DEVICE FOR GRINDING, GRANULAR AND/OR FIBROUS MATERIAL

Abstract: 1. Device for grinding granular, lumpy and/or fibrous material, comprising at least one feeding element (1) which supplies the material to he crushed to a rotor (4; 32) disposed in a housing, said rotor carrying crushing tools (5) in the form of tooth-shaped tools or tools provided with cutting edges, both arranged at an inclination relative to the rotor axis (4') and cooperating with edges disposed on the inside of said rotor housing (2), as well as comprising at least one discharge element, characterized in that said edges (6; 51, 52; 53; 57; 68, 87; 111, 118) are so disposed that they constitute treatment paths along which the material is conveyed, due to the inclination of said crushing tools, from said feeding element (1) to said discharge element (3, 8; 31, 115 - 117; 125) while being crushed by the tools cooperating with said edges.

Description: Vorrichtung zum Zerkleinern von körnigem und/oder faserigem Gut Beschreibung Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Zerkleinern von körnigem und/oder faserigem Gut. Derartige Vorrichtungen werden zum Aufbereiten und Zerkleinern von biologischem Gut, wie Holzknüppeln, Stengeln, Halmen oder Zweigen sowie Baumrinden, aber auch zum Zerkleinern von Hausmüll und/oder Kunststoffabfällen eingesetzt. Die Zerkleinerung des Guts soll in der Regel entweder eine sogenannte Brikettierung oder ein schnelleres Verrotten auf Müllhalden etc. ermöglichen. Eine Vorrichtung gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ist aus der DE-OS 33 24 467 bekannt. Bei dieser Vorrichtung wird das zu zerkleinernde Gut mittels einer Zufuhrschnecke einem Rotor zugeführt, der als Hammermühle ausgebildet ist. In einer nachfolgenden Stufe wird mittels Quetsch-, Zerfaserungs- oder Mahlwerkzeugen das in der Hammermühle zerkleinerte Gut nochmals weiter zerkleinert. Das feinst-zerkleinerte Gut kann dann beispielsweise über ein Wurfgebläse, das als Ausschuborgan dient, ausgeworfen werden. Es hat sich jedoch herausgestellt, dass die bekannte Vorrichtung gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 beispielsweise zum Abfräsen von Strohballen etc. nicht geeignet ist, da das Stroh büschelweise eingezogen und so nicht verkleinert wird. Ferner ist die bekannte Vorrichtung zum Zerkleinern von Holz-Knüppeln oder anderen harten Gegenständen nur bedingt geeignet. Letztlich benötigt die bekannte Vorrichtung in jedem Falle ein "aktives" Zufuhrorgan, beispielsweise eine Zufuhrschnecke, um das zu zerkleinernde Gut dem Rotor zuzuführen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 derart weiterzubilden, dass das zu zerkleinernde Gut sicher in die Zerkleinerungsvorrichtung eingezogen und dort auf die gewünschte Grösse zerkleinert wird. Eine erfindungsgemässe Lösung dieser Aufgabe ist mit ihren Weiterbildungen in den Ansprüchen gekennzeichnet. Gemäss Anspruch 1 wird eine an sich bekannte spanende Zerkleinerung zu feinen Spänen und gröberen Teilen mit einer Nachzerkleinerung überlagert: dies wird dadurch erreicht, dass die Zerkleinerungswerkzeuge des Rotors aus feinzahnigen, taumelnd angeordneten Werkzeugen bzw. feinzahnigen Schneidleisten bestehen, und auf der Innenseite des Rotorgehäuses Leisten vorgesehen sind, die eine Führung und ein zusätzliches Schneiden bzw. Zerkleinern des zu zerkleinernden Guts bewirken. Hierdurch wird erreicht, dass das zu zerkleinernde Gut so lange der Einwirkung der rotierenden Werkzeuge in Verbindung mit den Leisten, die als Gegenschneide wirken, unterliegt, bis es - in Abhängigkeit von dem durch die Leistenanordnung vorgegebenen Aufbereitungspfad - die gewünschte Grösse erreicht hat. Durch die Feinzahnung der taumelnd rotierenden Werkzeuge wird der Leistungsbedarf der Vorrichtung relativ niedrig gehalten, da durch den hohen örtlichen Druck der Zähne ein hoher Wirkungsgrad erreicht wird. In den Ansprüchen 2 bis 7 sind mögliche Ausführungsformen für die feinzahnigen Zerkleinerungswerkzeuge angegeben. Je nach zu zerkleinerndem Material kann für eine erfindungsge mässe Zerkleinerungsvorrichtung die jeweils am besten geeignete Ausführung gewählt werden. Dabei hat die Vorrichtung gemäss Anspruch 4 insbesondere den Vorteil, dass durch die pendelnde Aufhängung der Zerkleinerungswerkzeuge diese beim Auftreffen auf Fremdkörper, wie Steine etc. nicht beschädigt werden. Die einziehende Wirkung der Feinzahn-Profilierung wird durch taumelnd angeordnete Sägescheiben verstärkt, die zur Drehachse exzentrisch angeordnet sind. Damit wirkt sowohl auf das von oben eingeführte Material als auch auf schräg von oben eingesteckte Stengel oder Hölzer eine einziehende Kraftkomponente, die zu einem selbsttätigen gleichmässigen Einzug führt (Anspruch 5). Bei einer erfindungsgemässen Weiterbildung bestehen die Zerkleinerungswerkzeuge aus Zahnreihen, die auf einem trommeloder kegelstromförmigen Rotor aufgesetzt sind. Diese Anordnung hat den Vorteil, einer hohen mechanischen Stabilität, so dass die erfindungsgemässe Zerkleinerungsvorrichtung auch zum Zerkleinern von harten Gegenständen eingesetzt werden kann. Bei der in Anspruch 8 gekennzeichneten Weiterbildung sind zwischen den Sägeblättern oder Sägescheiben Stützscheiben angeordnet, die von den Sägeblättern bzw. Sägescheiben um zahntiefe überragt werden. Diese Anordnung hat insbesondere beim Abfräsen von Strohballen etc. den Vorteil, dass die Stützscheiben ein Einziehen des abgefrästen Strohs verhindern. Damit wird bei geringem Leistungsbedarf ein gleichmä ssiger Schnitt sicher gestellt. Durch die Ausbildung der Stützscheiben als Distanzscheiben wird die Stabilität der Vorrichtung weiter erhöht. Durch die erfindungsgemässe Ausbildung der Zerkleinerungsvorrichtung wird das zu zerkleinernde Gut einer mehrfachen Einwirkung der Zerkleinerungswerkzeuge bzw. der Leisten auf der Innenwand des Rotorgehäuses ausgesetzt. Dabei lässt sich insbesondere dadurch erreichen, dass vor dem Ausschuborgan ein Loch- oder Streifensieb angeordnet wird, das nur zerkleinertes Gut, dessen Grösse eine bestimmte Grösse nicht überschreitet, ausgestossen wird (Anspruch 10). Bei einer Weiterbildung dieses erfindungsgemässen Gedankens sind längs des Aufbereitungspfads Loch- oder Streifensiebe mit unterschiedlichen Öffnungen angeordnet. Dabei sind zu Beginn des Aufbereitungspfades die Öffnungen mit kleinster Grösse und am Ende die Öffnungen mit grösster Grösse vorgesehen. Hierdurch wird nicht nur erreicht, dass bereits zu Beginn sehr stark zerkleinertes Gut nicht noch durch den gesamten Aufbereitungspfad "mitgeschleppt" werden muss und damit der Leistungsbedarf der Vorrichtung erhöht wird, es ergibt sich darüber hinaus auch die Möglichkeit, das zerkleinerte Gut in mehreren Fraktionen mit unterschiedlicher Grösse zu erhalten. Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben in der zeigen: Fig. 1 und 2 einen Querschnitt und einen Längsschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung, Fig. 3 und 4 einen Querschnitt und einen Längsschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel, Fig. 5 und 6 Einzelheiten aus Fig. 3 und 4, Fig. 7 und 8 Beispiele für Leistenanordnungen, Fig. 9 ein weiteres Ausführungsbeispiel, Fig. 10 und 11 ein Ausführungsbeispiel mit zweistufiger Zer kleinerung, Fig. 12 die zu diesem Ausführungsbeispiel gehörige Leisten anordnung, Fig. 13 bis 16 Modifikationen des zweiten Ausführungsbei spiels, Fig. 18 bis 24 erfindungsgemässe Rotoren, Fig. 25 bis 34 Ausführungsbeispiele für kombinierte Zerklei nerungsvorrichtungen. In den im folgenden beschriebenen Figuren sind gleiche Teile immer mit den selben Bezugszeichen versehen. Deshalb wird bei der Vorstellung der einzelnen Figuren auf eine erneute Beschreibung bereits beschriebener Teile verzichtet. Die Figuren 1 und 2 zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die erfindungsgemässe Vorrichtung zum Zerkleinern von körnigem und/oder faserigem Gut weist ein Gehäuse auf, das aus drei Teilen, nämlich einem Einführschacht 1 für das zu zerkleinernde Gut, einem Rotorgehäuse 2 und einem Förderorgan-Gehäuse 3 besteht. Im dem Gehäuse 2 befindet sich ein Rotor 4, der beispielsweise über eine nicht näher dargestellte Zapfwelle von einem Motor angetrieben wird. Natürlich ist es aber auch möglich, den Rotor 4 mittels eines Motors, beispielsweise eines Verbrennungsmotors oder eines Elektromotors direkt anzutreiben. Auf dem Rotor 4 sind ¯taumelnd" zur Rotorachse 4' Sägescheiben 5 angeordnet. Mit taumelnd" ist gemeint, dass die Sägescheiben 5 nicht senkrecht auf der Achse 4' des Rotors 4 stehen. An der Innenwand des Rotorgehäuses 4 befinden sich Leisten 6 die eine Leit- und Zerkleinerungsfunktion haben und weiter unten noch im einzelnen beschrieben werden. Der Einführschacht 1 verläuft etwa tangential zum Rotor 4 von oben nach unten und ist so ausgebildet, dass das zu zerkleinernde körnige und/oder faserige Gut, wie Knüppel, Stengel, Halme oder Zweige in ihn eingeworfen oder mittels eines Förderbandes eingeleitet werden kann. Im Innenraum des Förderorgan-Gehäuses 3, der über Sieblöcher 7 mit dem Innenraum des Rotorgehäuses 2 verbunden ist, befindet sich eine Pressschnecke 8, die das in die Schnecke einfallende Material zu einem Brikettstrang 9 verdichtet und den Brikettstrang ausschiebt. Die Welle 10 der Pressschnecke 8 reicht dabei über das Ende der eigentlichen Pressschnecke 8 hinaus, so dass in dem ausgestossenem Brikettstrang eine Röhre verbleibt, die die Nachtrocknung oder Verfeuerung begünstigt. Ferner weist das Gehäuse 3 vier Leitungsstutzen 12, 13, 14 und 15 auf. Durch den Leitungsstutzen 12 kann warme Luft oder Gas (Pfeil 16) eintreten, die das zerspante Gut nachtrocknen. Diese Gase können im Querstrom durch den Stutzen 13 oder durch den Einführschacht 1 wieder austreten. Durch die Stutzen 14 und 15 können ein oder mehrere Zuschlagstoffe eingeführt werden, wie dies beim Verdichten oder Brikettieren bekannt ist: Beispielsweise kann bei der Herstellung von zur Verfütterung bestimmten Briketts Ammoniumlactat und von zum Verbrennen bestimmten Briketts Kalk zugegeben werden. Die erfindungsgemässe Vorrichtung zum Zerkleinern von körnigem und/oder faserigem Gut arbeitet wie folgt: Das zu zerkleinernde Gut wird in den Einführschacht 1 eingeführt. Da der Schacht 1 etwa tangential zum Rotor von oben nach unten verläuft, wird das Gut von den Zähnen der Sägescheiben 5 eingezogen, wobei die Eigenmasse des Guts diesen Vorgang einleitet und unterstützt. Da aufgrund der taumelnden Anordnung der Sägescheiben 5 diese den gesamten Querschnitt des Einführschachts 1 überstreichen, wird ein Aufteilen oder Absägen des eingeführten Materials, wie dies bei einer parallelen Scheibenanordnung der Fall wäre, verhindert. Durch die auf der Innenwand des Rotorgehäuses 3 angeordneten Leisten 6 werden auch quer eingeführte Knüppel und Zweige, die zunächst nur teilweise zerkleinert in den Spalt zwischen den Sägescheiben 5 und die Gehäuseinnenwand gelangen, nachzerkleinert, da sie an den Leisten 6 einen Widerstand finden. Die Grösse der Sieblöcher 7 bestimmt dabei den Feinheitsgrad der Nachzerkleinerung. Die Sägespäne und das nachzerkleinerte Gut fallen durch die Löcher 7 in den Innenraum des Förderorgan-Gehäuses 3 und werden - wie bereits ausgeführt - von der Pressschnecke 8 zu einem Brikettstrang 9 verdichtet. Das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel der Erfindung ist insbesondere dann uneingeschränkt geeignet, wenn Holz- und sonstige biologische Abfälle feinst zerkleinert und über ein Lochsieb entnommen werden sollen. Es hat sich jedoch herausgestellt, dass das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel der Erfindung beispielsweise zum Abfräsen von Halmgutballen nicht uneingeschränkt geeig net ist. Beim Abfräsen von Halmgutballen mit feinverzahnten Werkzeugen wird - wie erfindungsgemäss erkannt worden ist - das Halmgut stossweise abgenommen und damit ungleichmässig zerkleinert. Die Figuren 3 und 4 zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung, das insbesondere zum Abfräsen zum Halmgut geeignet ist, dessen Anwendung aber natürlich nicht hierauf beschränkt ist. Gegenüber dem in den Figuren 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiel weist das zweite Ausführungsbeispiel folgende Änderungen auf: Anders als beim ersten Ausführungsbeispiel trägt der Rotor 4 eine Vielzahl von kleinen, pendelnd aufgehängten Sägeblättern 5' oder feingezahnten Leisten, die ebenfalls taumelnd angeordnet sind, d.h. die Sägeblätter 5' bzw. die Messerleisten stehen nicht senkrecht auf der Achse 4' des Rotors 4. Fig. 5 zeigt vergrössert ein derartiges Sägeblatt 5'. Zwischen den Sägeblättern 5' sind am Rotor 4 Scheiben 21 befestigt, die auf der Achse 4' des Rotors senkrecht stehen, und die die einzelnen Sägeblätter trennen und von diesen um Zahntiefe s überragt werden. An den Scheiben 21 sind Messer 22 angebracht, die den Halmgutballen einschlitzen, damit die Sägeblätter 5' das Halmgut leichter in gleichmässigen Streifen abnehmen können. Ferner ist ein zustellbarer Keil 23 vorgesehen, der als Gegenschneide zu den gezahnten Werkzeugen, d.h. den Sägeblättern wirkt. Um Beschädigungen der erfindungsgemässen Vorrichtung durch Fremdkörper etc. zu vermeiden, ist der Teil 24 des Gehäuses 2, auf dem die Leisten 6 angebracht sind, mittels eines Scharniers ?5 an dem Gehäuse 2 angelenkt und durch eine Feder 26 abgestützt, so dass er beim Durchlaufen von Fremdkörpern ausweichen kann. Darüberhinaus wird das zerkleinerte Gut bei diesem Ausführungsbeispiel nicht mittels einer Pressschnecke verdichtet und zur nächsten Verarbeitungsstation befördert; vielmehr sind bei dem zweiten Ausführungsbeispiel ein mit einer Klappe 20 verschliessbarer Auswurfkanal 3' sowie eine nicht näher dargestellte seitliche Ausschuböffnung im Rotorgehäuse 2 vorgesehen, durch die das zerkleinerte Gut austritt, wenn der Auswurfkanal 3' mittels der Klappe 20 geschlossen ist (Stellung 20'). Da die Sägeblätter 5' die Scheiben 21 nur um Zahntiefe s überragen, können die Sägeblätter nur maximal eine Schichtdicke des Halmgutes entsprechend der Zahntiefe abnehmen. Auf Grund der taumelnden Anordnung der Sägeblätter 5' entspricht ihre Arbeitsbreite der Projektion in Drehrichtung des die Scheiben 21 überragenden Bogens des Blattes. Hierdurch und durch die V-förmig versetzt angeordneten Leisten 6 (Fig. 6) wird ein oszillierender Aufbereitungspfad 27 erzwungen, der zu einer gleichmässigen Zerkleinerung des Halmguts führt. Wenn der Auswurf des Materials zur Seite hin erfolgen soll, kann eine schraubenförmige Belegung der Innenwand des Gehäuses 2 mit gegeneinander versetzten Leisten vorgesehen werden, die einen axialen Guttransport bewirkt. Das zerkleinerte Gut tritt dann durch eine nicht dargestellte seitliche Öffnung des Gehäuses aus. Die Fig. 7 und 8 zeigen eine derartige schraubenförmige Bewegung der (abgewickelt dargestellten) Innenwand des Ro torgehäuses 2 mit Leisten 6', 6" bzw. 6"'. Die Leisten 6' weisen dabei einen schneckenförmigen Verlauf auf, so dass sich durch die Drehung des Rotors eine axiale Komponente der Förderung ergibt. Fig. 7 zeigt eine Ausführungsform, bei der zusätzlich zu den schraubenförmig verlaufenden Leisten 6' achsparallel Leisten 6" aufgesetzt sind. Bei der in Fig. 8 dargestellten Ausführungsform lassen die Leisten 6"' in der durch einen Pfeil 16 gekennzeichneten Flussrichtung des Guts einen Spalt 18 zur folgenden Leiste 6' frei; zudem sind die Leisten 6"' zur Achsparallelen geneigt, so dass das Material abfliessen kann und bei faseriger Beschaffenheit keine Verstopfungen auftreten können. Unabhängig davon, ob die Leisten einen schrauben- bzw. schneckenförmigen oder einen oszillierenden Aufbereitungspfad bilden, können die Leisten in gleicher Weise wie die Werkzeuge des Rotors als Schneid-, Reiss-, Quetsch- oder Mahlleisten ausgebildet sein. Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Werkzeuge zu Beginn des Aufbereitungspfades mehr schneidend oder reissend und zum Ende hin mehr reibend oder mahlend arbeiten, da hierdurch faseriges Gut zunächst zerkleinert und das zerkleinerte Gut anschliessend auf die gewünschte Grösse gebracht wird. Durch die Belegung der Innenwand des Rotorgehäuses 2 mit Leisten, die eine Führ- und Zerkleinerungsfunktion haben, stehen die verschiedensten Variationsmöglichkeiten offen: das zu zerkleinernde Gut kann nicht nur auf einem Kreissegment-Weg geführt und auf diesem Weg zerkleinert werden, vielmehr kann es auch auf einem schraubenförmigen Weg geführt werden, auf dem es verschiedene Zerkleinerungsstufen durchläuft. Ferner ist es möglich, das zu zerkleinernde Gut auf mehreren kreisförmigen Bahnen zu führen, wobei das Gut nur von einer Bahn zur nächsten übertreten kann, wenn es bestimmte Bedingungen beispielsweise hinsichtlich der Grösse erfüllt. Beispiele hierfür werden im folgenden in Verbindung mit den Figuren 9 f. besprochen. Figur 9a zeigt schematisch eine Zerkleinerungsvorrichtung, die wiederum als Zufuhrorgan einen Einwurfschacht 1, einen Rotor 4 mit einem Rotorgehäuse 2 sowie als Ausschuborgan einen Auswurf 3 ausweist. Die Innenwand des Rotorgehäuses 2 ist mit Leisten belegt, die zur Führung des zu zerkleinernden Materials sowie als "Gegenschneide" für die Zerkleinerungswerkzeuge des Rotors 4 dienen. (Bei dem in Figur 9a nur schematisch dargestellten Rotor sind exemplarisch pendelnd aufgehängte Zerkleinerungswerkzeuge angedeutet; natürlich kann als Rotor jede der vorstehend und nachstehend beschriebenen Ausführungen verwendet werden.) In den Figuren 9b bis 9d sind Beispiele für die Führungsund Schneidleisten 6 auf der Innenwand des Rotorgehäuses dargestellt. Figur 9b zeigt eine mögliche Belegung der Innenwand des Rotorgehäuses 2. Der Abschnitt a ist mit pfeilförmigen Leisten 51 belegt, der Abschnitt b mit pfeilförmig angeordneten Zähnen 52, deren Profiltiefe geringer als die der Leisten 51 ist. Das durch die Öffnung zwischen Einwurfschacht 1 und Rotorgehäuse 2 eintretende Material wird im Bereich a grob und im Bereich b fein zerkleinert. Im Bereich c, der keine Leisten aufweist, wird das Gut von den Werkzeugen des Rotors 4 stark beschleunigt und ausgeworfen. Würde nämlich die Profilierung 52 bis zur Auswurföffnung reichen, wäre die Auswurfgeschwindigkeit in vielen Fällen zu gering. Figur 9c zeigt ein anderes Muster einer gestuften Profilierung. Die grob geneigten Leisten 53 bringen das Gut in Flussrichtung gesehen nach rechts (d.h. in Figur 9c nach oben), während die feinen Zahnleisten 54 das Gut nach links und anschliessend wieder zur Mitte bringen. An den seitlichen Gehäusewänden sind glatte Kanäle 55 vorgesehen, so dass sich ein radialer Fluss des zu zerkleinernden Gutes einstellt. Im Abschnitt c wird das Gut auf Umfangsgeschwindigkeit beschleunigt und ausgeworfen. Die in Figur 9c gezeigte Leistenanordnung führt zu einer stärker oszillierenden Bewegung des zu zerkleinernden Guts und damit zu einem insgesamt längeren Aufbereitungspfad. Figur 9d zeigt eine weitere mögliche Leistenanordnung, bei der ebenfalls die Amplitude der Oszillationsbewegung des Guts auf dem mittleren Aufbereitunspfad grösser als bei der in Figur 9b dargestellten Leistenanordnung ist. Jeweils zwei Leisten 56 und 57 sind V-förmig überlappend mit einem Abstand a zueinander angeordnet. In den Figuren 9b bis 9d sind Ausführungsbeispiele dargestellt, bei denen die Profilierung der Leistenanordnung in Flussrichtung stufig abnimmt. Natürlich kann die Profiltiefe auch stetig abnehmen, was insbesondere dann fertigungstechnisch leicht möglich ist, wenn ein Gussgehäuse verwendet wird. Die Figuren 10 bis 12 zeigen ein Beispiel für eine erfindungsgemässe Zerkleinerungsvorrichtung mit zwei im Mittel kreisförmigen Aufbereitungspfaden, wobei das zu zerkleinernde Gut von einem ersten Pfad 61 auf einen zweiten Pfad 62 durch schräg gestellte Leisten 68 überführt wird (Figur 12a und 12b). Die Zerkleinerungsvorrichtung besteht wiederum aus einem Einfüllschacht 1, einem Rotorgehäuse 2 mit einem Rotor 4 und einem nicht näher dargestellten Ausschuborgan. Der Rotor 4 wird von einem Motor 73 angetrieben und trägt pendelnd aufgehängte Zerkleinerungswerkzeuge 76 und 77, zwischen denen am Rotor 4 eine mit dem Rotor umlaufende Scheibe 78 befestigt ist. Die Innenwand des Rotorgehäuses 2 weist gegenüber der Scheibe 78 einen Steg 80 auf. Das insbesondere im Bereich des Einfüllschachts 1 unter der Schlag- und Schneidwirkung der Werkzeuge 76 auch seitlich abprallende Gut wird durch die Trennscheibe 78 und den Steg 80 abgefangen, so dass kein ungenügend zerkleinertes Material in den Bereich der Werkzeuge 77 geworfen wird. Wie in Figur 10 dargestellt, trägt der Rotor 4 in den Bereichen zwischen den Werkzeugen 76 und 77 geschlossene Kör-per 79 und 79: Gemeinsam mit Prallflächen 84 und 84' reflektieren die geschlossenen Körper die von den Werkzeugen 16 und 17 gegen diese geworfenes Gut. Weiter reflektieren sie gemeinsam mit den kreisförmigen Segmenten 85 und 85' das von den Leisten 75 beziehungsweise der Profilierung nach innen abprallende Gut. Zwischen den kreisförmigen Segmenten 85 und 85' befindet sich ein Spalt s, durch den nicht zerkleinerungsfähige Fremdkörper ausgetragen werden können. Wie die Figuren 12a und 12b im einzelnen zeigen, wird das Gut im Mittel den Pfaden 21 und 22 in Pfeilrichtung folgen. Die Profilierung der einzelnen Leisten ist gestuft ausgeführt, wobei der Belegung mit groben Leisten 68 eine Belegung mit feineren Leisten folgt. Der Belegung mit feinen Leisten 69 schliesst sich, damit das Gut durch eine seitliche Öffnung austreten kann, eine nach aussen weisende Leistenprofilierung 87 an. Dabei sind die Leisten 68 so gestaltet, dass sie - wie bereits gesagt - das Gut vom Pfad 61 in den Pfad 62 überleiten. Die in Verbindung mit den Figuren 10 bis 12 beschriebene Zerkleinerungsvorrichtung kann beispielsweise zum Zerkleinern von Maiskörner-Spindelgemisch verwendet werden. Durch die in Achsialrichtung beabstandeten jeweils in etwa kreisförmigen Aufbereitungspfade 21 und 22 wird erreicht, dass bei der Zerkleinerung von Maiskörner-Spindelgemisch mehr als 80 % des Guts unter 2 mm Partikelgrösse liegt. Die Ursache für dieses mit bekannten Zerkleinerungsvorrichtungen nicht oder nur mit mehreren Zerkleinerungsvorgängen erzielbare Ergebnis ist der definierte Aufbereitungspfad, der durch die erfindungsgemässe Leistenbelegung erzielt wird. Dabei verhindern die bei der erfindungsgemässen Vorrichtung vorgesehenen Trennleisten bzw. -scheiben das Übertreten von ungenügend zerkleinertem Gut zwischen zwei Aufbereitungspfaden. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemässen vorgesehenen Leistenbelegung ist, dass der Aufbereitungspfad gerade so land" gewählt werden kann, dass das gewünschte Zerkleinerungsergebnis ohne zu grossen Zeitaufwand und ohne unnötigen Energieverbrauch erzielt wird. Die erfindungsgemäss ausgebildeten Zerkleinerungswerkzeuge, d.h. die erfindungsgemäss vorgesehene Kombination der Werkzeuge des Rotors mit den auf der Innenwand des Rotorgehäuses vorgesehenen Leisten, erlauben eine Gestaltung der Zuführorgane für das zu zerkleinernde Gut sowie der Ausschuborgane, die dem jeweiligen zu zerkleinernden Material und der gewünschten Materialgrösse sowie konstruktiven Gegebenheiten angepasst ist. Zur exemplarischen Erläuterung sollen im folgenden verschiedene derartige Ausführungsformen besprochen werden. Die Fig. 13 bis 17 zeigen Modifikationen des in Verbindung mit den Fig. 3 bis 6 erläuterten zweiten Ausführungsbeispiels. Fig. 13 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Stützscheiben durch einen Rechen 9' ersetzt oder ergänzt sind. Bei der in Figur 14 dargestellten Modifikation sind zur Zerkleinerung von Rundballen 28 im Einführschacht 1 Rollen 29 angeordnet. Durch die Schnittkräfte der gezahnten Werkzeuge wird der Rundballen in Drehung versetzt und in Schichten entsprechend der Zahntiefe am Umfang abgefräst. Das Mitnehmen und damit das Drehen des Rundballens 28, der auf den rotierenden Scheiben 21 aufliegt, wird durch Zacken 30 am Umfang der Scheiben 21 verstärkt. Die Drehung des Rundballens bewirkt, dass dieser mit geringerer Gewichtskraft auf den Rollen 29 aufliegt und sich leichter dreht. Durch die Drehung des Rundballens 28 wird ein gleichmässigeres Abfräsen und damit ein gleichmässigeres Zerkleinerungsergebnis als bei ungedrehtem Material erzielt. Bei der in den Figuren 15 und 16 gezeigten Modifikation ist der Auswurfkanal 3" auf die übliche Gebläserohrweite zusammengezogen. Über eine nicht dargestellte, sich anschliessende Rohrleitung kann das zerkleinerte Gut beispielsweise zu einem Silo gefördert werden. Figur 17 zeigt eine weitere Möglichkeit, das zerkleinerte Gut auszubringen. Das zerkleinerte Gut tritt durch eine Öffnung 20sol im Boden des Rotorgehäuses 2 in eine Rohrleitung 31 aus, wobei mit bekannten Mitteln, beispielsweise mittels einer Injektorschleuse das Einsaugen und der Weitertransport des Guts bewirkt wird. Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen sind von Scheiben 21 getrennte kleine taumelnde Sägeblätter 5' verwendet worden. An Stelle von kleinen Sägeblättern 5' können natürlich auch grosse Sägescheiben wie bei dem in Verbindung mit den Figuren 1 und 2 beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel verwendet werden. Ferner ist es möglich, eine in Figur 18 dargestellte Trommel 32 mit aufgesetzten Zähnen 33 zu verwenden. Die einzelnen Zahnreihen verlaufen dabei wieder "taumelnd", d.h. sie schliessen mit der Rotorachse 4' einem Winkel < > 900 ein. Die Trommeloberfläche zwischen den Zähen 33 sützt dabei in ähnlicher Weise wie die Scheiben 21 das zu zerkleinernde Gut ab. Die in Figur 18 gezeigte Trommel mit aufgesetzten Zähnen ist insbesondere dann zu bevorzugen, wenn das zu zerkleinernde Gut aus vergleichsweise grossen Gehölzen etc. besteht, da die mechanische Festigkeit einer als Trommel ausgeführten Zerspanungseinrichtung grösser als von einzelnen Sägeblättern mit dazwischen angeordneten Stützscheiben ist. In den Figuren 19 und 20 ist eine weitere Möglichkeit dargestellt, die mechanische Festigkeit der Zerspanungseinrichtung einer erfindungsgemässen Zerkleinerungsvorrichtung zu erhöhen und damit die erfindungsgemä.sse Vorrichtung auch zum Zerkleinern von vergleichweise grossen Gehölzen verwendbar zu machen. Auf dem Rotor 4 sind taumelnd Sägescheiben 5 angeordnet, zwischen denen sich Distanzscheiben 34 befinden, die von den Sägescheiben 5 um Zahntiefe s überragt werden. Ferner ist im Einführschacht eine Zwangsführung 35 vorgesehen, mittels der erreicht wird, dass die Gehölze nur senkrecht eingeworfen werden können. Der bereits bei den vorher beschriebenen Ausführungsbeispielen verwendete verstellbare Keil 23 kann wiederum zum Einstellen des Feinheitsgrads der Zerspanung und zum Einstellen der Intensität des Einziehens der zu zerkleinernden Stange verwendet werden. Die in den Figuren 19 und 20 dargestellte Lösung hat gegen über der in Fig. 18 gezeigten Trommel 32 den Vorteil, dass bei Beschädigung einzelner Zähne nur die jeweiligen Sägescheiben 5, nicht jedoch die ganze Trommel 32 ausgetauscht werden muss. Die Figuren 21 bis 24 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel für einen erfindungsgemässen Rotor. Dieser Rotor ist ähnlich aufgebaut wie der in den Figuren 19 und 20 gezeigte. Durch die besondere Anordnung der Sägescheiben wird jedoch ein besonders gleichmässiger Einzug des Materials erreicht. Der Rotor mit vertikaler Achse 4' weist zwei Sägescheiben 5'und 5" auf, die unterschiedlich zur Achse geneigt und exzentrisch angeordnet sind. Bei einer Drehung im Uhrzeigersinn ist die Scheibe 5' mit der Exzentrizität el nach vorne und die Scheibe 5" mit der Exzentrizität e2 nach hinten versetzt. Die Leisten 6 sind so beschaffen, dass sie das Gut dem Rotor gegenüber festhalten. Hierdurch wird das zwischen Gehäusewand 2 und Rotor 4 befindliche Material nach unten einziehend abgefräst. Das Gehäuse trägt seitlich einen schräg angesetzten Zuführkanal 1' für Gehölze mit einer Dicke von bis zu etwa 8cm. Auch diese Hölzer werden aufgrund der Anstellung der Scheiben selbsttätig eingezogen. (Anstelle der dargestellten Sägescheiben kann der Rotor auch entsprechend angestellte Feinverzahnungen tragen. Die Figuren 23 und 24 zeigen eine Modifikation der in den Figuren 21 und 22 dargestellten Ausführung mit kegeligem Grundkörper 4. Diese Ausführung ist insbesondere für dicke Gehölze etc. geeignet. Der Kragen s verhindert ein Aufstützen des Guts auf dem Gehäuseboden. Im folgenden sollen zur weiteren Erläuterung der Erfindung verschiedene erfindungsgemässe Merkmale anhand der Figuren 25 folgende kurz beschrieben werden: Das Gut 101 wird mit einem Walzenpaar 102 und 103 der Schneidtrommel 4 zugeführt (Fig. 25 und 26). Die Messer 105 schneiden das auf der Gegenschneide liegende Gut in kurzen L####an ab ab. v Messer 105 und die Reibleisten 106 fördern das geschnittene Material in Drehrichtung auf dem Gehäusemantel 2, der mit Leisten 6 (Fig. 27) belegt ist. Die Leisten 6 stehen pfeilförmig zueinander, wobei sie sich, in Drehrichtung gesehen, etwas überlappen. Das Gut fliesst von einer Seite zur nächsten. Im Zusammenwirken der Messer 105 und Reibleisten 106 der Trommel 4 mit den Leisten 6 wird das geschnittene Gut weiter zerkleinert. Neben der Messertrommel 4 ist auf gleicher Welle ein Rotor 4' mit Flügeln 110 angeordnet, der mit einem Gehäuse 2', vorzugsweise gleichen Durchmessers umgeben ist. Die Innenseite des Mantels 2' ist mit Leisten 6' belegt, die ebenfalls pfeilförmig zueinander stehen. Der Aufbereitungspfad auf dem Gehäusemantel 2' verläuft zunächst kreisförmig. In der Sektion d (Fig. 25 und 27) wird das Gut durch geneigt liegende Leisten 118 zur Seite auf den Mantel 2' überführt. Die Leisten 111 sind feiner gehalten und weisen eine geringere Tiefe auf, so dass das Gut fein zerkleinert wird. Statt der beschriebenen gestuften Zerkleinerung lässt sich auch eine stetig zunehmende Feinzerkleinerung dadurch vornehmen, dass die Leistenbelegung, bzw. die Profilierungen auf den Mantelbereichen 6, 6' mit zunehmender Pfadlänge stetig feiner und auch die Profiltiefe stetig geringer wird. Im Schnittbereich und den Abschnitten a und b (Fig. 3) ist die grobe Leistenprofilierung 6 von der daneben liegenden feinen Leistenprofilierung 11 durch das Leistensegment 119 getrennt. Auf diese Weise wird verhindert, dass zerkleiriertes Gut vom Mantelbereich 2 in den Mantelbereich 2' seitlich überspringt. Damit das Gut eine genügende Abwurfgeschwindigkeit erhält, bleibt der Bereich e vor der Auswurföffnung f (Fig. 27) von der Leistenbelegung frei. Auf der glatten Mantelfläche des Bereichs e wird das Material in das Auswurfrohr 117 abge schleudert. Bei breiter Schneidtrommel 112 können beidseitig Aufbereitungsrotoren 113 und 114 angeordnet werden (Figur 28). Durch eine Leistenbelegung entsprechend Figur 29 wird das Material durch die geneigten Leisten 118 nach beiden Seiten geleitet, aufbereitet und abgeworfen. Die beidseitigen Auswurfstützen 115, 116 vereinigen sich zum Auswurfrohr 117. Die Figuren 30f zeigen eine kombinierte Zerkleinerungsund Presseinrichtung für Gehölze und pflanzliche Stoffe. Die Welle 4' trägt eine Messertrommel 121, den Rotor 4 mit pendelnd aufgehängten Schneid- und Reisswerkzeugen und eine Schneckenpresse 125. Der Mantel 2 umgibt diese Organe. Gehölze werden der Messertrommel durch den Kanal 127, feineres Gut dem Rotor 4 durch den Kanal 128 zugeführt. Die Innenseite des Mantels ist wiederum mit Leisten 6 und 6' belegt. Die pfeilförmige Anordnung der Leisten bewirkt im Zusammenwirken mit den rotierenden Werkzeugen einen axialen Gguttransport. Die pfeilförmige Leistenanordnung nach Fig.31 bleibt im Bereich I des Sektors C-A wandparallel; im Sektor A-B führen die Leisten 6 das Material axial in den Bereich des Rotors 4. Die eingeführten Zweige, Laub oder Gras werden an der Eintrittskante C zerschlagen und im Sektor C-D, der mit Leisten belegt ist, nachzerkleinert. Eine weitere Nachzerkleinerung erfährt in diesem Sektor auch das aus dem Bereich I eingetretene Gut. Bei geöffneter Auswurfklappe 131 wird das nachzerkleinerte Material im Sektor D-A des Bereichs 131 wieder ausgeworfen und bei geschlossenener Klappe der Presse 125 zugeführt. Der mit Schneckengängen 132 und einer Gewindeproflierung 133 versehene rotierende Presskörper 134 fördert das Gut in den Presskanla 135. Feines und genügend trockenes Material wird zu haltbaren Briketts verdichtet, grünes Gras abgepresst,wobei der Saft durch Lochungen 137 austreten kann. Durch die Reibungswärem der Schnecke findet eines Nachtrokknung statt, so dass bei hoher Schneckendrehzahl ein trockenes Brikett austritt. Der Dampf entweicht durch die im Brikettstrang hinterlassene Röhre 136 und durch die Lochungen 137. Für kleinere Schneckendrehzahlen werden die Messertrommel und der Rotor über eine Hohlwelle und die Schnecke durch eine durch diese führende Vollwelle angetrieben. Diese Anordnung hat den zusätzlichen vorteil, dass zwischen der zweiten Zerkleinerungseinrichtung und der Schneckenpresse ein Steg 140 eingezogen werden kann. Damit wird eine aufwendige fliegende Lagerung der Schneckenpresse vermieden. Vorstehend ist die Erfindung exemplarisch beschrieben worden Selbstverständlich sind innerhalb des allgemeinen Erfindungsgedankens die verschiedensten Modifikationen möglich. So ist es natürlich immer möglich, Lochsiebe etc an geeigneten Stellen einzubauen. Ferner können die verschiedenen beschriebenen Gedanken nahezu beliebig kombiniert werden und so dem jeweiligen Einsatzfall angepasst werden. Vor allem ist es immer möglich, Zerkleinerungsvorrichtungen für gröberes und feineres Gut zu kombinieren, eine Vor-verkleinerung einzuführen etc.

Claims: P a t e n t a n 8 p r¯ü c h e 1. Vorrichtung zum Zerkleinern von körnigem und/oder faserigem Gut, insbesondere biologischem Gut oder Hausabfällen, mit einem Zufuhrorgan, das das zu zerkleinernde Gut einem in einem Gehäuse angeordneten Rotor zuführt, der Zerkleinerungswerkzeuge trägt, und einem Ausschuborgan, das das zerkleinerte Gut nachgeordneten Vorrichtungen zuführt, dadurch gekennzeichnet, dass die Zerkleinerungswerkzeuge taumelnd auf dem Rotor angeordnete zahnförmige oder mit Schneidleisten versehene Werkzeuge sind, und dass auf der Innenwand des Rotorgehäuses zum Schneiden und Führen des zu zerkleinernden Guts Leisten vorgesehen sind. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet ¯dass die Zerkleinerungswerkzeuge Sägescheiben sind, die mit der Drehachse des Rotors einen Winkel < > 900 einschliessen. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zerkleinerungswerkzeuge Sägeblätter sind, die drehbar am Rotor befestigt sind, und deren der Drehachse des Rotors beabstandete Drehachse windschied zu dieser ist. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zerkleinerungswerkzeuge Rotor befestigt sind. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zerkleinerungswerkzeuge Sägescheiben sind, die mit unterschiedlicher Exzentrizität und unterschiedlicher Neigung gegen die Rotorachse am Rotor befestigt sind. 6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zerkleinerungswerkzeuge aus einer Mehrzahl von in sich geschlossenen Zahnreihen bestehen, die auf einem trommel- oder kegelstumpfförmigen Rotor aufgesetzt sind und deren Ebenen mit der Achse des Rotors Winkel < > 900 einschliessen. 7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zerkleinerungswerkzeuge aus Zähnen bestehen, die schraubenförmig auf einem trommel- oder kegelstumpfförmigen Rotor angeordent sind. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Sägeblättern oder Sägescheiben Stützscheiben angeordnet sind, und dass die Sägeblätter oder Sägescheiben die Stützscheiben um Zahntiefe überragen. 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Sägescheiben Distanzscheiben angeordnet sind, die den Raum zwischen den Sägescheiben vollständig ausfüllen und die eine zylinderförmige oder kegelstumpfförmige Aussenkontur haben, und dass die Sägescheiben die Distanzscheiben etwa um Zahntiefe überragen. 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Ausschuborgan ein Lochoder Streifensieb angeordnet ist. 11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Loch- oder Streifensieb Öffnungen mit abgestufter Grösse aufweist. 12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Leisten auf der Innenwand des Rotorgehäuses V-förmig sind und einen oszillierenden Aufbereitungspfad bilden. 13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere nahezu kreisförmige Aufbereitungspfade parallel zueinander verlaufen, und dass an dem Rotor und/oder der Innenwand des Rotorgehäuse angebrachte Trennleisten einen Übertritt des zu zerkleinernden gutes von einem Aufbereitungspfad in den nächsten nur an bestimmten Stellen und/oder für einen bestimmten Zerkleinerungszustand zulassen. 14. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der von den Leisten gebildete Aufbereitungspfad die Form einer mehrgängigen Schraube bzw. Schnecke hat. 15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Leisten als glatte oder gezahnte Schneidleisten, gezahnte Reissleisten, stumpfkantige Quetschleisten oder geriffelte Mahl leisten ausgebildet oder eine Kombination hiervon sind. 16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Leisten zu Beginn eines Aufbereitungspfades als glatte oder gezahnte Schneidleisten und zum Ende hin als geriffelte Mahlleisten ausgebildet sind. 17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Profiltiefe der Leisten in Flussrichtung des zu zerkleinernden Guts in Stufen oder stetig abnimmt. 18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils zwei Leisten V-förmig sich in Drehrichtung überlappen und einen Abstand (a) voneinander haben. 19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des Ausschuborgans keine Leisten vorgesehen sind. 20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass zur Zerkleinerung von gröberen Gehölzen und feiner strukturierten Pflanzenabfällen zwei getrennte Zerkleinerungsstufen vorgesehen sind, und dass zwei auf einer Welle angeordnete und mit Zerkleinerungswerkzeugen versehene Rotoren die Zerkleinerungsstufen bilden. 21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Innenwand des Rotorgehäuses der ersten Zerkleinerungsstufe Leisten angeordnet sind, die einen schrauben- oder schneckenförmigen Aufbereitungspfad bilden, der das zerkleinerte Gut aus der ersten Zerkleinerungsstufe in die zweite Zerkleinerungsstufe überführt. 22. Vorrichtung nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich in der Wand des Rotorgehäuses ein Streifen- oder Lochsieb vorgesehen ist. 23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass den Zerkleinerungswerkzeugen ein Schleifstein zugeordnet ist, der durch an sich bekannte Mittel hin- und herbewegbar ist.

Inventors: WIENEKE, FRANZ, PROF. DR.-ING.
Applicants: WIENEKE, FRANZ, PROF. DR.-ING.
Application year: 1985
Main classification: B02C18
IPC codes: B27L11, A01F29, B02C13, B02C18