rotorkörper 28, 30 verbindenden
Querstege 42 auf, an welchen die Schneideeinheit 20 befestigbar
ist, wobei auch die Anordnung weiterer Querstege 42 denkbar
wäre. Die Rotoreinheit 16 mit den zwei voneinander
beabstandeten Rotorkörpern 28, 30 und den
mindestens zwei die beiden Rotorkörper 28, 30 verbindenden
Querstege 42 bildet in vorteilhafter Weise einen stabilen
Gitterkäfig.
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Im
vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst die rotorfeste
Schneideeinheit 20 vorzugsweise zwei Schneidelemente 20a, 20b,
und die statorfeste Schneideeinheit 22 umfasst vorzugsweise
ein Schneidelement 22a, wobei in 2 nur ein
rotorfestes Schneidelement 20b dargestellt ist. Vorzugsweise
sind gemäß 1 die rotorfesten
Schneidelemente 20a, 20b im Wesentlichen einander
gegenüberliegend an der Rotoreinheit 16 angeordnet.
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Die
Schneideeinheiten 20, 22 umfassen als Messer ausgebildete
Schneidelemente 20a, 20b und 22a. Die
Messer passieren einander mit engem Spalt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel
sind die rotorfesten Schneidelemente 20a, 20b als
Messerleisten ausgebildet. Vorzugsweise verlaufen gemäß 2 die
rotorfesten Schneidelemente 20a, 20b gegenüber
der Drehachse 14 der Rotoreinheit 16 in einem
vorgegebenen Winkel α. D. h. die Drehachse 14 und
die rotorfesten Schneidelemente 20a, 20b schließen
einen vorgebbaren Winkel α ein.
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Im
dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Vorrichtung 10 das
zu schneidende Material mit Hilfe der Absaugeinrichtung 38 über
einen vorzugsweise als Einlaufstutzen ausgebildeten Eintritt 40 zugeführt,
wo es von der Rotoreinheit 16 erfasst wird und zwischen
die Rotoreinheit 16 und die Statoreinheit 12 bzw.
in die Schneideeinrichtung 18 gerät. Hierbei wird
das Material von der Schneideeinrichtung 18 bzw. von den
Schneideeinheiten 20, 22 getroffen und mittels
Scherwirkung zerkleinert. Das Material verbleibt so lange in der
Vorrichtung 10 bis es derart fein zerkleinert ist, dass
es durch die Siebeinheit 36 die Vorrichtung 10 verlassen
kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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