Stator einer Prallmühle

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Stator einer Prallmühle zur Auftrennung von Verbundmaterialien , mit einer äusseren Mantelwandfläche und einer inneren Mantelwandfläche, die mit einer Vielzahl von Kacheln mit Rippen belegt ist, wobei die als Verschleissteile konzipierten Kacheln auswechselbar gehalten sind.

Prallmühlen werden in verschiedensten Bereichen der Technik eingesetzt, wobei hier jedoch nur die Anwendung bezüglich der Auftrennung von Verbundmaterialien interessiert. Solche Verbundmaterialien können Verbünde aus Metall/Metall, Kunststoff/Kunststoff , Metall/Kunststoff oder mineralische Verbünde mit Metallen und/oder Kunststoffen sein. Da die physikalischen Eigenschaften der einzelnen Komponenten der Verbundstoffe unterschiedlich sind, werden solche Verbundstoffpartikel in Prallmühlen dadurch getrennt, dass bei jedem Impuls sich verschiedene Materialien ungleich elastisch und ungleich plastisch verformen und sich damit

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trennen. Typische Verbundmaterialien, die von der Anmelderin verarbeitet werden, sind beispielsweise Elektronikschrott und Shredderabfalle aller Art, insbesondere aus der Automobilverwertung .

Die Anwendung von Prallmühlen in diesem Bereich ist mit enormem Verschleiss sowohl der Schlagwerkzeuge als auch der Prallwände verbunden. Entsprechend sind die Prallwände, welches die innere Mantelwand der entsprechenden Statoren solcher Prallmühlen sind, mit auswechselbaren Kacheln belegt, welche entsprechende Rippen aufweisen, auf denen Partikel der aufzuschliessenden Verbundmaterialien mit hoher Energie auftreffen. So bald diese Rippen auf ein gewisses Minimum abgetragen sind durch den entsprechenden Verschleiss, müssen die Kacheln ausgewechselt werden. Ueblicherweie sind solche Kacheln aus Stahlplatten gefertigt und die Rippen werden durch Nutenstossmaschinen oder durch Ausfräsungen gebildet. Die Rückseite solcher Platten sind der eigentlichen Mantelwand des Stators angepasst.

Aus der GB-A-1397674 ist eine Prallmühle bekannt, deren Stator eine Trägerplatte aufweist, auf der mehrere rippenförmige Projektionen aufgeschweisst sind, zwischen denen an einem Rotor schwenkbar gelagerte Schlagwerkzeuge zwischen durch rotieren. Die entsprechende Platte ist an Hydraulikschlittenelementen befestigt, um entsprechend der Abnutzung die Platte diese verstellen zu können. Nach

Abnutzung der Projektionen muss entsprechend die gesamte verstellbare Basisplatte ausgewechselt werden. Dies verlangt eine relativ komplexe Demontage.

Aus der WO 00/53324 (BHS Sonthofen) ist eine weitere Prallmühle bekannt, welche den nächstliegenden Stand der Technik darstellt. Dieser Stator einer Prallmühle dient zur Auftrennung von Verbundmaterialien und weist eine äussere Mantelwandfläche auf sowie eine innere Mantelwandfläche, die mit einer Vielzahl von Kacheln mit Rippen belegt ist, wobei die als Verschleissteile konzipierten Kacheln auswechselbar gehalten sind. Diese Lösung gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sieht vor, die Kacheln lediglich ziegelartig am oberen Rand der Statormantelwand einzuhängen. Entsprechend haben die Kacheln eine am oberen Randbereich verlaufende durchgehende im Querschnitt hakenförmige Längsrippe. Diese Längsrippe greift in eine an der Statorwand geformte Ringnut ein. Ueber den Umfang des Stators sind eine Vielzahl solcher Kacheln eingehängt. Die Kacheln, die ein relativ hohes Gewicht haben, halten sich somit lediglich durch die Schwerkraft in ihrer Position und sind gegen einander relativ satt anliegend verlegt. Im Normalfall sind solche Kacheln einfach auswechselbar, doch birgt die Halterung dieser Kacheln ein potential hohes Risiko. Die Umfangsgeschwindigkeit in solchen Prallmühlen kann bis zu mehrere Hundert km/h betragen, was eine hohe potentiale Energie darstellt. Gelangen in die Prallmühle grossere Teile,

die normalerweise, da der Shredder sie nicht verkleinern konnte, entsprechend hart sind, so können sich diese Teile zwischen Rotor und Stator verklemmen. Auch wenn die Schlagwerkzeuge üblicherweise schwenkbar gelagert sind, treten momentane Beschleunigungkräfte auf, die dazu führen können, dass die Kacheln sich verschieben oder gar aushängen. Nach einem solchen Zwischenfall ist eine Totalrevision der Prallmühle angesagt.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Stator einer Prallmühle zur Auftrennung von Verbundmaterialien gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 so zu verbessern, dass eine wesentlich erhöhte Sicherheit realisiert werden kann, wobei gleichzeitig die Kacheln, die Verschleissteile sind, preiswert herstellbar sein sollen.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Kacheln Metallgusskacheln sind, die mindestens eine sie querende Gewindebohrung aufweisen, und dass die äussere Mantelwand des Stators Durchführungen hat, durch welche Befestigungsbolzen mit in die Gewindebohrung der Kacheln passenden Gewinden durchführbar und von ausserhalb des Stators sicherbar sind.

Diese ungewöhnliche Befestigungsmethode beruht auf der Ueberlegung, dass innerhalb der Prallmühle eine extrem starke

Verschmutzung auftritt und daher eine an sich logische und

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einfach realisierbare Anschraubung von der Innenseite her praktisch nicht realisierbar ist.

Die Verwendung von Kacheln, die als Metallgusskacheln konzipiert sind, ist besonders preiswert, wobei allerdings die Präzision des Gusses eine Erhöhung der Fertigungskosten mit sich bringt. Um mit einer verminderten relativen

Genauigkeit arbeiten zu können ist es vorteilhaft, die

Grundfläche der Kacheln mit Auflagestreifen zu versehen, die geringfügig aus der Grundfläche .vorstehen, um damit die

Auflagegenauigkeit zu relativieren.

Um die erforderlichen Festigkeiten auch bei gegossenen

Kacheln realisieren zu können, werden solche Kachel vorteilhafterweise mit den Merkmalen des abhängigen Patentanspruches 2 versehen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsformen des Erfindungs- gegenstandes gehen aus den weiteren abhängigen Ansprüchen hervor und deren erfindungsgemässe Bedeutung wird in der nachfolgenden Beschreibung an Hand der beiliegenden Zeichnungen erläutert.

In der Zeichnung ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt und nachfolgend im Detail beschrieben. Es zeigt:

Figur 1 einen erfindungsgemäss gestalteten Stator einer Prallmühle in perspektivischer Ansicht

Figur 2 zeigt eine zur Bekleidung der inneren Mantelwandfläche dienende Kachel mit entsprechenden Befestigungsmitteln für sich allein in perspektivischer Ansicht;

Figur 3 zeigt eine Matte, die zur Anbringung zwischen einer Kachel und der Innenwandfläche des

Stators geeignet ist, im Grundriss und

Figur 4 dieselbe Matte in Seitenansicht.

Figur 5 zeigt eine einzige Kachel für sich alleine in perspektivischer Darstellung und

Figur 6 dieselbe Kachel zusammen mit den Befestigungsmitteln in einer perspektivischen Explosionszeichnung.

In der Figur 1 ist eine Gesamtansicht des erfindungsgemässen Stators einer Prallmühle in perspektivischer Darstellung gezeigt. Der Stator ist gesamthaft mit 1 bezeichnet. Er besitzt eine Mantelwand 2, die eine innere Mantelwandfläche 3 und eine äussere Mantelwandfläche 4 besitzt. Der obere Rand der Mantelwand 2 hat einen umlaufenden Kragen 5 zur

Befestigung eines hier nicht dargestellten Deckels . Der untere Mantelwandrand ist mit einem Befestigungsflansch 7 versehen, mit dem der Stator 1 auf ein hier ebenfalls nicht dargestelltes Chassis montierbar ist. Befestigungsbohrungen 8 im Kragen 5 dienen zur Fixierung des erwähnten Deckels, während Befestigungsbohrungen 9 dazu dienen, die Statormantelwand 2 auf dem Chassis zu befestigen. Während das aufzuschliessende Material durch den nicht dargestellten Deckel in die Prallmühle eingeführt wird, tritt das aufgeschlossene Material bei einer Materialaustrittsöffnung 6 im unteren Bereich der Mantelwand 2 aus. Falls die Prallmühle in einem Gegenstromverfahren arbeitet, wird durch die Materialaustrittsöffnung 6 gleichzeitig ein Luftstrom eingeblasen. Die gesamte innere Mantelwandfläche 3 ist mit Kacheln 10 belegt. In dieser Ansicht erkennt man, dass die Kacheln 10 Prallrippen 13 aufweisen, die parallel zur Zentrumsachse des Stators verlaufen, so wie Versteifungsrippen 17, die weniger hoch sind als die Prallrippen 13 und die senkrecht zu den erwähnten Prallrippen 13 verlaufen. Bezüglich der weiteren Ausgestaltung der erwähnten Kacheln 10 wird auf die weiteren Figurenbeschreibungen verwiesen.

Figur 2 zeigt eine solche Kachel 10, sowie deren Befestigungsmittel im zusammengebauten Zustand für sich allein in perspektivischer Darstellung. Die Kachel 10 für sich allein ist zudem in der Figur 5 gezeigt. Die Kachel

weist eine untere Grundfläche 11 auf, deren Dicke relativ gering ist bezogen auf die Gesamtdicke der Kachel. Die Kacheln sind Verschleissteile und entsprechend ist es wünschenswert, dass das Verbrauchsvolumen im Verhältnis zum Gesamtvolumen relativ gross ist. Dies wird dadurch erreicht, indem die Prallrippen 13 in ihrer Höhe ein Mehrfaches der Dicke der unteren Grundfläche 11 ausmachen. Die Dicke der Grundfläche 11 muss lediglich so konzipiert sein, dass deren Festigkeit absolut gewährt ist. Zudem muss die Dicke der Grundfläche 11 so sein, dass die Befestigungsmittel genügend Halt in den Kacheln 10 finden. Bezüglich der exakten Ausgestaltung wird auf die Figur 5 verwiesen.

Um die Grundfläche 11 optimierend möglichst dünn zu gestalten, sind senkrecht zur Verlaufsrichtung der

Prallrippen 13 Versteifungsrippen 17 vorhanden. Diese

Versteifungsrippen 17 sind jedoch in ihrer Höhe wesentlich geringer als die Höhe der Prallrippen 13. Die Prallrippen 13, deren obere Endflächen eine Ebene definieren, welche die Arbeitsfläche 12 darstellt, haben unterschiedlich verlaufende

Rippenwände . So erkennt man senkrecht zur unteren Grundfläche

12 verlaufende erste Rippenwände 14 und auf der anderen Seite zweite Rippenwände 15, die geneigt zur Grundfläche 11 verlaufen. Die senkrecht zur Grundfläche 11 verlaufenden ersten Rippenwände sind im montierten Zustand der Kacheln so angeordnet, dass die in Drehrichtung des Rotors beschleunigen

Partikel von Verbundmaterialien auf die senkrechten Flächen

14 auftreffen. Die geneigten zweiten Rippenwände 15 bilden so zu sagen Stützwände, die nicht direkt dem Verschleiss unterliegen. Die beschleunigten Partikel, die praktisch tangential durch die Schlagwerkzeuge am Rotor beschleunigt werden, treffen praktisch nur am äusseren Ende auf die ersten, senkrecht zur Grundfläche 11 verlaufenden Rippenwände 14 auf. Entsprechend werden die Prallrippen 13 durch die Abnützung in ihrer Höhe immer geringer und es werden nicht etwa die Prallrippen 13 immer dünner, wie man dies auch vermuten könnte. Damit der Arbeitsspalt zwischen den Schlagwerkzeugen am Rotor und den Prallrippen 13 am Stator möglichst in einem kleinen Toleranzbereich verbleibt, so dass die Effektivität der Prallmühle erhalten bleibt, sind die Schlagwerkzeuge am Rotor radial nach aussen versetzbar gehalten.

Die Befestigung der Kacheln 10 erfolgt mittels Befestigungsbolzen 20. Im Normalfall ist jede Kachel mit zwei Befestigungsbolzen gehalten. Der Befestigungsbolzen ist im Prinzip zylindrisch, und lediglich das mit einem Aussengewinde versehene Ende ist im Bereich des Gewindes 21 verjüngt gestaltet, so dass beim Uebergang zwischen dem zylindrischen Teil des Befestigungsbolzens 20 und dem gewindetragenden Teil 21 eine Schulter 22 gebildet ist. Im eingeschraubten Zustand liegt die Schulter 22 auf der Unterseite der Grundfläche 11 auf. Die Befestigungsbolzen 20 sind durch die Mantelwand 2 des Stators 1 hindurch geführt.

Entsprechend sind gleichmässig über den gesamten Umfang der Mantelwand 2 entsprechende Bohrungen vorgesehen. Die Befestigungsbolzen 20 besitzen ein diametral den Bolzen durchsetzendes Langöhr 23. Dieses in der Längsachse des Befestigungsbolzens 20 verlaufende öhr 23 ist so dimensioniert, dass ein entsprechender keilförmiger Splint 25 form- und kraftschlüssig durch dieses hindurch führbar ist. Jedem Befestigungsbolzen 20 ist ein Distanzring 24 zugeordnet. Die Dicke der Distanzringe ist so gewählt, dass im korrekt montierten Zustand der durch das Langöhr 23 durchgeschobene keilförmige Splint 25 auf den Distanzring 24 drückt. Der dadurch erzielte Anlagedruck verhindert ein Lösen der Befestigungsbolzen 20. Damit der keilförmige Splint 25 nicht aus dem Langöhr 23 herausfallen kann, kann der keilförmige Splint 25 mittels eines Sicherungsstiftes 29 gesichert werden. Dieser Sicherungsstift 29 wird dabei durch eine querende Bohrung 27 im Splint geschoben. Der Sicherungsstift 29 seinerseits kann beispielsweise über ein Verbindungsmittel 28 mit dem Distanzring 24 verbunden sein, in dem ebenso eine guerende Bohrung 26 angebracht ist. Damit wird sichergestellt, dass der Sicherungsstift nicht verloren geht. Das Verbindungsmittel 28 kann beispielsweise ein Drahtoder Metallseil sein.

Die querende Gewindebohrung 18 ist praktisch nur in der Ansicht gemäss der Figur 1 erkennbar. In der Figur 6 sind diese beiden Bohrungen rein schematisch strichliniert

eingezeichnet um anzudeuten, wo diese querenden Gewindebohrungen 18 angebracht sind.

Zwischen der Grundfläche 11 der Kacheln 10 und der Mantelwandinnenfläche 3 sind Matten 30 eingelegt. Die Matten 30 können beispielsweise aus einem vulkanisierten Kautschuk gefertigt sein. Diese Matten 30 weisen auf einer zentrischen Längsachse liegend entsprechend viele Löcher 31 auf, wie insgesamt Befestigungsbolzen 20 diese durchsetzen. Die Grosse der Matten 30 kann gleich der Länge und Breite der Grundfläche 11 einer Kachel sein oder einem ganzzahligen Vielfachen dieser Kantenlängen der Kacheln 10 sein. Im dargestellten Beispiel ist die Matte 30 in den Figuren 3 und 4 entsprechend der Breite einer Kachel gestaltet und deren Länge entspricht der Höhe der Mantelwand 2 des Stators. Innerhalb eines Stators können auch Kacheln unterschiedlicher Grosse verwendet werden. Vorzugsweise wird man jedoch die Breite sämtlicher Kacheln gleich gestalten, während man deren Länge beispielsweise unterschiedlich gestaltet, so dass man, wie hier dargestellt, mit zwei oder drei Kachelreihen übereinander auskommt. Während Kacheln mit einer grossen Länge mit 2 Befestigungsbolzen 20 befestigt sind, sind Kacheln mit der halben Länge nur mit einem einzigen Befestigungsbolzen an der Mantelwand 2 befestigt. Diese unterschiedlichen Kachellängen sind erforderlich, um die not2wendige Aussparung für die Materialaustrittsöffnung 6 zu erhalten, ohne dass hierzu Spezialkacheln erforderlich wären.

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Vorteilhafterweise ist der Stator mit einer im Querschnitt viereckigen Innenfläche versehen. Dies erlaubt eine mindestens annähernd flächige Auflage der Kacheln 10. Die aus einem Stahlguss gefertigten Kacheln 10 haben eine ebene Grundfläche 11. Zusätzlich weisen die Kacheln 10 an der Grundfläche 11 Auflagestreifen 16 auf mit einer relativ geringen Höhe. Diese angeformten Auflagestreifen 16 sind zwar nicht zwingend erforderlich, doch verbessern sie die Auflage auf der Mantelwandinnenfläche 3 des Stators 1, da diese Gussunebenheiten aufweisen können. Die lineare Auflage lässt sich wesentlich einfacher realisieren als eine vollflächige Auflage. Gleichzeitig wird erfindungsgemäss in einer bevorzugten Ausführungsform, wie bereits erwähnt, eine Matte 30 zwischen die Mantelwandinnenfläche 3 und die Grundfläche 11 der Kacheln gelegt . Diese Matte dient nicht nur als Ausgleich um eine einigermassen flächige Auflage zu erzielen, sondern bewirkt gleichzeitig eine gewisse Vibrationsdämmung und führt dadurch zu einer Minderung der Schallemission. Durch diese Massnahme werden auch die Schwingungen so weit reduziert, dass hierdurch keine Lockerung der Befestigungsbolzen 20 geschieht.

Dank der von aussen leicht zugänglichen Befestigungsbolzen und deren einfacher Sicherung ist die Auswechslung der

Kacheln an der Mantelwandinnenfläche mit einer wesentlich geringeren Unterbruchszeit des Betriebes möglich als bei

Lösungen, die eine andersartige Befestigung vorsehen, während aber gleichzeitig die Sicherheit sehr gross ist. Zur Auswechslung der Kacheln wird der hier nicht dargestellte Deckel der Prallmühle entfernt und danach der gesamte Rotor herausgezogen, so dass dann die Kacheln frei zugänglich sind.

Die Verwendung von gegossenen Kacheln, welche an sich eher Verschleissteile sind, ist wesentlich preisgünstiger als die bisher verwendeten Lösungen, die auf Bearbeitungszentren im üblichen Maschinenbau realisiert werden.

Bezugszeichenliste :

1 Stator

2 Mantelwand 3 innere Mantelwandfläche

4 äussere Mantelwandfläche

5 Kragen

6 Materialaustrittsöffnung

7 Befestigungsflansch 8 Befestigungsbohrung

9 Befestigungsbohrung

10 Kachel

11 untere Grundfläche

12 Arbeitsfläche 13 Prallrippe

14 erste Rippenwand

15 zweite Rippenwand

16 Auflagestreifen

17 Versteifungsrippe 18 querende Gewindebohrung

19 Durchführung

20 Befestigungsbolzen

21 gewindetragender Teil

22 Schulter 23 Langöhr

24 Distanzring

25 keilförmiger Splint

26 querende Bohrung im Distanzring

27 querende Bohrung im Splint 28 Verbindungsmittel

29 Sicherheitsstift

30 Matten 31 Löcher