ZERKLEINERUNGSMASCHINE MIT EINEM MEHRTEILIGEN GEHÄUSE

Abstract

 Die Erfindung betrifft eine Zerkleinerungsmaschine (1) zur Zerkleinerung eines Produkts, umfassend: eine Schneideinrichtung (4) zum Zerkleinern des Produkts, die mindestens zwei Schneidsätze (4a-c) aufweist, eine Antriebswelle (5) zum Antreiben der Schneidsätze (4a-c), sowie ein Gehäuse (3), in dem die Schneidsätze (4a-c) entlang der Längsachse (L) der Antriebswelle (5) hintereinander angeordnet sind. Das Gehäuse (3) weist mindestens zwei, bevorzugt mindestens drei Gehäuseteile (3a-c) auf, in denen jeweils einer der Schneidsätze (4a-c) aufgenommen ist, wobei mindestens eines der Gehäuseteile (3a-c) mindestens ein Führungselement (11a, 11b) zum Zusammenwirken mit einer Linearführung, insbesondere mit einer Führungsstange (10a, 10b), zur Führung entlang der Längsachse (L) der Antriebswelle (5) aufweist.

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zerkleinerungsmaschine zur Zerkleinerung eines Produkts, umfassend: eine Schneideinrichtung zum Zerkleinern des Produkts, die mindestens zwei Schneidsätze aufweist, eine Antriebswelle zum Antreiben der Schneidsätze, sowie ein Gehäuse, in dem die Schneidsätze entlang einer Längsachse der Antriebswelle hintereinander angeordnet sind.

[0002] Eine solche Zerkleinerungsmaschine ist beispielsweise aus der EP 2 987 557 B1 bekannt geworden. Die Zerkleinerungsmaschine weist ein Schneidsatzgehäuse auf, in dem mehrere Schneidsätze bzw. ein Schneidsatz mit mehreren Schneidstufen untergebracht ist. In das Schneidsatzgehäuse können unterschiedliche Arten von Schneidsätzen eingesetzt werden, z.B. Schneidsätze, bei denen stationäre Lochplatten mit rotierenden Schneidköpfen zusammenwirken, Schneidsätze, bei denen stationäre Lochplatten mit rotierenden Lochplatten zusammenwirken, Schneidsätze, die auf dem Rotor-Stator-Prinzip beruhen, etc.

[0003] Eine Zerkleinerungsmaschine, die einen geschlossenen Maschinenständer aufweist, in dem ein 3-, 5- oder 7-teiliger Schneidsatz angeordnet werden kann, wird unter der Produktbezeichnung Konti-Kutter KK 140 AC-6 von der Fa. Seydelmann Maschinenfabrik KG angeboten (vgl. "www.seydelmann.com/wpcontent/uploads/2015/05/150529-_-Datenblatt-KK-140-DE. pdf").

[0004] Bei dem Produkt, das in der Zerkleinerungsmaschine zerkleinert wird, kann es sich grundsätzlich um ein beliebiges zu zerkleinerndes Produkt handeln. Beispielsweise kann es sich bei dem zu zerkleinernden Produkt um ein Lebensmittelprodukt oder um ein Produkt aus der chemischen Industrie handeln.

[0005] Bei der Montage einer solchen Zerkleinerungsmaschine zur Zerkleinerung eines bestimmten Produkts werden die Schneidsätze der Reihe nach entlang der Längsachse der Antriebswelle durch eine Öffnung in das Gehäuse eingesetzt. Bei der Demontage bzw. zur Reinigung werden die Schneidsätze bzw. deren Bauteile wieder durch die Öffnung aus dem Gehäuse herausgezogen. Dabei kann es zum Verkanten der Bauteile kommen. Auch kann das Herausziehen durch Produktreste erschwert werden, die in dem Gehäuse verblieben sind. Auch die Reinigung eines solchen Gehäuses, wenn es horizontal und stationär angeordnet ist, gestaltet sich schwieriger.

Aufgabe der Erfindung

[0006] Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Handhabung der eingangs beschriebenen Zerkleinerungsmaschine, insbesondere die Montage und Demontage der Schneidsätze, zu vereinfachen.

Gegenstand der Erfindung

[0007] Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Zerkleinerungsmaschine der eingangs genannten Art, bei der das Gehäuse mindestens zwei, bevorzugt mindestens drei Gehäuseteile aufweist, in denen jeweils mindestens einer der Schneidsätze aufgenommen ist, wobei die Gehäuseteile bevorzugt entlang der Längsachse der Antriebswelle dichtend aneinander anliegen. Typischerweise besteht das Gehäuse, in dem die Schneidsätze angeordnet bzw. aufgenommen sind, aus den mindestens zwei, bevorzugt mindestens drei, vier, fünf oder mehr Gehäuseteilen, d.h. die Gehäuseteile sind nicht in einem größeren, einteiligen Gehäuse aufgenommen.

[0008] Bei der erfindungsgemäßen Zerkleinerungsmaschine werden die Schneidsätze nicht wie bei herkömmlichen Zerkleinerungsmaschinen in einem einteiligen, geschlossenen Gehäuse aufgenommen, sondern in einem Gehäuse, das mehrere (mindestens zwei) Gehäuseteile aufweist. Durch den mehrteiligen, modularen Aufbau des Gehäuses der erfindungsgemäßen Zerkleinerungsmaschine wird deren Handhabung wesentlich vereinfacht: Bei der Montage der Zerkleinerungsmaschine können die Gehäuseteile mit den Schneidsätzen nacheinander zusammengeschoben werden. Ebenso einfach können die Gehäuseteile, in denen die Schneidsätze aufgenommen sind, bei der Demontage oder bei der Reinigung auseinandergezogen werden.

[0009] Durch den modularen Aufbau kann auch die Länge des Gehäuses in Richtung der Längsachse der Antriebswelle verändert werden: Die Anzahl der Gehäuseteile bzw. der Schneidsätze, die zur Zerkleinerung des Produkts verwendet werden, kann daher auf einfache Weise in Abhängigkeit von der Art des zu zerkleinernden Produkts angepasst werden. Die Gehäuseteile können eine im Wesentlichen ringförmige Geometrie aufweisen, dies ist aber nicht zwingend erforderlich. Die Gehäuseteile liegen entlang der Längsachse der Antriebswelle dichtend aneinander an. Die Gehäuseteile liegen unmittelbar aneinander an, und sind mit an den

[0010] Gehäuseteilen vorgesehenen Dichtungen gegeneinander abgedichtet.

[0011] Bei einer Ausführungsform weist die Zerkleinerungseinrichtung eine Spanneinrichtung zum Verspannen der mindestens zwei Gehäuseteile entlang der Längsachse der Antriebswelle auf. Die Spanneinrichtung kann hydraulisch oder mechanisch ausgebildet sein. Wie weiter oben beschrieben wurde, werden die Gehäuseteile bei der Montage auf die Antriebswelle aufgeschoben und miteinander in Anlage gebracht. Um sicherzustellen, dass die Gehäuseteile auch unter Druck dichtend aneinander anliegen, ist es typischerweise erforderlich, diese in Längsrichtung der Antriebswelle zu verspannen, d.h. diese in Längsrichtung der Antriebswelle gegeneinander zu pressen. Für das Verspannen der Gehäuseteile bestehen verschiedene Möglichkeiten. Für den Fall, dass die Spanneinrichtung hydraulisch ausgebildet ist, weist diese für das Aufbringen des Spanndrucks typischerweise mindestens einen Hydraulikzylinder auf. Bei dem Hydraulikzylinder kann es sich um einen doppelt wirkenden Zylinder handeln, dessen Kolbenstange mit Hilfe einer Hydraulikflüssigkeit ausgefahren werden kann, um die Gehäuseteile in Längsrichtung der Antriebswelle gegeneinander zu pressen und diese zu verspannen.

[0012] Bei einer weiteren Ausführungsform weist mindestens eines der Gehäuseteile mindestens ein Führungselement zum Zusammenwirken mit einer Linearführung, insbesondere einer Führungsstange, zur Führung entlang der Längsachse der Antriebswelle bei der Montage und Demontage auf. Es hat sich als günstig erwiesen, wenn die Gehäuseteile beim Aufstecken auf die Antriebswelle entlang von Linearführungen, z.B. entlang von einem oder von mehreren Führungsstangen, Führungsschienen oder Führungsprofilen verschoben werden können. Insbesondere wenn zwei oder mehr voneinander beabstandete Linearführungen vorgesehen sind, vereinfacht dies die Zentrierung der Gehäuseteile bzw. der Schneidsätze in Bezug auf die Antriebswelle. Die Spanneinrichtung kann an den Linearführungen angreifen, um die Gehäuseteile entlang der Längsachse der Antriebswelle, die mit der Richtung der Linearführungen übereinstimmt, zu verspannen.

[0013] Das Führungselement kann beispielsweise eine sich entlang der Längsachse der Antriebswelle erstreckende Öffnung aufweisen, in welche die Linearführung, z.B. in

[0014] Form eines Führungsstabs, einer Führungsschiene, eines Führungsprofils oder dergleichen, eingreift. Die Öffnung(en) für den Eingriff der Linearführung(en) können an Vorsprüngen gebildet sein, die über den Außenumfang der z.B. ringförmigen Gehäuseteile in radialer Richtung vorstehen. Es ist aber auch möglich, dass die Linearführungen in Form von Führungsnuten oder dergleichen ausgebildet sind, in denen die Gehäuseteile entlang der Längsachse der Antriebswelle geführt werden.

[0015] Bei einer weiteren Ausführungsform bildet eines der Gehäuseteile, in denen ein Schneidsatz aufgenommen ist, ein Auslaufgehäuse zum Abführen des zerkleinerten Produkts. In diesem Fall ist der Schneidsatz typischerweise an dem in Förderrichtung des Produkts vorderen Ende des Auslaufgehäuses aufgenommen bzw. an diesem befestigt. In dem Auslaufgehäuse kann ein Auswerfer angeordnet sein. Der Auswerfer dient dazu, das zerkleinerte Produkt zentrifugal zu beschleunigen, bevor das zerkleinerte Produkt über einen Auslass, z.B. in Form eines Auslaufstutzens, aus der Zerkleinerungsmaschine abgeführt wird. An dem Auslaufgehäuse kann/können Linearführungen, z.B. in Form der Führungsstäbe, befestigt sein. In diesem Fall ist das Auslaufgehäuse nicht relativ zu den Führungsstäben entlang der Längsrichtung der Antriebswelle verschiebbar, sondern fixiert die Führungsstäbe entlang der Längsachse der Antriebswelle. Dies ist aber nicht zwingend erforderlich, d.h. auch das Auslaufgehäuse kann ggf. entlang der Linearführung verschiebbar gelagert sein. Typischerweise werden die Linearführungen, z.B. die Führungsstäbe, an dem Gehäuseteil befestigt, welches sich am nächsten am Antriebsaggregat (Motor) der Zerkleinerungsmaschine befindet, der die Antriebswelle antreibt.

[0016] Bei einer weiteren Ausführungsform umfasst die Zerkleinerungsmaschine ein Einlaufgehäuse zum Zuführen eines zu zerkleinernden Produkts zu der Schneideinrichtung. Auch das Einlaufgehäuse kann mindestens ein Führungselement zum Zusammenwirken mit einer Linearführung, insbesondere mit einer Führungsstange eines Führungsprofils, etc., zur Führung entlang der Längsachse der Antriebswelle aufweisen. In diesem Fall kann das Einlaufgehäuse wie die Gehäuseteile, die jeweils einen Schneidsatz aufnehmen, entlang der Linearführung verschoben und gemeinsam mit den Gehäuseteilen entlang der Längsachse der Antriebswelle verspannt werden. Dies ist aber nicht zwingend notwendig. In dem Einlaufgehäuse ist in der Regel kein Schneidsatz aufgenommen, dies ist aber grundsätzlich ebenfalls möglich. In diesem Fall ist der Schneidsatz typischerweise am in Förderrichtung des Produkts hinteren Ende des Einlaufgehäuses angeordnet. Das Einlaufgehäuse kann auch dazu dienen, um dem zugeführten Produkt ein Fluid, beispielsweise ein Gas, zuzuführen, wie weiter unten näher beschrieben ist.

[0017] Bei einer weiteren Ausführungsform weist mindestens ein Schneidsatz eine stationäre Lochplatte auf, die zur Zerkleinerung des Produkts mit einem rotierenden Schneidkopf zusammenwirkt. Es ist möglich, dass alle Schneidsätze der Zerkleinerungsmaschine eine stationäre Lochplatte und einen rotierenden Schneidkopf aufweisen, dies ist aber nicht zwingend erforderlich. Der bzw. die Schneidsätze der Zerkleinerungsmaschine können auch auf andere Weise ausgebildet sein, beispielsweise kann ein Schneidsatz verwendet werden, der auf dem Rotor-Stator-Prinzip basiert. Der Rotor eines solchen Schneidsatzes ist typischer Weise radial innen liegend angeordnet und von dem radial außen liegenden ringförmigen Stator umgeben. Der Rotor weist Messerklingen auf, die mit Schnittspalten des Stators bzw. mit Bohrungen des Stators (Lochtrommel) zur Zerkleinerung des Produkts in der Art eines Scherenschnitts zusammenwirken.

[0018] Bei einer Weiterbildung dieser Ausführungsform weisen die Schneidköpfe von mindestens zwei Schneidsätzen einen unterschiedlichen Durchmesser auf und/oder die Lochplatten von mindestens zwei Schneidsätzen weisen einen unterschiedlichen Durchmesser auf. Es ist bekannt, zur Zerkleinerung des Produkts mehrere Schneidsätze mit Schneidköpfen zu verwenden, die einen identischen Schneidkopfdurchmesser aufweisen, d.h. bei denen der radiale Abstand zwischen der Antriebswelle und dem radial äußeren Ende des Schneidkopfs gleich groß ist. Die Durchmesser der Lochplatten (aber nicht zwingend die Durchmesser der Löcher der Lochplatten) sind in diesem Fall ebenfalls gleich groß.

[0019] Im vorliegenden Fall wird von dieser Regel abgewichen, d.h. es werden zwei oder mehr Schneidsätze für die Zerkleinerung des Produkts verwendet, deren Schneidkopfdurchmesser und/oder deren Lochplattendurchmesser sich voneinander unterscheiden.

[0020] Bei einer Weiterbildung nehmen die Durchmesser der Schneidköpfe und/oder die Durchmesser der Lochplatten in Förderrichtung des Produkts zu. Es hat sich als günstig erwiesen, wenn der Schneidkopfdurchmesser der Schneidköpfe in Förderrichtung des Produkts zunimmt, da das Produkt in Förderrichtung immer stärker zerkleinert wird. Bei der Vergrößerung des Durchmessers der Schneidköpfe und/oder der Lochplatten erhöht sich auch die Schnittgeschwindigkeit, so dass Mithilfe der verschiedenen Durchmesser der Schneidköpfe bzw. der Lochplatten die Schneidstufen unterschiedliche Schnittgeschwindigkeiten bei gleicher Drehzahl aufweisen können. Einen positiven Effekt kann die Zunahme der Durchmesser der Lochplatten auch bei kleineren Durchmessern der Bohrungen in den Lochplatten und im Produkt vorhandenen "härteren Partikeln" haben.

[0021] Bevorzugt ist ein Abstand zwischen dem Schneidkopf und der stationären Lochplatte in Längsrichtung bzw. entlang der Längsachse der Antriebswelle einstellbar. Für die Einstellung des Abstands können die stationäre Lochplatte und/oder der Schneidkopf in axialer Richtung verschoben werden. Die Verschiebung der stationären Lochplatte in axialer Richtung kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass ein Stellkörper, an dem die stationäre Lochplatte des Schneidsatzes in Anlage gebracht ist, in axialer Richtung innerhalb des Gehäuseteils verschoben wird, während die Antriebswelle mit dem Schneidkopf in axialer Richtung ortsfest bleibt. Der Stellkörper kann beispielsweise als Hülse ausgebildet sein, die mit einem Außengewinde in einem entsprechenden Innengewinde des Gehäuseteils verdrehbar gelagert ist.

[0022] Es ist auch möglich, zur Einstellung des Abstandes die Antriebswelle entlang ihrer Längsachse zu verschieben. In diesem Fall ist die Antriebswelle in Längsrichtung verschiebbar gelagert. Die axiale Verschiebung der Antriebswelle kann auch während der Drehbewegung der Antriebswelle erfolgen. Die Distanz, über welche der axiale Abstand variiert werden kann, liegt in der Regel bei wenigen Millimetern. Durch die Verkleinerung des Abstands können beispielsweise die Schneidklingen des Schneidkopfs mit der stationären Lochplatte in Anlage gebracht werden, um diese erforderlichenfalls nachzuschärfen.

[0023] Bei einer weiteren Ausführungsform weist mindestens ein Schneidsatz eine stationäre Lochplatte auf, die mit einer rotierenden Lochplatte zur Zerkleinerung des Produkts zusammenwirkt. Bei einem solchen Schneidsatz wird das Produkt eher zerschlagen und gequetscht als geschnitten und erscheint daher cremiger als dies bei einer Zerkleinerung mit Hilfe eines Schneidsatzes der Fall ist, bei dem ein Schneidkopf mit einer stationären Lochplatte zusammenwirkt.

[0024] Bei einer weiteren Ausführungsform ist die Zerkleinerungsmaschine zur Zuführung eines Fluids, insbesondere eines Flüssiggases, in mindestens einen Zwischenraum ausgebildet, der in dem Gehäuse zwischen zwei entlang der Längsachse der Antriebswelle benachbarten Schneidsätzen gebildet ist.

[0025] Bei dieser Ausführungsform wird ein Fluid, d.h. eine Flüssigkeit oder ein Gas, zwischen zwei benachbarten Schneidsätzen bzw. Schneidstufen direkt in das Produkt eingebracht. Es hat sich gezeigt, dass die Zuführung einer Flüssigkeit oder eines Gases auch in einem geschlossenen System, d.h. zwischen zwei axial, d.h. entlang der Längsachse der Antriebswelle, benachbarten Schneidsätzen möglich ist, ohne dass es hierbei zu kritischen Drücken kommt, die zu einer Verschlechterung der Qualität des Produkts oder zu einer Beschädigung der Zerkleinerungsmaschine führen. Dies gilt auch für den Fall, dass die Antriebswelle, die mittels eines Motors angetrieben wird, mit hohen Drehzahlen von mehr als beispielsweise 3000 Umdrehungen/min rotiert.

[0026] Das Fluid kann beispielsweise zum Inertisieren, d.h. zur Erhöhung der Haltbarkeit durch Verdrängung von atmosphärischem Sauerstoff und/oder zum Temperieren, beispielsweise zur Kühlung, des Produkts dienen. Insbesondere kann dem Zwischenraum bzw. dem in dem Zwischenraum befindlichen Produkt ein Flüssiggas, z.B. flüssiges N₂ oder CO₂, zur Kühlung zugeführt werden. In diesem Fall erfolgt die Kühlung des Produkts unmittelbar an dem Ort, an dem durch die Zerkleinerung des Produkts mittels eines jeweiligen Schneidsatzes Wärme entsteht. Die Kühlung ist daher besonders effizient; zudem wird nur ein geringer Teil der zur Kühlung verwendeten Energie an die Umgebung abgegeben.

[0027] Die Zuführung von Gasen oder von Flüssiggasen zu dem Produkt hat zudem den Vorteil, dass diese rückstandsfrei aus dem Produkt entfernt werden, wenn das Produkt die Zerkleinerungsmaschine verlässt, während dies bei der Zugabe von Flüssigkeiten nicht der Fall ist. Die Entgasung des Produkts kann im Auslaufbereich durchgeführt werden. Die Entgasung des Produkts ("Deareation") kann auch mit Hilfe einer Entgasungsanlage durchgeführt werden. Eine effektive Entgasungs- bzw. Absauganlage (Entgaser bzw. Deaerator) kann beispielsweise in Form eines hohlen Zylinders ähnlich eines Zyklons ausgebildet sein. Eingangsseitig kann bei einer solchen Absauganlage mittels eines "Pralltellers" eine große Oberfläche erzeugt werden. Die "Fallhöhe" im Zylinder kann auf diese Weise gut zur Entgasung genutzt werden. Abhängig von den Eigenschaften des Produkts kann das Gas auch im Produkt gebunden bleiben, z.B. um das Produkt "aufzuschäumen" sowie um das Förderverhalten der Schneideinrichtung bei bestimmten Zerkleinerungsprozessen bzw. zu zerkleinernden Produkten zu verbessern. Die Zugabe eines gasförmigen Mediums kann beispielsweise vorteilhaft sein, wenn das Produkt zum Verkleben bzw. zum Klumpen neigt, wie dies beispielsweise bei bestimmten Produkten der chemischen Industrie der Fall ist.

[0028] Es ist auch möglich, den in dem Produkt vorhandenen Sauerstoff vor der Zuführung zu der Schneideinrichtung ganz oder zumindest teilweise zu entfernen. In diesem Fall kann ein der Schneideinrichtung vorgeschalteter Zuführbehälter unter Vakuum gesetzt werden, so dass der Schneideinrichtung das vakuumierte Produkt zugeführt wird. Dem vakuumierten Produkt wir dann in der Schneideinrichtung ein Fluid, insbesondere ein Gas, zugeführt. Auf diese Weise wird in einem zweistufigen Prozess der in dem Produkt vorhandene Sauerstoff durch das zugeführte Fluid bzw. Gas ausgetauscht.

[0029] Für den Fall, dass die Zerkleinerungsmaschine mehr als zwei Schneidsätze aufweist, kann das Fluid jedem der Zwischenräume zugeführt werden. Es ist aber auch möglich, dass das Fluid nur einem der Zwischenräume oder zwei oder mehr, aber nicht allen Zwischenräumen zugeführt wird. Für die Zuführung des Fluids zu einem jeweiligen Zwischenraum bestehen verschiedene Möglichkeiten.

[0030] Bei einer Weiterbildung weist die Zerkleinerungsmaschine mindestens eine Düse zum Austritt des Fluids in den Zwischenraum auf, die an einem Ende eines Zuführungskanals gebildet ist, der bevorzugt in einem Gehäuseteil des Gehäuses verläuft. Die Düse beeinflusst die Strömung des Fluids beim Übertritt bzw. beim Austritt vom Zuführungskanal in den Zwischenraum. Der Zuführungskanal ist üblicherweise in einem der Gehäuseteile gebildet, die einen jeweiligen Schneidsatz aufnehmen. Grundsätzlich ist es aber auch möglich, dass der Zuführungskanal an einem anderen Bauteil der Zerkleinerungsmaschine gebildet ist. Beispielsweise kann der Zuführungskanal in bzw. entlang der Antriebswelle und ggf. in mit der Antriebswelle drehfest verbundenen Bauteilen verlaufen. Eine oder mehrere Düsen bzw. Zuführungskanäle für ein Fluid können auch an dem Einlaufgehäuse gebildet sein, um dem zu zerkleinernden Produkt in Förderrichtung vor dem ersten Schneidsatz ein Fluid zuzuführen.

[0031] Für den Fall, dass der Zuführungskanal in dem Gehäuseteil verläuft, weist dieser typischerweise ein erstes Ende auf, das an der Düse in den Zwischenraum mündet, sowie ein zweites Ende, das an der Außenseite des Gehäuseteils mündet. An dem zweiten Ende steht der Zuführungskanal üblicherweise mit einer Zuführungsleitung für das Fluid in Verbindung. Bei dem Zuführungskanal handelt es sich bevorzugt um eine einzelne, beispielsweise radiale Bohrung in dem Gehäuseteil. Es ist auch möglich, dass ein Zuführungskanal sich ausgehend von dem zweiten Ende an der Außenseite des Gehäuseteils verzweigt und mehrere Enden aufweist, an denen Düsen gebildet sind, die in den Zwischenraum münden. Es besteht die Gefahr, dass Produkt in die Düsen eindringt und diese verstopft.

[0032] Für den Fall, dass mehrere Düsen vorgesehen sind, hat es sich als günstig erwiesen, wenn diese in Umfangsrichtung gleichmäßig angeordnet sind. Die Düse, genauer gesagt die Innenseite der Düse, kann einen konstanten Querschnitt aufweisen, es ist aber auch möglich, das der Düsenquerschnitt in Richtung auf die Austrittsöffnung der Düse zunimmt oder abnimmt. Die Innenseite der Düse kann beispielsweise konisch ausgebildet sein.

[0033] Die Düse kann zum im Wesentlichen tangentialen Austritt des Fluids in Bezug auf die Längsachse der Antriebswelle ausgebildet sein. Es hat sich als günstig erwiesen, wenn das Fluid im Wesentlichen tangential in den Zwischenraum einströmt. Unter im Wesentlichen tangential wird verstanden, dass die Düse bzw. deren Längsachse in einem Winkelbereich zwischen ca. 50° und ca. 130°, bevorzugt zwischen ca. 70° und ca. 110° zur radialen Richtung in Bezug auf die Längsachse der Antriebswelle ausgerichtet ist. Die Düse kann ausgebildet bzw. ausgerichtet sein, das Fluid in eine Ebene senkrecht zur Längsachse der Antriebswelle austreten zu lassen, es ist aber auch möglich, dass die Längsachse der Düse nicht in einer Ebene senkrecht zur Längsachse der Antriebswelle verläuft, sondern zu dieser Ebene geneigt ausgerichtet ist.

[0034] Beispielsweise kann die Düse unter einem (von Null verschiedenen) Winkel in Bezug auf eine Ebene senkrecht zur Längsachse der Antriebswelle ausgerichtet sein. Der Winkel kann beispielsweise zwischen ca. 10° und ca. 50° liegen. Die Ausrichtung unter einem Winkel in Bezug auf die Ebene senkrecht zur Antriebswelle ist insbesondere günstig, wenn einer der Schneidsätze einen rotierenden Schneidkopf aufweist. In diesem Fall wird der Winkel typischerweise so gewählt, dass die Düse zu dem rotierenden Schneidkopf hin geneigt ist.

[0035] Die Düse kann zum Austritt des Fluids in Drehrichtung der Antriebswelle (während der Zerkleinerung des Produkts) ausgebildet sein. Es ist günstig, wenn die Strömungsrichtung des Fluids beim Austritt aus der Düse ungefähr der Strömungsrichtung des Produkts am Ort der Düse entspricht. Insbesondere sollte das Fluid beim Ausströmen aus der Düse die gleiche Drehrichtung (in oder gegen den Uhrzeigersinn) aufweisen wie die Antriebswelle.

[0036] Bei einer Weiterbildung ist die Düse in einem Vorsprung des Gehäuseteils gebildet, der in den Zwischenraum hineinragt, wobei der Vorsprung bevorzugt radial in Richtung auf die Längsachse der Antriebswelle zuläuft. Der Vorsprung kann beispielsweise in der Art eines Fingers oder dergleichen ausgebildet sein, der in radialer Richtung auf die Längsachse der Antriebswelle zuläuft und sich hierbei verjüngt. Die Aufgabe eines solchen Vorsprungs besteht in der Stauung des Produkts gegen eine Rotation. Durch die Stauung wird das Förderverhalten des Schneidsatzes verstärkt und der Temperatureintrag gesenkt. Die Vorsprünge bzw. Staufinger bilden typischerweise ohnehin einen Bestandteil der Schneideinrichtung und sind durch ihre Geometrie für den Eintrag des Fluids in das Produkt besonders gut geeignet.

[0037] Die Düse ist bevorzugt an einer der Drehrichtung der Antriebswelle abgewandten Seite des Vorsprungs ("Leeseite") gebildet. Eine solche Anordnung der Düse hat sich als vorteilhaft für die Mitnahme des aus der Düse austretenden Fluids durch das Produkt erwiesen. Dies gilt insbesondere, wenn einer der Schneidsätze einen Schneidkopf aufweist, der in dem Zwischenraum angeordnet ist bzw. in diesen hineinragt. In diesem Fall wird auf der Rückseite eines jeweiligen rotierenden Schneidmessers bzw. Messerflügels des Schneidkopfs ein Unterdruck erzeugt, der die Mitnahme des aus der Düse austretenden Fluids begünstigt, wenn der Austritt des Fluids an der Leeseite des Vorsprungs erfolgt.

[0038] Bei einer Weiterbildung ist die Düse in einem radialen Abstand von der Längsachse der Antriebswelle angeordnet, der bei weniger als 80 %, bevorzugt bei weniger als 60%, besonders bevorzugt bei weniger als 40% eines maximalen Radius des Zwischenraums zwischen zwei benachbarten Schneidsätzen liegt. Unter dem maximalen Radius des Zwischenraums wird eine maximale Erstreckung des Zwischenraums in radialer Richtung ausgehend von der Längsachse der Antriebswelle verstanden.

[0039] Es hat sich als günstig erwiesen, wenn das Fluid in einem Bereich in den Zwischenraum bzw. in das Produkt eingebracht wird, in dem der von der Rotation des Produkts erzeugte Druck durch die Zentrifugalkraft geringer ist als der Druck des zugeführten Fluids beim Austritt aus der Düse.

[0040] Aufgrund von in den Zwischenraum hineinragenden Bauteilen bzw. aufgrund der radialen Erstreckung der Antriebswelle ist es in der Regel nicht möglich, die Düse unmittelbar in der Nähe der Längsachse der Antriebswelle anzuordnen. Die Anordnung der Düse in einem Abstand, der bei weniger als 80%, ggf. bei weniger als 60% oder bei weniger als 40% des maximalen Radius des Zwischenraums in dem Gehäuseteil liegt, ist jedoch in der Regel möglich und üblicherweise ausreichend, damit der von der Rotation des Produkts erzeugte Druck geringer ist als der Druck des Fluids beim Austritt aus der Düse.

[0041] Die Zerkleinerungsmaschine weist bevorzugt mindestens zwei Düsen zum Austritt des Fluids in den Zwischenraum auf. Für eine gleichmäßige Zuführung des Fluids in das Produkt hat es sich als günstig erwiesen, wenn ein- und demselben Zwischenraum das Fluid über mehr als eine Düse, z.B. über zwei, drei, vier oder mehr Düsen zugeführt wird. Für einen homogenen Eintrag des Fluids in das Produkt ist es günstig, wenn die Düsen in Umfangsrichtung gleichmäßig über den Zwischenraum verteilt angeordnet sind, d.h. wenn diese in Umfangsrichtung gleiche Abstände zueinander aufweisen. Es ist in der Regel ebenfalls günstig, wenn das Fluid, das dem Zwischenraum zugeführt wird, beim Austritt an jeder Düse mit demselben Druck austritt.

[0042] Die Zerkleinerungsmaschine umfasst bevorzugt mindestens ein steuerbares Ventil zur kontrollierten Zuführung des Fluids in den Zwischenraum. Im einfachsten Fall weist das Ventil einen geöffneten und einen geschlossenen Schaltzustand auf, um die Zufuhr für das Fluid freizugeben oder zu blockieren. Für das Schalten des Ventils weist die Zerkleinerungsmaschine eine Steuerungseinrichtung z.B. in Form eines Steuerungscomputers auf, die auch die Steuerung von anderen Funktionen der Zerkleinerungsmaschine übernimmt. Das Fluid wird dem steuerbaren Ventil mit Hilfe einer Fluidzuführung üblicherweise mit einem vorgegebenen, konstanten Druck bereitgestellt. Bei der Zuführung eines Flüssiggases ist es erforderlich, dass das Flüssiggas in der Fluidzuführung nicht gefriert, d.h. es ist erforderlich, eine Eisbildung zu vermeiden. Zu diesem Zweck wird vorteilhafter Weise einer jeweiligen Düse das Fluid mit Hilfe eines eigenen, der Düse zugeordneten steuerbaren Ventils über jeweils einen Zuführungskanal zugeführt. Der Querschnitt des Zuführungskanals ist üblicherweise größer als der Austrittsquerschnitt der Austrittsöffnung der Düse.

[0043] Es ist alternativ möglich, dass die Zuführung des Fluids zu allen Düsen, die einem Zwischenraum zugeordnet sind, über ein gemeinsames steuerbares Ventil erfolgt, oder dass die Zuführung des Fluids zu allen Düsen der Zerkleinerungsmaschine über ein einziges schaltbares Ventil erfolgt.

[0044] Es versteht sich, dass die Zerkleinerungsmaschine weitere Bauteile aufweist, die nicht weiter oben beschrieben sind. Beispielsweise ist in Förderrichtung des Produkts nach den Schneidsätzen typischerweise ein an der Antriebswelle gelagerter und von dieser angetriebener Auswerfer angebracht. Der Auswerfer dient dazu, das Produkt zentrifugal zu beschleunigen, bevor dieses durch einen Auslauf bzw. ein Auslaufgehäuse aus der Zerkleinerungsmaschine befördert wird. Die Förderung des Produkts kann durch ein Ansaugen von der Auslaufseite her unterstützt werden.

[0045] Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der Zeichnung. Ebenso können die vorstehend genannten und die noch weiter aufgeführten Merkmale je für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen Verwendung finden. Die gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen sind nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern haben vielmehr beispielhaften Charakter für die Schilderung der Erfindung.

[0046] Es zeigen:

Fig. 1a,b

eine Zerkleinerungsmaschine in einem Längsschnitt sowie in einer perspektivischen Darstellung beim Aufschieben von Gehäuseteilen auf eine Antriebswelle und einer Spanneinrichtung zum hydraulischen Zusammenspannen der Gehäuseteile,

Fig. 2a,b

schematische Darstellungen der Zerkleinerungsmaschine von Fig. 1a,b, bei der die Gehäuseteile entlang der Längsachse der Antriebswelle aneinander anliegen und miteinander verspannt sind,

Fig. 3

eine schematische Darstellung einer Zerkleinerungsmaschine analog zu Fig. 2a mit drei Schneidsätzen, bei denen jeweils eine stationäre Lochpatte mit einem Schneidkopf zusammenwirkt, wobei die Schneidköpfe und die Lochplatten unterschiedliche Durchmesser aufweisen,

Fig. 4a

eine schematische Darstellung eines Gehäuseteils, der einen Schneidsatz aufweist, bei dem eine stationäre Lochplatte mit einem Schneidkopf zusammenwirkt,

Fig. 4b

eine schematische Darstellung eines Gehäuseteils mit einem Schneidsatz, bei dem eine stationäre Lochplatte mit einer rotierenden Lochplatte zum Zerkleinern des Produkts zusammenwirkt, sowie

Fig. 4c

eine schematische Darstellung eines Gehäuseteils, der einen Zuführungskanal zum Zuführen eines Fluids in einen Zwischenraum zwischen zwei benachbarten Schneidsätzen aufweist.

[0047] Fig. 1a,b und Fig. 2a,b zeigen eine Zerkleinerungsmaschine 1, die ein Einlaufgehäuse 2 zum Zuführen eines zu zerkleinernden Produkts, beispielsweise von Fleisch (Brät), Rohstoffen pflanzlichen oder tierischen Ursprungs (Fisch, Gemüse), Knochen, Brühwurst, Schwarten, ... aufweist. An das Einlaufgehäuse 2 schließt sich in Förderrichtung des Produkts stromabwärts ein Gehäuse 3 an, in dem eine Schneideinrichtung 4 untergebracht ist, die auf einer von einem Motor 5a angetriebenen, horizontal gelagerten Welle 5 (Antriebswelle) montiert ist. Die Schneideinrichtung 4 dient zur (Feinst-)Zerkleinerung des Produkts. Anders als dies in Fig. 1a,b dargestellt ist, kann der Motor 5a auch am eintrittsseitigen Ende der Antriebswelle 5 bzw. am Einlaufgehäuse 2 angebracht werden.

[0048] Wie insbesondere in Fig. 1a,b zu erkennen ist, weist das Gehäuse 3 drei Gehäuseteile 3a-c auf, in denen jeweils ein Schneidsatz 4a-c der Schneideinrichtung 4 aufgenommen ist. Ein in Förderrichtung des Produkts erster Gehäuseteil 3a weist einen ersten Schneidsatz 4a auf, der eine erste Lochscheibe 6a und einen ersten Schneidkopf 7a aufweist, der mit der ersten Lochscheibe 6a zur Zerkleinerung des Produkts zusammenwirkt. Wie insbesondere in Fig. 2a zu erkennen ist, ragt der erste Schneidkopf 7a in das Einlaufgehäuse 2 hinein. Der erste Gehäuseteil 3a des Gehäuses 3 hat an seiner Außenseite eine kreiszylindrische Form und ist im Wesentlichen scheibenförmig ausgebildet. An den ersten Gehäuseteil 3a schließt sich in Förderrichtung des Produkts bzw. entlang einer Längsachse L der Antriebswelle 5 ein zweiter Gehäuseteil 3b an. Der zweite Gehäuseteil 3b nimmt einen zweiten Schneidsatz 4b auf. Der dritte Gehäuseteil 3c, der einen dritten Schneidsatz 4c aufnimmt, bildet ein Auslaufgehäuse, um das zerkleinerte Produkt abzuführen. Der dritte Gehäuseteil 3c in Form des Auslaufgehäuses weist einen Auslaufstutzen 8 auf, um das Produkt aus dem dritten Gehäuseteil 3c bzw. aus der Zerkleinerungsmaschine 1 abzuführen.

[0049] Die erste, zweite und dritte Lochscheibe 6a, 6b, 6c sind stationär, d.h. diese sind an dem ersten, zweiten bzw. dritten Gehäuseteil 3a, 3b, 3c befestigt und drehen sich nicht mit der Antriebswelle 5 mit. Der erste, zweite und dritte Schneidkopf 7a, 7b, 7c sind drehfest über einen Formschluss, im gezeigten Beispiel mit Hilfe von an der Antriebswelle 5 angebrachten Nuten gelagert und werden von dieser angetrieben. Ein jeweiliger Schneidkopf 7a, 7b, 7c übt auf das Produkt eine Zentrifugalkraft aus, so dass insbesondere angesammelte Fremdkörper in radialer Richtung nach außen getragen werden, wo diese über ein Ausscheideventil ausgeschleust werden können.

[0050] Die Schneideinrichtung 4 wird komplettiert durch einen nicht bildlich dargestellten Auswerfer, der an der Antriebswelle 5 montiert wird und der in dem dritten Gehäuseteil 3c in Form des Auslaufgehäuses angeordnet ist. Der Auswerfer dient dazu, das zerkleinerte Produkt zentrifugal zu beschleunigen, bevor dieses über das Auslaufgehäuse 3c aus der Zerkleinerungsmaschine 1 entfernt wird.

[0051] Wie in Fig. 1a,b und in Fig. 2a,b zu erkennen ist, ist bei der hier beschriebenen Zerkleinerungsmaschine 1 das Gehäuse 3, in dem die Schneideinrichtung 4 bzw. die Schneidsätze 4a-c angeordnet sind, im Gegensatz zu herkömmlichen (Feinst-)Zerkleinerungsmaschinen mehrteilig aufgebaut. Wie in Fig. 1a,b zu erkennen ist, werden bei der Montage der Zerkleinerungsmaschine 1 der zweite Gehäuseteil 3b, der erste Gehäuseteil 3a und das Einlaufgehäuse 2 vom freien Ende der Antriebswelle 5 aus entlang von deren Längsachse L auf die Antriebswelle 5 aufgeschoben , bis die drei Gehäuseteile 3a, 3b, 3c und das Einlaufgehäuse 2 entlang der Längsachse L dichtend aneinander anliegen, wie dies in Fig. 2a,b dargestellt ist. Auf die Darstellungen von zusätzlichen Dichtungen zwischen den drei Gehäuseteilen 3a, 3b, 3c wurde aus Gründen der Übersichtlichkeit verzichtet.

[0052] Um das Aufschieben und insbesondere das Ausrichten der drei Gehäuseteile 3a-c und des Einlaufgehäuses 2 relativ zueinander zu erleichtern, weist die Zerkleinerungsmaschine 1 zwei Linearführungen in Form von zwei Führungsstangen 10a, 10b auf, die sich entlang der Längsachse L der Zerkleinerungsmaschine 1 erstrecken. Die beiden Führungsstangen 10a, 10b sind starr mit dem dritten Gehäuseteil 3c verbunden und greifen in jeweils zwei Führungselemente 11a, 11b ein, die in Form von Vorsprüngen ausgebildet sind. Die Führungselemente 11a, 11b sind an zwei einander diametral gegenüberliegenden Seiten der drei Gehäuseteile 3a-c sowie des Einlaufgehäuses 2 gebildet. Die Führungselemente 11a,b in Form der Vorsprünge stehen radial über die im Wesentlichen zylindrischen Außenseiten der drei Gehäuseteile 3a-c und des Einlaufgehäuses 2 über und weisen jeweils eine Öffnung auf, die sich in Richtung der Längsachse L der Antriebswelle 5 erstreckt. Durch die Öffnung eines jeweiligen Führungselements 11a,b ist jeweils einer der beiden Führungsstäbe 10a,b hindurch gesteckt.

[0053] Das Gehäuse 3, in dem die Schneidsätze 4a-c aufgenommen sind, besteht bei der in Fig. 1a,b und Fig. 2a,b gezeigten Zerkleinerungsmaschine 1 aus den drei Gehäuseteilen 3a-c. Die Zerkleinerungsmaschine 1 weist somit kein zusätzliches Gehäuse auf, in dem die drei Gehäuseteile 3a-c gekapselt sind. Um die drei Gehäuseteile 3a-c und das Einlaufgehäuse 2 dichtend miteinander zu verbinden, weist die Zerkleinerungsmaschine 1 eine Spanneinrichtung 12 auf. Die Spanneinrichtung 12 verspannt die drei Gehäuseteile 3a-c, die jeweils einen Schneidsatz 4a-c aufweisen, und das Einlaufgehäuse 2 entlang der Längsachse L der Antriebswelle 5, um diese abzudichten und den Austritt des Produkts aus dem mehrteiligen Gehäuse 3 zu verhindern. Die Spanneinrichtung 12 kann hydraulisch oder mechanisch ausgebildet sein. Im letzteren Fall kann die Spanneinrichtung 12 beispielsweise ein Gewinde bzw. einen elektrischen Zylinder oder einen Kniehebel umfassen.

[0054] Ein Beispiel für eine hydraulische Spanneinrichtung 12 ist in Fig. 1b dargestellt. Die Spanneinrichtung 12 weist einen doppeltwirkenden Hydraulikzylinder 9 auf, dessen Kolbenstange in Richtung der Längsachse L der Antriebswelle 5 verschiebbar ist, um die drei Gehäuseteile 3a-c zu verspannen, d.h. in Richtung der Längsachse L der Antriebswelle 5 aneinander anzupressen. Zu diesem Zweck zieht die Kolbenstange des Hydraulikzylinders 9 die drei Gehäuseteile 3a-c zusammen und drückt diese gegen das Einlaufgehäuse 2, das in diesem Fall ortsfest angeordnet ist. Alternativ ist es möglich, das der Hydraulikzylinder 9 auf der in Fig. 1b linken Seite der beiden Führungsstäbe 10a, 10b angeordnet ist und die Kolbenstange die drei Gehäuseteile 3a-c in Richtung auf das Einlaufgehäuse 2 drückt und hierbei zusammenschiebt. Auch kann das dritte Gehäuseteil 3c ortsfest angeordnet sein und der Hydraulikzylinder 9 kann ausgebildet sein, das erste und zweite Gehäuseteil 3a, 3b sowie das Einlaufgehäuse 2 in Richtung auf das ortsfeste dritte Gehäuseteil 3c zu drücken und hierbei zusammenzuschieben, wenn dieser wie in Fig. 1b dargestellt auf der rechten Seite der beiden Führungsstäbe 10a, 10b angeordnet ist. Alternativ ist es möglich, das der Hydraulikzylinder 9 auf der in Fig. 1b linken Seite der beiden Führungsstäbe 10a, 10b angeordnet ist und die Kolbenstange das erste Gehäuseteil 3a, das zweite Gehäuseteil 3b und das Einlaufgehäuse 2 zusammenzieht und gegen das dritte, ortsfeste Gehäuseteil 3c drückt.

[0055] Zur Verschiebung der Kolbenstange des Hydraulikzylinders 9 weist die Spanneinrichtung 12 einen Hydraulikkreis mit mehreren Hydraulikkomponenten auf. Die Zu- und Abführung einer Hydraulikflüssigkeit zu den bzw. aus den beiden Kammern des Hydraulikzylinders 9 wird mit Hilfe eines Ventils V gesteuert. Das Ventil V weist eine erste Schaltstellung auf, die zur Bewegung der Kolbenstange in Richtung auf die drei Gehäuseteile 3a-c dient, um diese in Längsrichtung L der Antriebswelle 5 zu verspannen. In einer zweiten Schaltstellung wird die Zu- und Abfuhr der Hydraulikflüssigkeit zu bzw. aus dem Hydraulikzylinder 9 blockiert, um die Kolbenstange in einer vorgegebenen Position in Richtung der Längsachse L der Antriebswelle 5 zu fixieren. Eine dritte Schaltstellung des Ventils V dient zur Bewegung der Kolbenstange in Richtung der Längsachse L der Antriebswelle 5 von den drei Gehäuseteilen 3a-c weg, um die Verspannung zu lösen.

[0056] Zur Förderung der Hydraulikflüssigkeit weist der Hydraulikkreis der Spanneinrichtung 12 eine Hydraulikpumpe H auf, die von einem Elektromotor M angetrieben wird. Die Hydraulikpumpe H fördert die Hydraulikflüssigkeit aus einem Flüssigkeitsbehälter und führt diese entlang einer ersten Hydraulikleitung dem Ventil V zu. Mit Hilfe eines Druckmessers sowie eines Druckbegrenzer-Ventils wird der Druck in der ersten Hydraulikleitung begrenzt bzw. eingestellt. Eine zweite Hydraulikleitung dient zur Rückführung der Hydraulikflüssigkeit aus dem Hydraulikzylinder 9 in den Flüssigkeitsbehälter. In dem Hydraulikkreis ist zwischen dem Hydraulikzylinder 9 und dem Ventil V ein steuerbares Rückschlagventil angeordnet, das zum Schutz vor dem Austritt von Hydraulikflüssigkeit dient.

[0057] Es ist vorteilhaft, wenn der - beispielhaft für den ersten Schneidsatz 4a dargestellte - axiale Abstand A zwischen der Vorderseite der jeweiligen stationären Lochplatte 6a, 6b, 6c und dem mit dieser zur Zerkleinerung des Produkts zusammenwirkenden Schneidkopf 7a, 7b, 7c in gewissen Grenzen einstellbar ist, da auf diese Weise der Grad der Zerkleinerung des Produkts sowie die Durchsatzmenge und der Wärmeeintrag in das Produkt beeinflusst werden können. Auch kann es günstig sein, wenn der jeweilige Schneidkopf 7a, 7b, 7c, genauer gesagt dessen Messerklingen, mit der zugehörigen stationären Lochplatte 6a, 6b, 6c bei der Drehbewegung in Anlage gebracht werden können, um diese falls erforderlich nachzuschärfen. Zu den genannten Zwecken ist eine maximale Variation des Abstands A von wenigen Millimetern, in der Regel nur von einem oder von mehreren Zehnteln eines Millimeters, ausreichend.

[0058] Um den Abstand A zwischen dem jeweiligen Schneidkopf 7a, 7b, 7c und der zugehörigen Lochplatte 6a, 6b, 6c einstellen zu können, wird im gezeigten Beispiel die Antriebswelle 5 in axialer Richtung bzw. entlang ihrer Längsachse L verschoben. Die axiale Verschiebung der Antriebswelle 5 kann beispielsweise mittels eines Handrads oder mittels einer Steuerungseinrichtung auch während des Betriebs der Zerkleinerungsmaschine 1 erfolgen, um den gewünschten Abstand A zwischen der jeweiligen stationären Lochplatte 6a, 6b, 6c und dem zugehörigen Schneidkopf 7a, 7b, 7c einzustellen. Alternativ zur axialen Verschiebung der Antriebswelle 5 kann der Abstand A auch durch eine Verschiebung der Lochplatten 6a, 6b, 6c relativ zum Gehäuse 3, genauer gesagt zu einem jeweiligen Gehäuseteil 3a-c, und zu einer in axialer Richtung stationären Antriebswelle erfolgen, wie dies beispielsweise in der DE 199 60 409 A1 beschrieben ist.

[0059] Zur Zerkleinerung des Produkts können mehr oder weniger als drei Schneidsätze 4a, 4b, 4c in dem Gehäuse 3 angeordnet bzw. in einem jeweiligen Gehäuseteil 3a-c aufgenommen sein. In der Regel nimmt jeder der Gehäuseteile 3a-c genau einen Schneidsatz 4a-c auf, bei dem ein stationäres und ein rotierendes Bauteil zur Zerkleinerung des Produkts zusammenwirken. Es ist aber auch möglich, dass ein Gehäuseteil 3a-c zwei oder mehr Schneidsätze 4a-c aufnimmt. Auch in diesem Fall ist die Schneideinrichtung 4 bzw. sind die Schneidsätze 4a-c nicht in einem einteiligen Gehäuse untergebracht, vielmehr sind mindestens zwei der Schneidsätze 4a-c in mindestens zwei unterschiedlichen Gehäuseteilen 3a-c aufgenommen. Es versteht sich, dass abhängig von der Anzahl der Gehäuseteile 3a-c bzw. der Schneidsätze 4a-c das Gehäuse 3 in axialer Richtung größer oder kleiner dimensioniert sein kann, als dies in Fig. 1a,b und in Fig. 2a,b dargestellt ist.

[0060] Fig. 3 zeigt eine Zerkleinerungsmaschine 1, die sich von der in Fig. 1a,b und Fig. 2a,b dargestellten Zerkleinerungsmaschine 1 im Wesentlichen dadurch unterscheidet, dass jeder der drei Schneidsätze 4a-c jeweils eine Lochplatte 6a-c aufweist, die sich im Durchmesser D1, D2, D3 voneinander unterscheiden, und dass jeder der drei Schneidsätze 4a-c jeweils einen Schneidkopf 7a-c aufweist, die sich im Durchmesser d1, d2, d3 voneinander unterscheiden. Sowohl die Durchmesser D1, D2, D3 der Lochplatten 6a-c als auch die Durchmesser d1, d2, d3 der Schneidköpfe 7a-c nehmen in Förderrichtung des Produkts, d.h. mit zunehmend feiner zerkleinertem Produkt, zu. Mithilfe der verschiedenen Durchmesser D1, D2, D3 der Lochplatten 6a-c sowie der verschiedenen Durchmesser d1, d2, d3 der Schneidköpfe können unterschiedliche Schnittgeschwindigkeiten der drei Schneidsätze 4a-c bei gleicher Drehzahl realisiert werden. Einen positiven Effekt kann die Zunahme der Durchmesser D1, D2, D3 der drei Lochplatten 6a-c auch bei kleineren Durchmessern der Bohrungen in den Lochplatten 6a-c und bei im Produkt vorhandenen "härteren Partikeln" haben.

[0061] Grundsätzlich können in der Schneideinrichtung 4 der Zerkleinerungsmaschine 1 bzw. in den Gehäuseteilen 3a-c unterschiedliche Arten von Schneidsätzen 4a-c verwendet werden. Fig. 4a-c zeigen drei unterschiedliche Arten von ersten Schneidsätzen 4a, die in einem ersten Gehäuseteil 3a aufgenommen sind, die aber selbstverständlich auch als zweiter oder dritter Schneidsatz 4b, 4c in einem entsprechenden zweiten oder dritten Gehäuseteil 3b, 3c der Zerkleinerungsmaschine 1 verwendet werden können.

[0062] Fig. 4a zeigt einen ersten Gehäuseteil 3a mit einem ersten Schneidsatz 4a, der wie die in Fig. 2a bzw. in Fig. 3 gezeigten Schneidsätze 4a ausgebildet ist und der eine stationäre Lochplatte 6a und einen rotierenden Schneidkopf 7a aufweist, die zur Zerkleinerung des Produkts zusammenwirken. Fig. 4b zeigt einen ersten Gehäuseteil 3a mit einem ersten Schneidsatz 4a, der eine stationäre Lochplatte 6a aufweist, die mit einer rotierenden Lochplatte 14a zur Zerkleinerung des Produkts zusammenwirkt, wie dies beispielsweise in der eingangs zitierten EP 2 987 557 B1 beschrieben ist. Die rotierende Lochplatte 14a ist in der Darstellung von Fig. 4b größtenteils von der stationären Lochplatte 6a verdeckt. Bei dem in Fig. 4b gezeigten Schneidsatz 4a wird das Produkt eher zerschlagen und gequetscht als geschnitten und erscheint daher cremiger als dies bei einer Zerkleinerung mit Hilfe eines Schneidsatzes 4a der Fall ist, bei dem ein Schneidkopf 7a mit einer stationären Lochplatte 6a zusammenwirkt, wie dies in Fig. 4a der Fall ist, oder wie dies bei einem Schneidsatz der Fall ist, der einen Zentrifugalschneidring aufweist (Rotor-Stator-Prinzip).

[0063] Auch der in Fig. 4c gezeigte erste Gehäuseteil 3a weist einen Schneidsatz 4a auf, bei dem wie bei dem in Fig. 4a gezeigten Schneidsatz 4a eine stationäre Lochplatte 6a mit einem Schneidkopf 7a zur Zerkleinerung des Produkts zusammenwirken. Der in Fig. 4c gezeigte Gehäuseteil 3a ermöglicht es, einem ersten Zwischenraum 13a (vgl. Fig. 2a) zwischen dem ersten Schneidsatz 4a und dem zweiten Schneidsatz 4b ein Fluid zuzuführen, wie weiter unten näher beschrieben ist. Ein baugleicher zweiter Gehäuseteil 3b ermöglicht es, einem zweiten Zwischenraum 13b ein Fluid zuzuführen, der in dem zweiten Gehäuseteil 3b gebildet ist.

[0064] Bei dem in Fig. 1a,b und in Fig. 2a,b gezeigten Beispiel, bei dem die Schneidsätze 4a-c jeweils aus einer stationären Lochplatte 6a-c und einem rotierenden Schneidkopf 7a-c bestehen, erstreckt sich der erste bzw. zweite Zwischenraum 13a, 13b entlang der Längsachse L der Antriebswelle 5 jeweils zwischen den beiden einander zugewandten Seiten der stationären Lochplatten 6a, 6b bzw. 6b, 6c. Der zweite bzw. der dritte Schneidkopf 7b, 7c ragen hierbei in den jeweiligen Zwischenraum 13a, 13b hinein.

[0065] Wie weiter oben beschrieben wurde, ist die Zerkleinerungsmaschine 1 ausgebildet, sowohl dem ersten Zwischenraum 13a als auch dem zweiten Zwischenraum 13b ein Fluid zuzuführen. Zu diesem Zweck sind in dem Gehäuse 3, genauer gesagt in dem in Fig. 4c gezeigten ersten Gehäuseteil 3a sowie in dem entsprechend ausgebildeten zweiten Gehäuseteil 3b eine Mehrzahl von beispielhaft fünf Zuführungskanälen 14 für das Fluid gebildet, die sich von einer radial äußeren Seite des Gehäuseteils 3a, 3b bis in den jeweiligen Zwischenraum 13a, 13b erstrecken. Ein jeweiliger Zuführungskanal 14 weist einen in radialer Richtung auf die Längsachse L der Antriebswelle 5 zulaufenden Abschnitt in Form einer radialen Bohrung auf, an den sich in Bezug auf die Längsachse L der Antriebswelle 5 ein in tangentialer Richtung verlaufender, ebenfalls als Bohrung ausgebildeter Abschnitt anschließt, der eine Düse 15 zum im Wesentlichen tangentialen Austritt des Fluids in den Zwischenraum 11b bildet. Wie anhand von Fig. 4c ebenfalls erkennbar ist, ist eine jeweilige Düse 15 ausgebildet bzw. ausgerichtet, das Fluid in den Zwischenraum 13a in derselben Drehrichtung wie die Antriebswelle 5 austreten zu lassen. Die Düse 15 bzw. deren Austrittsöffnung verläuft nicht in der XZ-Ebene, sondern ist in Richtung auf den zweiten Schneidkopf 7b hin geneigt.

[0066] Wie in Fig. 4c ebenfalls zu erkennen ist, ist die Düse 15, welche den in tangentialer Richtung verlaufenden Abschnitt des Zuführungskanals 14 bildet, sowie ein radial innen liegender Teil des radial verlaufenden Abschnitts des Zuführungskanals 14 in einem Vorsprung 16 des ersten Gehäuseteils 3a gebildet, der in den ersten Zwischenraum 13a in radialer Richtung hineinragt. Der Vorsprung 16 ist fingerartig ausgebildet und verjüngt sich in Richtung auf die Längsachse L der Antriebswelle 5.

[0067] Obgleich sich an einem jeweiligen Vorsprung 16 das Produkt teilweise staut, ist das Vorsehen der Vorsprünge 16 an dem Gehäuseteil 3a bzw. 3b günstig, und zwar aus folgendem Grund: Das Fluid sollte dem Produkt möglichst an einem Ort zugeführt werden, an dem der Druck bzw. die Kraft des Fluids beim Austritt aus der jeweiligen Düse 15 größer ist als die Zentrifugalkraft, die von dem Schneidkopf 7b bzw. 7c auf das Produkt ausgeübt wird.. Da die Zentrifugalkraft mit zunehmendem Abstand von der Längsachse L der Antriebswelle 5 zunimmt, sollte die Zuführung des Fluids in der Nähe der Längsachse L der Antriebswelle 5 erfolgen.

[0068] Bei dem in Fig. 4c gezeigten Beispiel ist eine jeweilige Düse 15, genauer gesagt deren Austrittsöffnung, in einem radialen Abstand R von der Längsachse L der Antriebswelle 5 angeordnet, der bei weniger als 80 % eines maximalen Radius R_M des ersten bzw. des zweiten Zwischenraums 13a, 13b in dem Gehäuse 3 liegt. Der Abstand R zwischen der Düse 15 und der Längsachse L der Antriebswelle kann auch bei weniger als 60% oder ggf. bei weniger als 40% des maximalen Radius R_M des jeweiligen Zwischenraums 13a, 13b liegen.

[0069] Wie in Fig. 4c zu erkennen ist, ist die Düse 15 an einer der Drehrichtung der Antriebswelle 5 abgewandten Seite eines jeweiligen Vorsprungs 16 gebildet. In Bezug auf die Drehrichtung des zweiten Schneidkopfs 7b befindet sich die jeweilige Düse 15 bzw. deren Austrittsöffnung somit auf der Leeseite. Auf diese Weise kann beim Austritt des Fluids aus der Düse 15 ausgenutzt werden, dass an der Rückseite eines jeweiligen Schneidmessers des Schneidkopfs 7b ein gegenüber der Vorderseite des Schneidmessers reduzierter Druck erzeugt wird und das Fluid beim Austritt aus der Düse 15 mitgenommen wird.

[0070] Zur Zuführung des Fluids in den jeweiligen Zwischenraum 13a, 13b weist die beispielhaft dargestellte Zerkleinerungsmaschine 1 fünf Düsen 15 auf, die in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt angeordnet bzw. in Umfangsrichtung in gleichen Abständen zueinander angeordnet sind. Auf diese Weise kann eine homogene Zuführung des Fluids zu dem jeweiligen Zwischenraum 13a, 13b erfolgen. Es versteht sich, dass auch mehr oder weniger als fünf Düsen 15 vorgesehen sein können, um dem Zwischenraum 13a, 13b das Fluid zuzuführen. Aufgrund der Tatsache, dass die Vorsprünge 16 an denen die Düsen 15 gebildet sind, in radialer Richtung in den jeweiligen Zwischenraum 13a, 13b hineinragen.

[0071] Zur Zuführung des Fluids in den jeweiligen Zwischenraum 13a,b kann die Zerkleinerungsvorrichtung 1 ein steuerbares Ventil aufweisen, welches mit einer Steuerungseinrichtung in signaltechnischer Verbindung steht, um die Zuführung des Fluids - abhängig vom Schaltzustand des Ventils - zu dem ersten oder zweiten Zwischenraum 13a, 13b zu ermöglichen oder zu unterbinden. Das Fluid wird aus einem Fluid-Reservoir entnommen und über eine Zuführungsleitung dem steuerbaren Ventil zugeführt. Bei einem Fluid in Form eines Flüssiggases, z.B. N₂ oder CO₂, das zur Kühlung des Produkts verwendet wird, kann es sich bei dem Reservoir beispielsweise um eine Druckgasflasche handeln. Mit Hilfe des steuerbaren Ventils wird bei dem in Fig. 4c gezeigten Beispiel nur die Zuführung des Fluids zu einer der fünf Düsen 15 gesteuert. Die Zuführung des Fluids zur zweiten bis fünften Düse 15 erfolgt über weitere, ebenfalls nicht bildlich dargestellte Ventile. Weitere steuerbare Ventile dienen zur Steuerung der Zuführung des Fluids zu den Düsen, die in dem zweiten Gehäuseteil 3b gebildet sind und die in den zweiten Zwischenraum 13b münden. Es versteht sich, dass die Zuordnung der Düsen 15 zu dem bzw. den steuerbaren Ventilen auch auf andere Weise erfolgen kann.

[0072] Es versteht sich, dass dem jeweiligen Zwischenraum 13a, 13b nicht zwingend ein Fluid in Form einer Flüssiggases zur Kühlung des Produkts zugeführt werden muss. An Stelle eines Flüssiggases kann einem jeweiligen Zwischenraum 13a, 13b auch ein Gas zugeführt werden, das beispielsweise zur Inertisierung des Produkts dienen kann oder das die Förderwirkung der Schneideinrichtung 4 unterstützen kann, wenn das Produkt zum Verkleben bzw. zum Klumpen neigt, oder eine Flüssigkeit, um dem Produkt beispielsweise einen Farbstoff oder dergleichen zuzusetzen, oder Dampf, um das Produkt zu erwärmen. Entsprechend zu den beiden Zwischenräumen 13a, 13b kann dem Produkt auch in dem Einlaufgehäuse 2 ein Fluid zugeführt werden, indem an entsprechenden Vorsprüngen 16 (vgl. z.B. Fig. 1b) eine Düse 15 angebracht wird.

Ansprüche

1. Zerkleinerungsmaschine (1) zur Zerkleinerung eines Produkts, umfassend:

eine Schneideinrichtung (4) zum Zerkleinern des Produkts, die mindestens zwei Schneidsätze (4a-c) aufweist,

eine Antriebswelle (5) zum Antreiben der Schneidsätze (4a-c), sowie ein Gehäuse (3), in dem die Schneidsätze (4a-c) entlang einer Längsachse (L) der Antriebswelle (5) hintereinander angeordnet sind,

wobei das Gehäuse (3) mindestens zwei, bevorzugt mindestens drei Gehäuseteile (3a-c) aufweist, in denen jeweils mindestens einer der Schneidsätze (4a-c) aufgenommen ist, und wobei mindestens eines der Gehäuseteile (3a-c) mindestens ein Führungselement (11a, 11b) zum Zusammenwirken mit einer Linearführung, insbesondere mit einer Führungsstange (10a, 10b), zur Führung entlang der Längsachse (L) der Antriebswelle (5) aufweist.

2. Zerkleinerungsmaschine nach Anspruch 1, weiter umfassend: eine Spanneinrichtung (12) zum Verspannen der mindestens zwei Gehäuseteile (3a-c) entlang der Längsachse (L) der Antriebswelle (5).

3. Zerkleinerungsmaschine nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei welcher die Gehäuseteile (3a-c) entlang der Längsachse (L) der Antriebswelle (5) dichtend aneinander anliegen.

4. Zerkleinerungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der eines der Gehäuseteile, in denen ein Schneidsatz (4c) aufgenommen ist, ein Auslaufgehäuse (3c) zum Abführen des zerkleinerten Produkts bildet.

5. Zerkleinerungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter umfassend: ein Einlaufgehäuse (2) zum Zuführen eines zu zerkleinernden Produkts zu der Schneideinrichtung (4).

6. Zerkleinerungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der mindestens ein Schneidsatz (4a-c) eine stationäre Lochplatte (6a-c) aufweist, die zur Zerkleinerung des Produkts mit einem rotierenden Schneidkopf (7a-c) zusammenwirkt.

7. Zerkleinerungsmaschine nach Anspruch 6, bei welcher die Schneidköpfe (7a-c) von mindestens zwei Schneidsätzen (4a-c) einen unterschiedlichen Durchmesser (d1, d2, d3) aufweisen und/oder bei welcher die Lochplatten (6a-c) von mindestens zwei Schneidsätzen (4a-c) einen unterschiedlichen Durchmesser (D1, D2, D3) aufweisen.

8. Zerkleinerungsmaschine nach Anspruch 7, bei welcher die Durchmesser (d1, d2, d3) der Schneidköpfe (7a-c) und/oder die Durchmesser (D1, D2, D3) der Lochplatten (6a-c) in Förderrichtung des Produkts zunehmen.

9. Zerkleinerungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der mindestens ein Schneidsatz (4a) eine stationäre Lochplatte (14a) aufweist, die mit einer rotierenden Lochplatte (6a) zur Zerkleinerung des Produkts zusammenwirkt.

10. Zerkleinerungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher die Antriebswelle (5) entlang ihrer Längsachse (L) verschiebbar gelagert ist.

11. Zerkleinerungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welche zur Zuführung eines Fluids, insbesondere eines Flüssiggases, in mindestens einen Zwischenraum (13a, 13b) ausgebildet ist, der in einem Gehäuseteil (3a, 3b) zwischen zwei entlang der Längsachse (L) der Antriebswelle (5) benachbarten Schneidsätzen (4a, 4b; 4c, 4d) gebildet ist.

12. Zerkleinerungsmaschine nach Anspruch 11, welche mindestens eine Düse (15) zum Austritt des Fluids in den Zwischenraum (13a, 13b) aufweist, die an einem Ende eines Zuführungskanals (14) gebildet ist, der bevorzugt in einem Gehäuseteil (3a, 3b) des Gehäuses (3) verläuft.

13. Zerkleinerungsmaschine nach Anspruch 12, bei welcher die Düse (15) in einem Vorsprung (16) des Gehäuseteils (3a, 3b) gebildet ist, der in den Zwischenraum (13a, 13b) hineinragt, wobei der Vorsprung (16) bevorzugt radial in Richtung auf die Längsachse (L) der Antriebswelle (5) zuläuft.

14. Zerkleinerungsmaschine nach einem der Ansprüche 12 oder 13, bei welcher die Düse (15) in einem radialen Abstand (R) von der Längsachse (L) der Antriebswelle (5) angeordnet ist, der bei weniger als 80 %, bevorzugt bei weniger als 60%, besonders bevorzugt bei weniger als 40% eines maximalen Radius (R_M) des Zwischenraums (13a, 13b) in dem Gehäuseteil (3a, 3b) liegt.

Zeichnung