Schlegelanordnung

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft eine Schlegelanordnung zum Zerkleinern von Materialien, insbesondere Holzabfallen, enthaltend

a) einen Rotor bestehend aus wenigstens zwei parallel zueinander angeordneten Rotorscheiben, welche um eine Achse rotieren,

b) wenigstens einen zwischen den Rotorscheiben exzentrisch angeordneten Schlegel, wobei

der Schlegel einen Grundkörper aufweist,

an dem lösbar ein zahnförmiges Schlag- und/oder Schneidelement angeordnet ist,

der Schlegel zwischen den Rotorscheiben dreh- und/oder schwenkbar vorgesehen ist,

c) einen gehärteten Schneideinsatz an der Schneidkante des zahnformigen Schlag- und/oder Schneidelements.

Stand der Technik

Schlegelanordnungen werden in umlaufenden Schlagwerken bzw. Rotorschreddern zum

Zerkleinern von Holzabfallen oder anderen Materialien benutzt. Dazu enthalten die Schlegelanordnungen üblicherweise einen umlaufenden Rotor mit Rotorscheiben, an denen Schlegel exzentrisch und schwenkbar befestigt sind. Bei einem Umlauf des Rotors richten sich die Schlegel durch die Fliehkraft radial nach außen aus. Während des Umlaufs schlagen sie hammerartig auf zu zerkleinerndes Material und zerteilen dieses. Wird ein Materialstück durch den aufschlagenden Schlegel nicht zerkleinert, kann der schwenkbar an dem Rotor gelagerte Schlegel nach dem Schlag ausweichen. So werden unzulässig hohe Belastungen am Schlegel und damit eine Beschädigung der Schlegelanordnung vermieden. Bei vielen bekannten Schlegeln ist eine parallel zur Rotorachse ausgebildete Schneidkante vorgesehen, um das zu zerkleinernde Material nach Art eines Hammers oder einer Hacke zu zerstoßen oder zu zerfasern.

Durch ständiges Aufschlagen auf Schreddergut sind die Schlegel beim Betrieb des Rotorschredders erheblichen Belastungen ausgesetzt und starkem Verschleiß unterworfen. Es ist bekannt, Schlegel zweiteilig auszubilden. Ein Grundkörper mit erheblicher Masse ist mit einem Schwenklager schwenkbar an dem Rotor angebracht. An diesem Grundkörper ist ein Schlag- oder Schneidelement mit einer Schneidkante befestigt, welcher auf das Schreddergut auftrifft. Das Schlag- oder Scheidelement unterliegt einem Verschleiß und wird von Zeit zu Zeit ausgewechselt. Es braucht aber in der Regel nicht der Grundkörper ausgewechselt zu werden.

Bei diesen zweiteiligen Schlegeln ist es wichtig, dass die Befestigung des Schneidelements an dem Grundkörper so erfolgt, dass sie starke Schlagbelastungen aufzunehmen vermag und keine Schwachstellen aufweist. Die Schlagkräfte sollen von dem Grundkörper mit großer Masse ganz auf das Schlag- oder Schneidelement und damit auf das zu zerkleinernde Material übertragen werden. Die Reaktionskräfte beim Aufprall auf das Schreddergut werden wiederum von dem Grundkörper aufgenommen.

Um die Haltbarkeit eines Schlag- oder Schneidelements zu erhöhen, ist eine Verwendung von gehärteten Schneidkanten oder Schneideinsätzen bekannt. Die Schneideinsätze bestehen aus Hartwerkstoff, wie beispielsweise Hartmetall, und widerstehen deshalb den hohen Schlagbelastungen während eines Betriebs länger. Somit werden Stillstandszeiten zum Austausch von Schlag- oder Schneidelementen verringert und es müssen oft nur die Schneideinsätze erneuert werden. Ein solcher Rotorschredder arbeitet daher wirtschaftlicher.

Das Gebrauchsmuster DE 93 05 835.7 Ul offenbart einen austauschbaren Schneidkörper bzw. ein Schneidelement für einen Schlegel eines Schlagwerks. Das Schneidelement besitzt eine Schlagfläche, in der mehrere Schneideinheiten eingesetzt sind. Die Schneideinheiten bestehen aus Hartwerkstoff und besitzen mehrere Schneidkanten und - flächen. Weiterhin verfügt das Schneidelement über einen Schaft, mit dem es an einem Grundkörper befestigt wird.

Die europäische Patentanmeldung EP 1 698 398 Al beschreibt einen Wechselschlegel für ein Schlagwerk, welcher aus einem Schaft und einem Schlegelkopf gebildet wird. Mit dem Schaft wird der Wechselschlegel an einem Grundkörper befestigt. In eine Schlagfläche des Schlegelkopfs ist ein Schneideinsatz eingesetzt, welcher aus fünf Schneideinheiten besteht. Die Schneideinheiten bilden verschiedene Schneidkanten und

Schneidflächen aus und sind aus Hartwerkstoff hergestellt. Im Bereich zwischen Schneideinsatz und Schaft sind mehrere Prallplatten an der Schlagfläche befestigt. Die Prallplatten sind ebenfalls aus Hartwerkstoff hergestellt und schützen die Schlagfläche vor Materialabrieb bei einem Betrieb des Schlagwerks. Ein solcher Materialabrieb wird auch als Auswaschung bezeichnet und führt dazu, dass Schneidelemente nicht mehr optimal vom Schlegelkopf gehalten werden.

Nachteilig bei den bekannten Schlegelanordnungen ist, dass die zu zerkleinernden Materialien, insbesondere Holzabfälle, durch die hammerartig aufschlagenden Schlegel stark zerfasert werden. Zerfaserte Holzabfalle lassen sich gut kompostieren. Inzwischen werden aber immer öfter Holzspäne zur Flächenversiegelung, beispielsweise in Gartenanlagen, Spielplätzen oder Reitplätzen, und zur Energiegewinnung genutzt. Bei solchen Anwendungen wird Wert auf eine glatte Oberfläche der Holzspäne bzw.

Holzchips gelegt, da diese dann ein besseres Fließverhalten besitzen und weniger Lagerraum einnehmen. Ferner ist eine Verletzungsgefahr durch Splitter geringer. Für glatte Holzspäne wird u.a. mit dem Slogan "Gehackt, nicht geschreddert!" geworben.

Offenbarung der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es daher, die Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden und die Schneid- bzw. Keilwirkung auf zu zerkleinerndes Material zu verbessern.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass bei einer Schlegelanordnung zum Zerkleinem von Materialien der eingangs genannten Art

d) das zahnförmige Schlag- und/oder Schneidelement aus zwei Schlagflächen gebildet wird, die in einem Winkel zwischen 122° und 127° zueinander angeordnet sind.

Die Erfindung beruht auf dem Prinzip, eine Schlagfläche in zwei Teilfiächen zu unterteilen, welche in einem Winkel zwischen 122° und 127° zueinander stehen, wobei sich in der Praxis als günstigster Winkel 125° erweist. Dadurch ist eine Schnittkante des Schlag- oder Schneidelements günstiger zu dem zu zerkleinernden Material angeordnet. Das Material wird während des Betriebs der Schlegelanordnung besser zerhackt und zerfasert nicht so stark. Dies ist beispielsweise bei einer Zerkleinerung von Holzabfällen erwünscht, um es universeller weiterverwenden zu können. Durch eine verbesserte Schneidwirkung arbeitet die Schlegelanordnung zudem effizienter und der Materialdurchsatz wird erhöht.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, dass nur ein neues Schlag- oder Schneidelement zum Einsatz kommt. Alle anderen Komponenten der Schlegelanordnung können weiterhin unverändert verwendet werden. So ist eine, der Erfindung entsprechende Umrüstung einer Schlegelanordnung schnell und einfach durch einen unkomplizierten Austausch der Schlag- oder Schneidelemente möglich. Die Schlegelanordnung lässt sich an bestimmte Anforderungen einer Zerkleinerung anpassen. Ferner wird die eigentliche

Schneidkante nicht verändert. Vorhandene Vorrichtungen zum Schutz der Schneidkante, wie beispielsweise gehärtete Schneideinsätze, sind auch bei der Erfindung anwendbar. Somit lässt sich das erfindungsgemäße Schlag- oder Schneidelement preisgünstig herstellen.

Als vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schlegelanordnung zum Zerkleinern von Materialien hat sich erwiesen, wenn ein gehärteter Schneideinsatz an der radial von einer Rotationsachse äußeren Schlagfläche angeordnet ist. Diese Fläche bildet eine Schneidkante und unterliegt hohen Belastungen durch ständiges Aufschlagen auf zu zerkleinerndes Material. Ein gehärteter Schneideinsatz als Schneidkante wirkt einem Verschleiß entgegen und erhöht so die Lebensdauer des Schlag- oder Schneidelements. Dadurch werden Stillstandszeiten der Schlegelanordnung zum Austausch verschlissener Schlag- oder Schneidelemente verringert. Weiterhin müssen oft nur die verschlissenen Schneideinsätze und nicht das komplette Schlag- oder Schneidelement ersetzt werden. Wartungskosten werden gemindert und ein Betrieb der Schlegelanordnung ist ökonomischer durchführbar.

Der gehärtete Schneideinsatz besteht in einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung aus wenigstens zwei Teilen. Derart ausgestaltet bleibt ein Schlegel nach einem Verschleiß oder einem Ausbrechen eines Teiles des Schneideinsatzes weiterhin funktionstüchtig. Somit fallen noch weniger Stillstandszeiten zum Austausch von Schlagoder Schneidelementen an. Außerdem wird bei einer Reparatur des Schlag- oder Schneidelements kostengünstig nur das beschädigte oder ausgebrochene Teil des Schneideinsatzes ersetzt. Durch einen Einsatz von mehrteiligen, gehärteten Schneideinsätzen wird der Betrieb einer Schlegelanordnung noch effizienter und kostengünstiger.

Gemäß einer zweckmäßigen Ausbildung der Erfindung enthält der Schneideinsatz wenigsten eine Schneideinheit und wenigstens ein Schlagflächenelement. Das Schlagflächenelement ist auf der Schlagfläche unterhalb der Schneideinheiten montiert und besteht vorzugsweise ebenfalls aus gehärtetem Material. Die Schlagfläche unterhalb des Schneideinsatzes wird durch ständigen Kontakt mit zerkleinertem Material stark beansprucht. Dadurch wird Material aus der Schlagfläche abgetragen und es kommt zu

sogenannten Auswaschungen. Diese Auswaschungen mindern die Stabilität des Schlagoder Schneidelements und einer Befestigung der Schneideinheiten. Durch die Schlagflächenelemente werden Auswaschungen vermieden und die Haltbarkeit eines Schlag- oder Schneidelements erhöht. Diese müssen daher seltener ausgewechselt werden.

In einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der erfindungsgemäßen Schlegelanordnung ist in der Schlagfläche eine Ausnehmung für den Schneideinsatz vorgesehen. Durch die Ausnehmung wird der Schneideinsatz auf einer möglichst großen Fläche unterstützt und lässt sich besonders stabil an der Schlagfläche befestigen. Ein Ausbrechen des Schneideinsatzes durch hohe Belastungen beim Zerkleinern von Schreddergut wird erschwert. Dies erhöht wiederum die Lebensdauer eines Schlegels und somit die Verfügbarkeit der Schlegelanordnung. Auch wird mit einem möglichst fugen- und stufenlosen übergang zwischen Schneideinsatz und Schlagfläche das Schneidverhalten des Schlegels verbessert.

Der Schneideinsatz besteht in einer effektiven Ausgestaltung der Erfindung aus zahnförmigen Schneideinheiten. Eine zahnfδrmige Schneideinheit weist dabei mehrere Schneidkanten und -flächen auf. Dies führt ebenfalls zu einer Verbesserung des Schneidverhaltens des Schlegels. Die zahnförmigen Schneideinheiten ermöglichen zudem einen effektiveren Spanabfluss. Insgesamt wird damit der Wirkungsgrad einer Schlegelanordnung erhöht. Ferner ist das Schlag- oder Schneidelement auch nach einem Ausbrechen einer Schneideinheit funktionstüchtig. Somit bleibt die Schlegelanordnung länger einsatzbereit.

Bei einer bevorzugten Ausbildung der Erfindung weist das zahnförmige Schlag- und/oder Schneidelement einen Schaft auf, welcher in einer Ausnehmung des Grundkörpers befestigt wird. Der Schaft dient zum Befestigen und zum übertragen von Kräften zwischen dem Grundkörper und dem Schlag- oder Schneidelement. Durch den Schaft kommen der Grundkörper und die Befestigung während des Betriebs nicht mit Schreddergut in Berührung und unterliegen damit auch nicht dem entsprechenden Verschleiß. Selbst bei einem sehr starken Verschleiß oder einer Zerstörung des vorderen Teils des Schlag- oder Schneidelements mit der Schneidkante schlagen weder der

Grundkörper noch die Befestigung auf zu zerkleinerndes Material auf. Aufwendige und kostenintensive Wartungs- oder Reparaturarbeiten am Grundkörper mit langen Ausfallzeiten werden somit vermieden und das Schlag- oder Schneidelement als wesentliches Verschleißteil lässt sich schnell und unkompliziert austauschen.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schlegelanordnung zum Zerkleinern von Materialien wird der Schaft an der radial inneren Schlagfläche des zahnförmigen Schlag- oder Schneidelements befestigt. Demzufolge wird der Schaft durch den radial äußeren Teil des Schlag- oder Schneideelements vor einem Aufschlagen auf Schreddergut geschützt und überträgt gleichzeitig optimal Kräfte zwischen dem Grundkörper und den Schlagflächen. Die erfinsungsgemäße Schlegelanordnung arbeitet effizienter und durch die Vermeidung von wartungsbedingten Stillstandszeiten wirtschaftlicher.

Weitere Vorteile ergeben sich aus dem Gegenstand der Unteransprüche, sowie den Zeichnungen mit den dazugehörigen Beschreibungen.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Fig. 1 zeigt in einer perspektivischen Ansicht ein Ausführungsbeispiel eines

Schlag- oder Schneidelements einer Schlegelanordnung von der dem Schneidgut zugewandten Seite.

Fig. 2 zeigt das Schlag- oder Schneidelement aus Fig. 1 in einer schematischen

Seitenansicht.

Fig. 3 zeigt in einer schematischen Prinzipskizze einen Ausschnitt einer

Schlegelanordnung in Aufsicht.

Fig. 4 zeigt in einer schematischen Prinzipskizze einen Querschnitt der

Schlegelanordnung aus Fig. 3 entlang der Schnittlinie AB.

Bevorzugtes Ausführungsbeispiel

In Fig. 1 wird mit 10 ein zahnförmiges Schlagelement bezeichnet, das beispielsweise als Gussteil hergestellt wird. Das Schlagelement 10 enthält zwei Schlagflächen 12, 14, welche in einem Winkel 16 von 125° zueinander angeordnet sind. Die radial äußere Schlagfläche 14 verfügt über eine Ausnehmung 18, in der mehrere zahnförmige Schneideinheiten 20 befestigt sind. Die Schneideinheiten 20 bilden zusammen einen Schneideinsatz und bestehen aus Hartwerkstoff, wie beispielsweise Hartmetall. Sie werden mit dem Schlagelement 10 durch Hartlöten oder Schweißen verbunden. Alternativ ist auch eine Klebstoffverbindung möglich. Jede Schneideinheit 20 besitzt mehrere Schneidkanten 22 und ermöglicht so eine hohe Zerteilungswirkung auf Schreddergut.

In einer weiteren Ausnehmung 24 der Schlagfläche 14 sind mehrere Schlagflächenelemente 26 angebracht. Die Schlagflächenelemente 26 sind ebenfalls aus Hartwerkstoff hergestellt und schützen die Schlagfläche 14 vor Auswaschungen. Durch eine Aufteilung in mehrere Schlagflächenelemente 26, welche direkt an die Schneideinheiten 20 anschließen, wird die Schlagfläche 14 besonders gut geschützt. Selbst bei einem Ausbrechen eines Schlagflächenelements 26 bleibt die Schutzwirkung eingeschränkt erhalten. Entsprechend bleibt bei einem Ausbrechen einer Schneideinheit 20 das Schlagelement 10 durch die übrigen Schneideinheiten 20 weiterhin funktionsfähig.

An der radial inneren Schlagfläche 12 ist ein Schaft 28 befestigt. Der Schaft 28 enthält eine Befestigungsbohrung 30 für einen Bolzen zum Befestigen des Schlagelements 10 an einem Grundkörper. Ferner besitzt der Schaft 28 Vorsprünge 32 und 34, um einen festen Halt mit einer optimalen Kraftübertragung zwischen Grundkörper und Schlagelement 10 zu gewährleisten.

Fig. 2 stellt das Schlagelement 10 aus Fig. 1 in einer Seitenansicht dar. Gleiche Bestandteile werden daher auch mit entsprechenden Bezugszeichen bezeichnet. Durch

den Winkel 16 von 125° zwischen der Schlagfläche 12 und der Schlagfläche 14 treffen die in den Ausnehmungen 18 befestigten Schneideinheiten 20 in einem optimalen Winkel auf zu schredderndes Gut auf und zerteilen bzw. zerhacken dieses ohne es stark zu zerfasern. Wegen des Winkels 16 zwischen den Schlagflächen 12 und 14 ist dabei eine Verwendung von herkömmlichen, bekannten Schneideinheiten 20 möglich. Das

Schlagelement 10 ist somit kostengünstig herstellbar.

In Fig. 3 wird ein Ausschnitt einer Schlegelanordnung 40 in Aufsicht dargestellt. Fig. 4 zeigt einen Querschnitt der Schlegelanordnung 40 entlang der Linie AB. Gleiche Bestandteile werden wiederum mit entsprechenden Bezugszeichen bezeichnet. Die Schlegelanordnung 40 enthält einen Rotor 42 mit einer Achse 44 und mindestens zwei parallel zueinander angeordneten Rotorscheiben 46, 48. Mit einem hier nicht dargestellten Antrieb wird die Achse 44 mit den Rotorscheiben 46, 48 in eine Rotation versetzt (Pfeil 50, Fig. 4).

Zwischen den Rotorscheiben sind mehrere Schlegel 52 mit Lagern 54 radial schwenkbar montiert. Durch die Rotationsbewegung (Pfeil 50) richten sich die Schlegel 52 radial nach außen aus. Jeder Schlegel 52 weist einen Grundkörper 56 mit einer Ausnehmung auf, in der der Schaft 28 eines Schlagelements 10 mit einem Bolzen 58 lösbar befestigt wird. So wird ein schneller und unkomplizierter Austausch von verschlissenen oder beschädigten Schlagelementen 10 ermöglicht. Während des Betriebs der Schlegelanordnung 40 wird zudem eine optimale Kraftübertragung zwischen Schlagelement 10 und Grundkörper 56 gewährleistet.

Das Schlagelement 10 enthält eine radial innere Schlagfläche 12 und eine radial äußere

Schlagfläche 14, welche in einem Winkel 16 von 125° zueinander angeordnete sind. Dadurch wird eine bestmögliche Ausrichtung der Schneideinheiten 20 gegenüber zu zerkleinerndem Material erreicht. Das Material wird durch die umlaufenden Schlagelemente 10 in kleine, wenig zerfaserte Teile zerschnitten bzw. zerhackt.

Die äußere Schlagfläche 14 ist neben den aus Hartwerkstoff gefertigten Schneideinheiten 20 auch mit mehreren Schlagflächenelementen 26 ausgestattet. Damit wird ein Verschleiß oder eine Beschädigung der Schlagfläche 14 vermieden. In einer alternativen

Ausfuhrung ist auch die innere Schlagfläche 12 mit Schlagflächenelementen 26 ausgebildet, um diese ebenfalls zu schützen.

Kann das Material nicht auf Anhieb zerteilt werden, weicht der entsprechende Schlegel 52 durch die bewegliche Lagerung 54 aus. Dadurch werden Beschädigungen an der

Schlegelanordnung 40 durch zu hartes Schreddergut vermieden.

Bezugszeichenhste

10 Schlagelement 40 Schlegelanordnung

12 radial innere Schlagfläche 42 Rotor

14 radial äußere Schlagfläche 44 Achse

16 Winkel (125°) 46 Rotorscheibe

18 Ausnehmung 48 Rotorscheibe

20 Scheideinheit 50 Pfeil

22 Schneidkanten 52 Schlegel

24 Ausnehmung 54 Lager

26 Schlagflächenelement 56 Grundkörper

28 Schaft 58 Bolzen

30 Befestigungsbohrung

32 Vorsprung

34 Vorsprung