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(11) | EP 0 212 194 A1 |
| (12) | EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG |
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| (54) | Kompostiergerät zum Zerkleinern von organischem Abfall |
| (57) Ein Kompostiergerät enthält einen trogartigen Behälter (16), eine Fördereinrichtung
(22) auf dem Boden dieses Behälters (16) und ein Schlagwerk (20). Material wird durch
die Fördereinrichtung (22) zu dem Schlagwerk (20) gefördert. Der Antrieb des Schlagwerks
(20) enthält eine Turbokupplung (82). Ein Drehgeschwindigkeitsfühler (94) vermindert
die Geschwindigkeit der Fördereinrichtung (22), wenn die Abtriebsdrehzahl der Trubokupplung
(82) bei Aufgabe eines schwer zerkleinerbaren Teils absinkt. |
[0002] Solche Kompostiergeräte sind in verschiedener Form bekannt. Sie enthalten üblicherweise schnell umlaufende Messer. Der organische Abfall muß dabei in eine Öffnung eingeschoben und in den Bereich der umlaufenden Messer gedrückt werden. Das zerkleinerte Material wird dann über einen Auswurfkanal herausgeschleudert. Solche Kompostiergeräte sind nur für relativ geringe Mengen von organischem Abfall geeignet, können insbesondere nicht stärkere Äste oder größere Holzstücke verarbeiten. Sie sind aufwendig und unbequem in der Bedienung. Die umlaufenden Messer sind einem schnellen Verschleiß unterworfen.
[0003] Es sind auch Kompostiergeräte bekannt, bei denen die organischen Abfälle, insbesondere Holz, durch ein Schlagwerk in einer Kammer zerkleinert werden. Die Abfälle werden dabei so lange in der Kammer herumgeschleudert, bis eine ausreichende Zerkleinerung erreicht ist und das Material herausgeschleudert wird. Auch hier müssen die Abfälle von Hand in eine Öffnung eingeführt werden. Auch diese Einrichtung ist nur für relativ geringe Mengen von organischen Abfällen geeignet.
[0004] Häufig fallen jedoch auch große Mengen von organischem Abfall wie Holz an, beispielsweise in der Forstwirtschaft, bei kommunalen Körperschaften oder Straßenbauämtern. Es ist wünschenswert, Holzabfälle, die beispielsweise beim Verschneiden von Straßenbäumen anfallen, nicht zu verbrennen oder einer Müllverbrennungsanlage zuzuführen, sondern zur Erzeugung von natürlichem Humus zu kompostieren. Durch Verbrennen wie durch eine Müllverbrennungsanlage wird die Umwelt stark belastet. Das Verbrennen in einer Müllverbrennungsanlage bringt außerdem erhebliche Kosten mit sich. Es ist daher bekannt, Holzabfälle zu zerkleinern und in Mieten zu lagern, so daß sie sich durch natürliche Zersetzung in Humus verwandeln, der dem natürlichen Kreislauf der Natur wieder zugeführt werden kann. Zur Beschleunigung der Verrottung werden den zerkleinerten organischen Abfällen verrottungsfördernde Mittel, z.B. Kalkstickstoff, zugeführt. Das geschieht üblicherweise manuell. Die Dosierung und Vermischung der verrottungsfördernden Mittel mit den zerkleinerten Abfällen ist dabei jedoch nur unvollkommen. Es besteht die Gefahr, daß die verrottungsfördernden Mittel vom Regen herausgespült werden und dabei ihrerseits zu einer Umweltbelastung für das Grundwasser und Gewässer führen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein; Kompostiergerät zum Zerkleinern von organischem Abfall, insbesondere von Holz, zu schaffen, welches die maschinelle Verarbeitung größerer Mengen organischer Abfälle und gleichzeitig das Aufschütten dieser Abfälle zu Mieten gestattet.
[0005] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch
(a) einen auf einen Lastkraftwagen aufsetzbaren trogartigen Behälter,
(b) eine Fördereinrichtung auf dem Boden dieses Behälters, welche zu einem Ende des Behälters hin fördert, und
(c) ein Schlagwerk, das den Behälter an dem besagten einen Ende abschließt.
[0006] Das Kompostiergerät enthält einen trogartigen Behälter, der auf einen üblichen Lastwagen oder z.B. einen "Unimog" aufsetzbar ist. In diesen trogartigen Behälter können große Mengen von z.B. Holz mittels eines Schaufelladers oder ggf. auch von Hand aufgegeben werden. Die Fördereinrichtung transportiert das in den Behälter eingebrachte Material zu dem einen Ende des Behälters, üblicherweise am hinteren Ende des Lastkraftwagens. Dort wird das Material von der Fördereinrichtung in das Schlagwerk eingegeben. Das von dem Schlagwerk zerkleinerte Material fällt dann vom hinteren Ende des Lastkraftwagens auf den Boden. Durch langsames Vorfahren des Lastkraftwagens kann dabei eine gleichmäßige Miete gesetzt werden.
[0007] Das Kompostiergerät kann in Verbindung mit einem üblichen, meist sowieso vorhanden Lastkraftwagen verwendet werden. Es ist von dem Lastkraftwagen mittels einer üblichen Schnellwechselvorrichtung abnehmbar, so daß der Lastkraftwagen auch für andere Zwecke, beispielsweise für den Winterdienst, zur Verfügung steht. Der Antrieb des Kompostiergeräts erfolgt durch die Verbrennungskraftmaschine des Lastkraftwagens über die üblicherweise vorhandenen mechanischen oder hydraulischen Kraftanschlüsse.
[0008] Es kann vorkommen daß in den Behälter ein Teil, z.B. ein Stück eines starken Baumstammes, hineingeworfen wird, der von dem Schlagwerk nur schwer zerkleinert werden kann. Das bedeutet, daß das Schlagwerk ein erhöhtes Drehmoment zu überwinden hat und der Antrieb stark belastet wird. Wenn dann dieser schwer zu zerkleinernde Teil durch die Fördereinrichtung mit unverminderter Geschwindigkeit vorwärtsbewegt wird, dann wird der Teil noch weiter gegen das Schlagwerk gedrückt. Das Drehmoment wird weiter erhöht, so daß die Gefahr eines Festklemmens des Teils und einer Beschädigung des Geräts besteht.
[0009] Um sicherzustellen, daß das Gerät auch schwer zerkleinerbare Teile ohne Gefähr einer Beschädigung zu zerkleinern vermag, kann ein Antrieb des Schlagwerkes eine Überlastkupplung enthalten, durch welche das auf das Schlagwerk übertragene Drehmoment begrenzbar ist, und ein Drehgeschwindigkeitsfühler vorgesehen sein, der auf eine abtriebsseitig von der Überlastkupplung auftretende Drehzahl anspricht. Die Geschwindigkeit der Fördereinrichtung kann dann durch den Drehgeschwindigkeitsfühler steuerbar sein, so daß bei Absinken der besagten Drehzahl auch die Geschwindigkeit der Fördereinrichtung vermindert wird.
[0010] Wenn ein schwer zu zerkleinernder Teil an das Schlagwerk gelangt, so daß das Schlagwerk ein Drehmoment aufbringen müßte, welches das durch die Überlastkupplung, z.B. eine Turbokupplung, übertragbare Drehmoment überschreitet, dann sinkt die Drehzahl abtriebsseitig von der Überlastkupplung ab. Der Drehgeschwindigkeitsfühler spricht an und vermindert die Geschwindigkeit der Fördereinrichtung, und zwar notfalls bis zum
[0011] Stillstand. Das Schlagwerk wirkt dann auf den stillstehenden oder langsam vorbewegten Teil und zerkleinert mit der Zeit die jeweils in den Bereich des Schlagwerkes gelangten Schichten des Teils, was unter Umständen einige Zeit erfordert. Wenn die im Bereich des Schlagwerks befindlichen Schichten des Teils hinreichend zerkleinert sind, vermindert sich auch wieder das von dem Schlagwerk aufzubringende Drehmoment. Das Schlagwerk läuft wieder schneller und die abtriebsseitig von der Überlastkupplung durch den Drehgeschwindigkeitsfühler abgegriffene Drehzahl . steigt. Damit wird auch die Geschwindigkeit der Fördereinrichtung wieder erhöht. Es erfolgt also praktisch eine Regelung, bei welcher die Fördereinrichtung mit einer solchen Geschwindigkeit läuft, daß bei dem . Zerkleinerungsvorgang ein kritisches Drehmoment an dem Schlagwerk und Antrieb nicht überschritten wird. Es wird dadurch nicht nur eine Beschädigung des Kompostiergeräts vermieden sondern es wird ermöglicht, auch schwer zu zerkleinernde Teile - entsprechend langsamer - ebenfalls zu verarbeiten.
[0012] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen näher erläutert:
Fig. 1 ist eine perspektivische Darstellung und zeigt einen Lastkraftwagen mit einem aufgesetzten Kompostiergerät.
Fig. 2 ist ein schematischer Längsschnitt des Kompostiergeräts.
Fig. 3 zeigt schematisch einen Schnitt etwa längs der Linie III-III von Fig. 2.
Fig. 4 zeigt schematisch den Aufbau der Worrichtung zur Dosierung von verrottungsfördernden Mitteln.
Fig. 5 zeigt die Vorrichtung zur Steuerung der Fördereinrichtung in Abhängigkeit von einer abtriebsseitig von einer Überlastkupplung abgegriffenen Drehzahl.
Fig. 6 zeigt die Anordnung des Drehgeschwindigkeitsfühlers zu der Überlastkupplung in einer Ansicht von links in Fig. 5.
[0013] Fig. 1 zeigt einen Lastkraftwagen 10 in Form eines "Unimog", auf dessen Pritsche 12 ein erfindungsgemäßes Kompostiergerät 14 angeordnet ist. Das Kompostiergerät 14 enthält einen trogartigen Behälter 16. Der trogartige Behälter 16 weist an der vorderen Stirnseite einen Winkelteil 18 auf, der über das Dach der Fahrerkabine ragt und diese vor Beschädigung durch das aufgegebene Material schützt. Am rückwärtigen Ende ist ein Schlagwerk 20 angeordnet, das den Behälter an dem rückwärtigen Ende abschließt. Das Kompostiergerät ist mittels einer üblichen und daher nicht beschriebenen Schnellwechselvorrichtung auf den Lastkraftwagen aufgesetzt.
[0014] Wie auf Fig. 2 ersichtlich ist, ist auf dem Boden des trogartigen Behälters 16 eine Fördereinrichtung 22 vorgesehen, welche in Richtung des Pfeiles 24 zu dem Schlagwerk 20 und dem hinteren Ende des Behälters 16 hin fördert. Oberhalb des Schlagwerkes 20 ist eine Einrichtung 26 angeordnet zur dosierten, kontinuierlichen Zugabe eines verrottungsfördernden Mittels, z.B. von Kalkstickstoff, zu dem zerkleinerten Abfall. Diese Einrichtung 26 zur Zugabe ist mit dem Antrieb der Fördereinrichtung 22 über einen Riementrieb 28 gekuppelt, der in Fig. 2 der Deutlichkeit der Darstellung halber nur durch eine gestrichelte Linie angedeutet ist.
[0015] Das Schlagwerk 20 weist auf einer Welle 30 eine Mehrzahl von Scheiben 32 auf. In den Scheiben 32 sind außermittige Lagerachsen 34 gelagert, die sich also über die Zwischenräume zwischen den Scheiben 32 erstrecken. Auf den Lagerachsen 34 sind zwischen den Scheiben 32 Schlegel-36 gelagert. Die Schlegel 36 werden beim Umlauf der Welle 30 durch die Fliehkraft nach außen gezogen. Dabei ist ihr Wirkbereich durch eine gedachte Zylinderfläche 38 begrenzt. Der Umlaufsinn des Schlagwerkes 20, der durch Pfeil 40 dargestellt ist, ist so, daß sich die Schlegel 36 fördereinrichtungsseitig (also links in Fig.2) von unten nach oben bewegen. Oberhalb der Fördereinrichtung 22 ist eine Prallwand 42 angeordnet. Die Prallwand 42 bildet mit der besagten gedachten Zylinderfläche 38 einen schmalen Austrittsspalt 44.
[0016] Der zu zerkleinernde Abfall wird von der Fördereinrichtung 22 bis in den Wirkbereich des Schlagwerks 20 transportiert. Dort wird das Material von den Schlegeln 36 zerschlagen und nach oben gegen die Prallwand 42 geschleudert. Es fällt dann von der Prallwand wieder nach unten. Die Fördereinrichtung 22 sorgt dafür, daß abgepralltes Material stets wieder in den Wirkbereich der Schlegel 36 gelangt. Das Material wird in diesem Bereich so lange der Wirkung der Schlegel 36 ausgesetzt, bis es so klein geschlagen ist, daß es durch den Austrittsspalt 44 hindurchtreten kann.
[0017] Es können jedoch trotzdem während des Umlaufs der Schlegel Materialstücke hinter den Austrittsspalt 44 gelangen, ohne entsprechend zerkleinert zu werden. Um eine Zerkleinerung auch solcher Teile zu gewährleisten, ist austrittsseitig vor dem Austrittsspalt 44 und in die Zwischenräume zwischen den umlaufenden Schlegeln 36 hineinragend eine Reihe von Fangpratzen 46 angeordnet. Solches Material legt sich dann vor die Fangpratzen 46 und wird durch die zwischen den Fangpratzen 46 hindurchlaufenden Schlegel 36 weiter zerkleinert. Austrittsseitig von den Fangpratzen 46 und oberhalb des Schlagwerks 20 ist eine-zur Austrittsseite hin nach unten geneigte weitere Prallwand 48 angebracht. Diese weitere Prallwand 48 ist mit querverlaufenden Vorsprüngen 50 versehen, welche das gegen die Prallwand 48 geschleuderte Material wieder in den Wirkbereich des Schlagwerks 20 zurückleiten. Somit wird auch das vor die Fangpratzen 46 gelangte und dort durchgetrennte Material noch ein- oder zweimal in den Wirkbereich des Schlagwerks 20 zurückgeschleudert, so daß eine vollständige Zerkleinerung stattfindet.
[0018] Fördereinrichtungsseitig vor der Prallwand 42 ist ein schwerer Kettenvorhang 52 angebracht, der mit dem Schlagwerk 20 und der Prallwand 42 einen Zerkleinerungsraum 54 einschließt. In diesem Zerkleinerungsraum wird das Material herumgeschleudert und wiederholt der Wirkung des Schlagwerks 20 ausgesetzt. Der Kettenvorhang 52 verhindert, daß Material von dem Schlagwerk 20 nach hinten weggeschleudert werden kann.
[0019] Die Fördereinrichtung 22 enthält eine sich über den Boden des Behälters 16 erstreckende Platte 56 sowie ein Paar von endlosen, über je zwei Kettenräder 58 und 60 geführten Förderketten 62. Die Förderketten 62 erstrecken sich längs der beiden Längsseiten der Platte. Jeweils eine Kettenbahn 64 jeder Förderkette 62 verläuft oberhalb der Platte 56. Die Fördereinrichtung enthält weiterhin Querleisten 66, die an ihren Enden mit den Förderketten verbunden sind. Beim Umlauf der Förderketten bewegen sich die Querleisten 66 über die Platte 56 und nehmen das daraufgefallene Material in Richtung auf das Schlagwerk 20 mit.
[0020] Die Einrichtung 26 zur Zugabe eines verrottungsfördernden Mittels enthält eine mit Vorsprüngen 68 versehene, umlaufende Walze 70. Eine elastische Klappe 72, z.B. aus Hartgummi oder Kunststoff, ist zur Horizontalen geneigt und liegt an der Unterseite der Walze 70 an. Eine Blattfeder oder ein Blattfederpaket 74 drückt die-Klappe 72 an die Walze 70 an. Die Einrichtung zur Zugabe eines verrottungsfördernden Mittels enthält weiterhin eine zweite elastische Klappe 76, die ebenfalls gegen die Horizontale zu der Walze 70 hin geneigt auf der gegenüberliegenden Seite an der Walze anliegt. Die Walze 70 ist, wie gesagt, mit einer Antriebswelle der Fördereinrichtung 22 über einen Riementrieb 28 gekuppelt. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß die Menge des dosierten verrottungsfördernden Mittels optimal an die Menge des zugeführten, zu kompostierenden Abfalls angepaßt ist. Wenn viel Abfall anfällt, läuft die Fördereinrichtung 22 schneller, und dementsprechend wird auch mehr verrottungsförderndes Mittel von der entsprechend schneller laufenden Walze 70 dosiert. Die Dosierung erfolgt in dem Zerkleinerungsraum 54, in welchem das zerkleinerte Material herumgewirbelt wird, so daß ohne weitere Maßnahme eine gute Vermischung des Materials mit dem verrottungsfördernden Mittel gewährleistet ist.
[0021] Es kann vorkommen, daß in das Kompostiergerät Teile (z.B. Eisenstücke, Steine oder Betonteile) eingegeben werden, die von dem Schlagwerk nicht zerkleinert werden können. Um eine Beschädigung des Kompostiergeräts in solchen Fällen zu vermeiden, sind verschiedene Maßnahmen getroffen:
Die Schlegel 36 sind bis in den Bereich innerhalb des Umfangs der Scheiben 32 einschwenkbar. Wenn also der Schlegel 36 ein Materialteil nicht zerkleinern kann, dann kann er ausweichen und innerhalb der Scheiben 32 an dem Teil vorbeigehen. Das Teil kann dann vor die Fangpratzen 46 gelangen. Um auch hier eine Beschädigung auszuschließen ist vorgesehen, daß die Fangpratzen 46 ausschwenkbar gelagert sind und durch eine vorgespannte Feder 78 gegen einen Anschlag 80 in ihrer Arbeitsstellung gehalten sind. Bei Überlast können daher die Fangpratzen 46 ausweichen und ein nicht zerkleinerbares Teil zum Ausgang durchlassen.
[0022] Schließlich enthält der Antrieb des Schlagwerkes eine Überlastkupplung 82 in Form einer Turbokupplung, durch welche das auf das Schlagwerk 20 übertragene Drehmoment auf einen zulässigen Wert begrenzt wird. Eine Zapfwelle 84 des Lastkraftwagens ist mit einem T-Getriebe 86 verbunden, über welches das Schlagwerk 20 angetrieben wird.
[0023] Wie aus Fig. 5 und 6 ersichtlich ist, ist das umlaufende Gehäuse 88 der Turbokupplung 82 über eine Rolle 90 mit der Eingangswelle 92 eines Drehgeschwindigkeitsfühler 94 verbunden. Der Drehgeschwindigkeitsfühler 94 ist ein üblicher, handelsüblicher Fliehkraftgeber und daher nicht im einzelnen dargestellt. Er enthält Fliegewichte an einem Gestänge, die von der Eingangswelle 92 her angetrieben werden und einen drehzahlabhängigen Hub ausführen. Dieser Hub wird auf einen Stellhebel 96 übertragen. Der Stellhebel 96 verstellt über ein Gestänge 98 die Schiefscheibe und damit die Fördermenge einer Axialkolbenpumpe 100, die von einer Motorzapfwelle 102 mit konstanter Drehzahl angetrieben wird. Die Axialkolbenpumpe 100 ist über eine Leitung 104 mit einem Hydraulikmotor 106 verbunden, der das Kettenrad 60 antreibt. Durch Veränderung der Fördermenge der Axialkolbenpumpe 100 wird die Drehzahl des Hydraulikmotors 106 und damit die Geschwindigkeit der Fördereinrichtung 22 verändert.
(a) einen auf einen Lastkraftwagen (10) aufsetzbaren trogartigen Behälter (16),
(b) eine Fördereinrichtung (22) auf dem Boden dieses Behälters (16), welche zu einem Ende des Behälters (16) hin fördert, und
(c) ein Schlagwerk (20), das den Behälter (16) an dem besagten einen Ende abschließt.
(a) oberhalb des Schlagwerks (20) eine Einrichtung (26) angeordnet ist zur dosierten, kontinuierlichen Zugabe eines verrottungsfördernden Mittels, z.B. von Kalkstickstoff, zu dem zerkleinerten Abfall und
(b) diese Einrichtung (26) zur Zugabe mit dem Antrieb der Fördereinrichtung gekuppelt ist.
(a) das Schlagwerk (20) auf einer Welle (30) in Abständen voneinander eine Mehrzahl von Scheiben (32) aufweist,
(b) in den Scheiben (32) außermittige Lagerachsen (34) gelagert sind und
(c) auf den Lagerachsen (34) zwischen den Scheiben (32) Schlegel (36) gelagert sind, welche bei Umlauf der Welle (30) durch die Fliehkraft nach außen gezogen werden, wobei ihr Wirkbereich durch eine gedachte Zylinderfläche (38) begrenzt ist.
(a) der Umlaufsinn (40) des Schlagwerks (20) so ist, daß sich die Schlegel (36) fördereinrichtungsseitig von unten nach oben bewegen,
(b) oberhalb der Fördereinrichtung (22) und des Schlagwerks (20) eine Prallwand (42) angeordnet ist und
(c) die Prallwand (42) mit der besagten gedachten Zylinderfläche (38) einen schmalen Austrittsspalt (44) bildet.
(a) die Fangpratzen (46) ausschwenkbar gelagert sind und
(b) die Fangpratzen (46) durch eine vorgespannte Feder (78) gegen einen Anschlag (80) in ihrer Arbeitsstellung gehalten sind.
(a) austrittsseitig von den Fangpratzen (46) oberhalb des Schlagwerks (20) eine zur Austrittsseite hin nach unten geneigte weitere Prallwand (48) angebracht ist und
(b) die weitere Prallwand (48) mit querverlaufenden Vorsprüngen (50) versehen ist, welche das gegen die Prallwand (50) geschleuderte Material wieder in den Wirkbereich des Schlagwerks (20) zurückleiten.
(a) eine sich über den Boden des Behälters (16) erstreckende Platte (56) enthält sowie
(b) ein Paar von endlosen, über je zwei Kettenräder (58,60) geführten Förderketten (62), die längs der beiden Längsseiten der Platte (56) angeordnet sind und von denen jeweils eine Kettenbahn (64) oberhalb der Platte (56) verläuft, und
(c) Querleisten (66), die an ihren Enden mit den Förderketten (62) verbunden sind.
(a) eine mit Vorsprüngen (68) versehene, umlaufende Walze (70) enthält sowie
(b) eine tangential an der Unterseite der Walze (70) anliegende, zur Horizontalen geneigte, erste elastische Klappe (72),
(c) eine die Klappe (72) an die Walze (70) andrückende Blattfeder (74) und
(d) eine zweite elastische Klappe (76), die ebenfalls gegen die Horizontale zu der Walze (70) hin geneigt auf der gegenüberliegenden Seite an der Walze (70) anliegt.
(a) ein Antrieb des Schlagwerkes (20) eine Überlastkupplung (82) enthält, durch welche das auf das Schlagwerk (20) übertragene Drehmoment begrenzbar ist,
(b) ein Drehgeschwindigkeitsfühler (94) vorgesehen ist, der auf eine abtriebsseitig von der Überlastkupplung (82) auftretende Drehzahl anspricht, und
(c) die Geschwindigkeit 'der Fördereinrichtung (22) durch den Drehgeschwindigkeitsfühler (94) steuerbar ist, so daß bei Absinken der besagten Drehzahl auch die Geschwindigkeit der Fördereinrichtung (22) vermindert wird.