Vorrichtung zum Zerkleinern von Altpapier

Abstract

 Eine Vorrichtung zum Zerkleinern von Altpapier u. dgl. zerreiBearen Materialien nach dem Bauprinzip herkömmlicher Hammermühlen mit einem schnellaufenden Rotor (6) wermeidet bei der Feinzerkleinerung der Materialien Staubund Windbelastungen und erhöht den Wirkungsgrad der Vorrichtung (1) durch eine zumindest teilweise, vorzugsweise stufenweise an das Rotationsprofil der Schlagmesser (11) anyepaßte Konturierung der Gegenmesser (18 bis 25) und eine im Zerkleinerungspfad nachfolgend unabdeckbar freigehaltene Auswurföffnung (32).

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zerkleinern von Altpapier u. dgl. zerreißbaren Materialien nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

[0002] Vorrichtungen der hier betrachteten Art arbeiten in bekannter Form nach den Prinzipien sogenannter "Hammermühlen", bei denen pendelbewegliche Hämmer am Umfang schnellaufender Rotoren auf das zu zerkleinernde Material einwirken. Dabei ist zur Verringerung der Verstopfungsgefahr für ausreichende Zwischenräume und Abstände zwichen den rückschwenkbaren Hämmern und feststehenden Amboßelementen gesorgt.

[0003] Dieses robuste Funktionsprinzip hat auch in jüngerer Zeit bei der Zerkleinerung von Altpapier Anwendung gefunden, obgleich das Material nicht spröde ist und dementsprechend nicht zerschlagen werden kann, sondern zerrissen werden muß. Um einen ausreichenden Zerkleinerungsgrad zu gewährleisten, wie er etwa bei der Vernichtung von Akten- und Datenmaterial gefordert wird, sind auslaßseitig Siebe oder Gitterroste längs des Schlagkreises angeordnet, so daß nur hinreichend kleines Material den Einwirkungsbereich verlassen kann, während großstückiges Material im Rotorbereich - gegebenenfalls mehrfach umlaufend - zurückbleibt.

[0004] Bei dieser Art der Papierzerkleinerung treten allerdings besondere Probleme auf, indem der schnellaufende Rotor eine starke Blaswirkung entfacht und das umlaufende zerkleinerte Material auch einlaßseitig auswirft,was zu Belästigungen und Gefahren für die Umwelt führt und aufwendige Gegenmaßnahmen und Beseitigungsmaßnahmen erfordert. Der Blaseffekt wird noch dadurch verstärkt, daß sich Papier u. dgl. flächiges Material leicht flach auf den Austrittsgittern oder -rosten ablegt, so daß die Blaswirkung bei abgedecktem Auslaß vorciert zum Einlauf hin gerichtet ist, wobei das zerkleinerte Material den Rotorbereichen nicht in der vorgesehenen Weise verlassen kann. Es versteht sich, daß die Leistung einer solchen Zerkleinerungsvorrichtung - dem Verstopfungsgrad der Austrittsgitter entsprechend - verringert ist.

[0005] Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Zerkleinern von Altpapier u. dgl. zerreißbaren Materialien zu schaffen, die eine verringerte Blasluftentfaltung und Staubemission aufweist und - auch bei einem für Akten- und Datenmaterial geforderten Zerkleinerungsgrad - eine gute Zerkleinerungsleistung bei störungsunanfälligem Betrieb bietet.

[0006] Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe von einer Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ausgehend mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

[0007] Mit der erfindungsgemäßen Lösung wird in Bezug auf die Blaswirkung des Rotors für eine zumindest in einem Teilbereich enge Verzahnung von Rotationsprofil und Gegenmesserprofil gesorgt und damit die Entfaltung eines vom Rotor mitgeschleppten Blasstromes unterbunden.

[0008] Im gleichen Sinne wirkt ein nachfolgender unabdeckbarer öffnungsbereich, mit dem anstelle einer ringförmigen Luftführung eine zentrifugale Luftführung zum Auslaß hin gefördert wird.

[0009] Mit einer dem Rotationsprofil der Schlagmesser angepaßten Gestaltung der Gegenmesser sind aber auch flache tangentiale Spalte vermieden, in denen sich Papier und ähnlich geformtes Material flach ablagern kann. Das Material wird vielmehr zur Zerkleinerung gebracht, wobei die Breiten und gegenseitigen Abstände der Schlagmesser wie auch die Breiten und Abstände der Gegenmesser den Grad der Materialzerstückelung erzwingen.

[0010] Der nachfolgende unabdeckbare öffnungsbereich sorgt dafür, daß das zerkleinerte Material den Zerkleinerungspfad zum Auswurfbereich hin verläßt und nicht etwa im Kreis umläuft oder gar zum Eingabebereich hin ausgeblasen wird. Der wiederholte Materialumlauf verringerte nämlich die Durchsatzleistung bekannter Maschinen ähnlicher Art auf einen Bruchteil der möglichen Leistung und führte dazu, daß bereits zerkleinertes, umlaufendes Material eine unerwünschte Feinzerkleinerung erfährt, so'daß es leicht aus dem Eingabebereich ausgeblasen werden kann oder auch sonst als staubförmiges Material schwierig zu fördern und zu verarbeiten ist.

[0011] Vorteilhaft kann die Anpassung der Gegenmesser an das Schlagmesserprofil zu einem engen, verzahnten Bewegungsspalt auf einem dem Auswurfbereich unmittelbar vorgelagerten Teilbereich eingeschränkt sein, während die auf dem Zerkleinerungspfad vorgelagerten Gegenmesser größere Zwischenabstände einhalten. Damit wird eine stufenweise Zerkleinerung des Materials erreicht.

[0012] Mit besonderem Vorteil können die Schlagmesser eine gegabelte Form aufweisen. Damit lassen sich relativ schmale Verzahnungen im Sinne eines guten Zerkleinerungsgrades erzielen. Gleichwohl bleiben die einzelnen Schlagmesser in ihrer übrigen Konstruktion groß genug, um robuste Führungen und Lagerungen zu ermöglichen und insbesondere, um beim Auftreten auf das Material eine ausreichend große Schlagmasse aufzuweisen.

[0013] Soweit eine derartige Zerkleinerungsvorrichtung auch zum Grobzerkleinern von Papier und anderen zerreißbaren Materialien eingesetzt werden soll - wie dies häufig der Fall ist - können die Gegenmesser auf einem vom Schlagkreis fortbewegbaren Träger angeordnet sein, wobei dieser Träger insbesondere für die eng an das Schlagmesserprofil angepaßten Gegenmesser vorzusehen ist. Die Vorrichtung kann dann auch für die generell weniger kritische Grobzerkleinerung eingesetzt und damit in vielen Fällen besser ausgelastet werden.

[0014] Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung, in der ein Ausführungsbeispiel des Gegenstands der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert ist. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 Ventikalschnitt durch eine Zerkleinerungsvorrichtung,

Fig. 2 Schnitt nach Linie II-II in Fig. 1,

_Fig. 3, Schnitt durch die Gegenmesser (jeweils in Gegen-

^{4 u. 5} überstellung zu den Schlagmessern) nach Linie III-III, IV-IV bzw. V-V in Fig. 1.

[0015] Die in der Zeichnung insgesamt mit 1 bezeichnete Vorrichtung weist ein umschließendes Gehäuse 2 - im wesentlichen in Kastenform - auf, das nach oben hin durch einen Einfüllstutzen 3 zu einem obenliegenden Eingabebereich 4 gestreckt ist. Nach unten ist das Gehäuse gleichfalls zu einem Auswurfbereich 5 hin geöffnet, an den sich am Einsatzort geeignete Förderer, Verarbeitungseinrichtungen oder Pressen anschließen können.

[0016] In dem Gehäuse 2 ist ein Rotor 6 mittels einer Welle 7 gelagert, die über eine Uberlastkupplung 8 mit einem außenseitig angeflanschten Elektromotor 9 in Antriebsverbindung steht.

[0017] Der Rotor 6 weist einen im wesentlichen walzenförmigen Umriß auf, der durch eine Mehrzahl voneinander distanziert auf der Welle 7 aufgereihter Scheiben 10 definiert ist. Nahe dem Umfang der Scheiben sind zwischen diesen Schlagmesser ₁1 in mehreren, hier beispielsweise vier Reihen mit zur Achse der Welle 7 paralleler Achse pendelnd auf Bolzen 12 gelagert. Die gestreckt ausgebildeten Schlagmesser sind außerhalb des eigenen Schwerpunkts gelagert und richten sich bei schnellaufendem Rotor infolge der Fliehkraft nach außen, können aber bei Aufprall auf feste Hindernisse, wie sie auch durch zu zerkleinerndes Material gebildet sein können, so zurückweichen, daß ein Festfahren des Rotors oder Schlagzerstörungen an diesem nicht auftreten.

[0018] Zu der insoweit bekannten Bauweise der Zerkleinerungsvorrichtung 1 gehört auch, daß das Material über eine schräge Gleitfläche 13 dem Rotor 6 in einem Bereich zugeführt wird, in dem er bei Drehsinn nach einem Pfeil 14 aufwärts läuft, so daß niederstürzendes Material gleich eine Schlagbeanspruchung durch die Messer 11 erfährt.

[0019] Für die weitere Zerkleinerung hat sich die Gestaltung und Anordnung der Gegenmesser als besonders wichtig und kritisch herausgestellt, und zwar nicht nur im Hinblick auf den eigentlichen Zerkleinerungsvorgang, sondern auch im Hinblick auf die Materialführung längs des weiteren Zerkleinerungspfads im Umlaufsinn des Pfeils 14 längs des Rotorumfangs und auch für die Einflußnahme auf die bei schnellaufenden Rotoren unvermeidliche Windentwicklung.

[0020] Längs eines mit einem weiteren Pfeil 15 angedeuteten Bereichs des Zerkleinerungspfades sind als senkrechte Scheiben an der Wand des Gehäuses 2 Gegenmesser 16 angeordnet, deren Schlagkante 17 etwa quer zur Tangentialrichtung verläuft und einen oberen Einfüllbereich begrenzt.

[0021] Der weitere Zerkleinerungspfad sieht dann acht Reihen 18 bis 25 von Gegenmessern vor, deren Reihenverlauf im wesentlichen parallel zur Achse 7 liegt. Von diesen Reihen ist die erste Reihe 18 unmittelbar am Gehäuse 2 festgelegt.

[0022] Sechs weitere Reihen 19 bis 24 sind auf einem schwenkbeweglichen Träger 26 gemeinsam angeordnet, dessen Schwenkachse 27 am Gehäuse festliegt. Ein im Abstand zur Schwenkachse 27 vorgegebener Anlenkpunkt 28 sieht die Verbindung mit einem hydraulischen Stellglied 29 vor, dessen Zylinder der Baugröße wegen in einem nach außen vorstehenden Gehäuseabteil 30 angelenkt ist. Der Träger 26 ist von der in Fig. 1 eingezeichneten Stellung in die zusätzlich gestrichelt skizzierte Stellung fortschwenkbar, um die Messerreihen 19 bis 24 außer Eingriff mit dem Rotor 6 zu bringen, wenn nur eine grobe Papierzerkleinerung (was regelmäßig unkritisch durchzuführen ist) gewünscht wird. In der ausgeschwenkten Position bildet der Träger einen sich keilförmig aufweitenden Zwischenraum zum Rotor auf, so daß für das grobzerkleinerte Material keine Möglichkeit des Festsetzens vorliegt.

[0023] In der für eine überaus kritische Feinzerkleinerung des Materials herangeschwenkten Stellung wird der Träger 26 endseitig in einem Auge 31 durch Querbolzen verriegelt, um das hydraulische Stellglied 29 zu entlasten und die herangeschwenkte Stellung eindeutig festzulegen.

[0024] Zwischen der letzten Reihe 24 der Gegenmesser auf dem Träger 26 und der Messerreihe 25 ist eine breite Auswurföffnung 32 belassen, die auch bei herangeschwenktem Träger einen ungehinderten Materialstrom von dem Rotor 6 fort ermöglicht.

[0025] Demgegenüber hat die Messerreihe 25 in erster Linie eine Abstreifer- und Abweiserfunktion. Mitgerissenes Material wird zurückgehalten und mitgeführte Luft abgebremst. Zur Abbremsung der mitgeschleppten Luft ist auch von Vorteil, daß ein kastenförmiger Einbau 33, der auch die erwähnte Gleitfläche 13 trägt, geschlossen ausgebildet ist und somit eine Luftbarriere darstellt.

[0026] Einzelheiten der für die Funktion der Zerreißvorrichtung besonders wichtigen Gestaltung der Schlagmesser und Gegenmesser sind aus den Fig. 3 bis 5 ersichtlich, wobei - insoweit von der Darstellung in Fig. 1 zum Teil abweichend- jeweils eine Rotorposition mit direkt gegenüberstehenden Schlagmessern 11 gezeigt ist.

[0027] Die zwischen den Scheiben 10 mit Abstand zueinander gelagerten und auf Bolzen 12 aufgereihten Schlagmesser ragen radial nach außen aus den Scheiben 10 hervor und bilden dort den eigentlichen Hammerbereich, der, wie aus Fig. 11 ersichtlich, eine gezackte Randform hat, um die Reißwirkung zu verbessern. Diese Gestaltung ist sowohl in wie auch gegen die Drehrichtung symmetrisch vorgesehen, was in erster Linie die Montage fehlersicher macht und bei Verschleiß der in Drehrichtung vornliegenden Schlagkanten eine Erneuerung durch Umdrehen der Messer ermöglicht.

[0028] Aus den Fig. 3 bis 5 wird deutlich, daß die Schlagmesser gekerbt ausgebildet sind, wobei die Kerben 34 in Drehrichtung verlaufen und quer zur Drehrichtung ein gegabeltes Profil der Schlagmesser erzeugen.

[0029] Damit wird das Schlagprofil gegliedert, was für die Feinzerkleinerung von Material vorteilhaft ist. Diese Unterteilung wird aber nicht mit einer entsprechenden Verringerung der Massenträgheit der Schlagmesser erkauft, diese behalten vielmehr den größten Teil ihrer Masse und der damit zusammenhängenden Aufprallenergie.

[0030] Die Kontur der Scheiben 10 und - zwischen diesen - der Schlagmesser 11 bestimmt beim Umlauf des schnellaufenden Rotors ein Rotationsprofil, welches für die fortschreitende Zerkleinerung des Materials und für die Luftbewegungen am Rotorumfang zu berücksichtigen ist.

[0031] Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist die Gegenmesserreihe 18 so gestaltet, daß einzelne Zähne 35 jeweils gegen die Stirnseiten der Scheiben 10 gerichtet sind. Die Kerben 34 und ein für eine ungestörte Bewegung des Rotors vorzusehender Bewegungsspalt um die Schlagmesser 11 sind freigehalten.

[0032] Nach _Fig. 4 weist die Schlagmesserreihe 21 Zähne 36 auf, die - unter Einhaltung eines Bewegungsspiels - in die Kerben 34 eingepaßt sind. Material, das beispielsweise mit den gegabelten Schlagmessern die Messerreihe 18 passieren konnte, wird hier abgefangen und zerrissen. Demgegenüber kann aber noch Material in einem zwischen den Schlagmessern belassenen Freiraum weitergefördert werden.

[0033] Die in Fig. 5 zu erkennende Gegenmesserreihe 24 sieht demgegenüber eine weitestmögliche Anpassung des Gegenmessers 24 an das Rotationsprofil des Rotors 6 vor, wobei Zähne 37 und 38 in die Kerben 34 bzw. in die Zwischenräume zwischen den Schlagmessern eingreifen. Solange die Schlagmesser nicht zu einem Zurückweichen gezwungen werden, kann hier nur noch feinzerkleinertes Material weitergefördert werden, dessen Stückgröße durch die Querschnittsflächen der Schlagmesser 11 bestimmt ist.

[0034] Dabei verläuft der im Profil verbleibende Bewegungsspalt 39 zwischen dem Rotor und dem Schlagmesser 34 mäanderförmig, so daß sich flaches Material wie Papier oder Folie nicht auf einer Fläche absetzen und dort die Gegenmesser stillegen kann. Insbesondere wird aber auch die vom Rotor mitgerissene Luft maximal abgebremst und abgefangen, die Luftschleppe des Rotors wird "abgekämmt" und verwirbelt.

[0035] Das Material wird damit gut zerkleinert und abgebremst,der Austrittsöffnung 32 zugeführt und auch unter der weiteren Wirkung der Messerrei-he 25 daran gehindert, wiederkehrend umzulaufen und zum Teil feinzermahlen zu werden, was lediglich die Staubbelastung fördert. Das Material gelangt zu einem größtmöglichen Anteil gleichmäßig in der vorgegebenen Weise zerkleinert zum Auswurfbereich 5 und weiter nach unten, wo es durch mechanische oder pneumatische Förderer abzuführen ist.

[0036] Es hat sich gezeigt, daß auf diese Weise die überaus störende Windentwicklungeines Rotors gebremst und die Staubbelastung der Umgebung wirkungsvoll reduziert werden kann. Gleichzeitig hat sich mit relativ einfachen Mitteln, d.h. mit einer angepaßten Gestaltung der Gegenmesser erreichen lassen, daß das Material, anstelle teilweise sich festzusetzen und teilweise wiederholt umzulaufen nunmehr in einem präzisierten Zerkleinerungspfad durch die Vorrichtung bewegt, daß die Leistung der Maschine gegenüber vergleichbar ausgelengten herkömmlichen Maschinen um ein Vielfaches gesteigert ist.

Ansprüche

1. Vorrichtung zum Zerkleinern von Altpapier und dgl. zerreißbaren Materialien mittels eines innerhalb eines Gehäuses mit horizontaler Achse umlaufenden Rotors, an dessen Umfang exzentrisch zur Rotorachse pendelbewegliche Schlagmesser angeordnet sind, die längs ihres Schlagkreises mit mehreren Querreihen gehäuseseitig abgestützter Gegenmesser zusammenwirken, und einen von einem Eingabebereich zu einem Auswurfbereich führenden Zerkleinerungspfad bilden, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenmesser (18 bis 25, 35 bis 38) zumindest in einem dem Auswurfbereich (32) vorgelagerten Bereich dem durch die Schlagmesser (11) definierten Rotationsprofil des Rotors (6) bis auf einen die gegenseitige Berührung ausschließenden Bewegungsspalt (39) angepaßt sind, und daß der Auswurfbereich einen unabdeckbaren öffnungsbereich (3'2) umfaßt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenmesser (18 bis 24) in einem vom Eingabebereich (4) in Umfangsrichtung des Rotors (6) gesehen ersten Umfangsbereich (Gegenmesser 18 bis 24) Zwischenräume zu dem Rotationsprofil der Schlagmesser (11) ausbilden.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Schlagmesser (11) ein gezahntes Rotationsprofil (Kerben 34) mit mehreren im Querabstand zueinander nach außen gerichteten Schlagfingern aufweisen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Schlagmesser eine durch eine stirnseitig einspringende Kerbe (34) gabelförmig ausgebildet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenmesser (21,24) zumindest zum Teil in die Kerbe (34) hineinragende Zähne (36,37) aufweisen.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Reihen (19 bis 24) der Gegenmesser auf einem bewegbaren Träger (26) angeordnet sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (26) mit zur Rotorachse (7) paralleler Achse (27) in einem bezüglich der Drehrichtung des Rotors (6) vorderen Bereich angelenkt ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (26) einen steuerbaren Schwenkantrieb (29) aufweist.

Zeichnung