DE10137008C1 - Verfahren zur Herstellung einer Fraktion aus Abfallstoffen, insbesondere aus Holz, und Maschine zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Abstract

Zur Verringerung des technischen Aufwandes für die Herstellung einer Fraktion mit definierten Größen und zur Erhöhung der Effektivität dieses Verfahrens soll ein Verfahren und eine entsprechende Maschine entwickelt werden, in der nur die Fraktionen nachzerkleinert werden, die auch nach der Feinzerkleinerung noch Übergrößen aufweisen. Dazu wird vorgeschlagen, dass die feinzerkleinerten Fraktionen zunächst gesiebt werden und dabei die überlangen Schnitzel ausgesondert werden und nur diese überlangen Schnitzel nachzerkleinert werden. Die überlangen Schnitzel werden dabei im Siebkörper (8) festgehalten und abgeschnitten. DOLLAR A Die Maschine zur Herstellung einer Fraktion besitzt einen Siebkörper (8), dessen Sieböffnungen (9) als Schneidelemente und der Siebkörper (8) als ein Gegenmesser (5) zur Zerkleinerungswalze (4) ausgebildet sind und jeder Sieböffnung (9) eine Auflage für überlange Schnitzel zugeordnet ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer Fraktion aus Abfall­ stoffen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und auf eine Vorrichtung zur Durchfüh­ rung des Verfahrens nach dem Oberbegriff des Anspruchs 3.

Derartige Verfahren und Vorrichtungen werden sowohl in der Holzindustrie als auch der Abfallwirtschaft zur Herstellung von weiterverwendungsfähigen Rohstoffen einge­ setzt.

Es ist seit langem gängige Praxis, biologisches Abfallmaterial, wie beispielsweise Alt­ holz oder nicht mehr verwendungsfähige Bäume zu zerkleinern, um sie beispielsweise zur Verbrennung, zur Kompostierung oder zur Abdeckung von Bodenflächen zu ver­ wenden. Dabei spielen die Größe, die Form und die Qualität der zerkleinerten Fraktio­ nen eine untergeordnete Rolle.

Dazu ist es bekannt, Maschinen einzusetzen, die das Abfallmaterial zunächst in lang­ samlaufenden Trommelhackern auf eine Fraktionslänge von etwa 10-20 cm grob zer­ kleinern. Für besondere Verwendungsfälle wird diese grobe Fraktion nachfolgend in schnelllaufenden Trommelhackern auf eine Schnitzellänge von etwa 3-5 cm fein zerklei­ nert.

Ein solcher schnelllaufender Trommelhacker zur Feinzerkleinerung besteht im wesent­ lichen aus einem zentralen Eingabetrichter mit einer oben eingebenden Eingabeeinheit für die bereits vorzerkleinerte Fraktion und einer unten ausgebenden Abführeinheit für die feinzerkleinerte Fraktion. Zwischen dem Eingabetrichter und der Abführeinheit befindet sich ein Schneidwerk mit mindestens zwei gegenläufig drehenden Hackrotoren oder mit einem Hackrotor und einer stehenden Schneidleiste. Sowohl die drehenden Hackrotoren als auch die stehende Schneidleiste sind mit Schneidelementen ausgerüstet, die in ihrer Form und in ihrer Anordnung in entsprechender Weise aufeinander abge­ stimmt sind.

Aus Zweckmäßigkeitsgründen bestehen solche schnelllaufenden Trommelhacker in der Regel aus einem Hackrotor und einer stehenden Schneidleiste.

Inzwischen steigt der Bedarf der Bau- und Möbelindustrie, solche feinzerkleinerten Fraktionen aus Abfallmaterial zur Herstellung von Spanplatten zu verwenden. Dabei müssen die feinzerkleinerten Fraktionen hohe Qualitätsanforderungen hinsichtlich einer definierten und gleichmäßigen Größe der Schnitzel erfüllen. Solche kleinen und gleichmäßigen Fraktionen sind mit den eingangs beschriebenen Maschinen nicht zu rea­ lisieren, da diese Maschinen eben auf die Zerkleinerung von Abfallmaterial und nicht auf die Herstellung eines Endproduktes ausgelegt sind.

Bekannte Maschinen zur Zerkleinerung von Abfallstoffen wurden daher zur Herstellung einer definierter Fraktion in der Art modifiziert, dass der oder den Zerkleinerungswal­ zen eine Siebeinrichtung nachgeschaltet wurden, die feinzerkleinerte Schnitzel nur in der vorgeschrieben Größe passieren lässt und größere Schnitzel zurückbehält. Diese Maschinen zur Herstellung einer definierten Fraktion sind aber wenig effektiv, da die Schnitzel in großen Massen anfallen und auf Grund der unterschiedlichen und unregel­ mäßigen Formen nur wenig oder gar nicht rieselfähig sind und daher nur der geringste Anteil der Schnitzel die Siebeinrichtung passieren.

Mit der DE 92 15 319 U1 ist nun eine Maschine zur Herstellung einer Fraktion bekannt geworden, die auf der Innenseite des Siebkörpers aufgesetzte und in Achsrichtung ver­ laufende Leisten besitzt, die als zusätzliche Schneidelemente ausgelegt sind und die die bereits feinzerkleinerten Schnitzel im Zusammenwirken mit den drehenden Zerkleine­ rungswalzen noch einmal zusätzlich nachzerkleinern, bevor sie den Siebkörper passie­ ren. Damit wird sicherlich der Durchsatz an definierten Schnitzeln erhöht. Es ist aber da­ von auszugehen, dass es im Bereich zwischen den Zerkleinerungswalzen und dem Sieb­ körper zu Quetschungen und Verstopfungen kommt, da die aufgesetzten Leisten den Raum zwischen den Zerkleinerungswalzen und dem Siebkörper verkleinern und der In­ nenfläche des Siebkörpers die Rutschfähigkeit nehmen. Der wesentliche Grund für die auftretenden Quetschungen und Verstopfungen liegt aber darin, dass alle feinzerkleiner­ ten Schnitzel, also auch die Schnitzel, die bereits die definierte Größe aufweisen, der Nachzerkleinerung unterworfen werden und damit an dieser Stelle ein Engpass in der Bearbeitungskette entsteht. Das ist sehr uneffektiv, weil bereits ausreichend zerkleinerte Schnitzel unnötigerweise noch einmal nachzerkleinert werden. Dieser zusätzliche und unnötige Zerkleinerungsprozess und die durch das Quetschen und Verstopfen hervorge­ rufenen Widerstände erhöhen den Leistungsbedarf der Maschine in unvertretbarer Wei- se.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zur Herstellung einer Fraktionen aus Abfallstoffen zu entwickeln, bei dem nur die Schnitzel nachzerkleinert werden, die auch nach der Feinzerkleinerung noch Übergrößen aufwei­ sen. Die Aufgabe besteht weiterhin darin, eine entsprechende Maschine zur Durchfüh­ rung des Verfahrens vorzuschlagen.

Diese Aufgaben werden verfahrensseitig durch die kennzeichnenden Merkmale des Pa­ tentanspruchs 1 und vorrichtungsseitig durch die kennzeichnenden Merkmale des An­ spruchs 3 gelöst. Zweckmäßig Ausgestaltungen ergeben sich aus dem Unteranspruch 2 sowie aus den Unteransprüchen 4 bis 7.

Die Erfindung beseitigt die genannten Nachteile des Standes der Technik. Die neue Lösung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass die Klassierung der zer­ kleinerten Abfallstoffe in eine einheitliche Fraktion gleicher Schnitzel mit einer hohen Qualität durchgeführt wird. Dabei wird der verbleibende Anteil der Schnitzel mit einer Überlänge auf ein Minimum reduziert. Wesentlich ist auch, dass der technische Auf­ wand zur Herstellung dieses fertigen Ausgangsproduktes mit einem sehr geringen Auf­ wand realisiert wird, weil jetzt nicht mehr alle feinzerkleinerten Schnitzel gleicherma­ ßen der Nachzerkleinerung unterzogen werden, sondern nur definitiv diejenigen Schnit­ zel, die noch immer eine Überlänge aufweisen. Das Besondere hierbei ist, dass diese Schnitzel mit einer Überlänge nicht in den Zerkleinerungsprozess zurückgeführt wer­ den, sondern dass sie sofort und in der laufenden Bearbeitungslinie auf die erforderliche Länge gebracht werden. Das kürzt das Herstellungsverfahren ab.

Dabei ist der Aufwand zur Herstellung einer betreffenden Maschine sehr gering, weil auf dem bisher bekannten Funktionsprinzip der herkömmlichen Maschinen aufgebaut wird und nur kleine technische Ergänzungen notwendig sind. So ist die technische Lö­ sung einfach dadurch zu realisieren, dass unter Verwendung des herkömmlichen Sieb­ körpers eine solche Materialstärke und eine solche Materialgüte verwendet wird, die den Siebkörper zusätzlich zum Gegenmesser macht, und dass jede Sieböffnung eine Auflage für überlange Schnitzel erhält. Herkömmliche Maschinen können daher erfin­ dungsgemäß leicht nachgerüstet werden. Das macht die erfindungsgemäße Maschine sehr kostengünstig.

Es ist besonders vorteilhaft, wenn alle Sieböffnungen des Siebkörpers eng zueinander beabstandet sind und in mehreren achsparallelen Reihen angeordnet sind und die Aufla­ gen für die überlangen Schnitzel aller Sieböffnungen einer Reihe aus einer gemeinsa­ men und durchgehende Auflageleiste gebildet werden. Es ist auch noch von Vorteil, wenn die Sieböffnungen benachbarter Reihen auf Lücke zueinander angeordnet werden. Durch diese Maßnahmen wird der flächenmäßige Anteil der Sieböffnungen an der wirk­ samen Fläche des Siebkörpers wesentlich erhöht und das Durchsatzvermögen des Sieb­ körpers verbessert.

Von Vorteil ist auch, wenn der Siebkörper und die Auflagenleisten durch mehrere radia­ le, den Siebkörper umgreifende Versteifungsrippen stabilisiert werden. Das erhöht die Belastbarkeit des Siebkörpers und verlängert seine Lebensdauer.

Die Erfindung soll anhand von zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Dazu zeigt die

Fig. 1 eine vereinfachte Darstellung des Anmeldegegenstandes,

Fig. 2 den Querschnitt eines Siebkörpers in einer ersten Ausführung,

Fig. 3 eine Seitenansicht des Siebkörpers gemäß der Fig. 2,

Fig. 4 den Querschnitt eines Siebkörpers in einer zweiten Ausführung und

Fig. 5 eine Seitenansicht des Siebkörpers gemäß der Fig. 4.

Nach der Fig. 1 besteht die Maschine zur Herstellung einer definierten Fraktion grund­ sätzlich aus einem Maschinengehäuse 1 mit einem Trichterraum 2 und einem Zerkleine­ rungsraum 3. Im Zerkleinerungsraum 3 sind eine waagerecht ausgerichtete Zerkleine­ rungswalze 4 und ein stehendes Gegenmesser 5 angeordnet, die beide miteinander kommunizierende und nicht weiter dargestellte Schneidelemente aufweisen. Unterhalb des Zerkleinerungsraumes 3 befindet sich ein Fraktionssammelraum 6 mit einer Trans­ porteinrichtung 7 für die fertiggestellte Fraktion. Dieser Fraktionssammelraum 6 ist durch einen Siebkörper 8 vom Zerkleinerungsraum 3 dadurch getrennt, dass der Sieb­ körper 8 unterhalb der Zerkleinerungswalze 4 angeordnet ist, in Anpassung an den Durchmesser der Zerkleinerungswalze 4 teilzylindrisch ausgeformt ist und sich über die gesamten Länge der Zerkleinerungswalze 4 erstreckt. Dabei umfasst der Siebkörper 8 maximal die halbe Umfangsfläche der Zerkleinerungswalze 4.

Gemäß der Fig. 2 bis 5 ist dieser Siebkörper 8 mit kreisrunden Sieböffnungen 9 ausges­ tattet, die gleichmäßig und dicht zueinander beabstandet sind und die in eng aneinander­ liegenden axialen Reihen ausgerichtet sind. Dabei sind die Sieböffnungen 9 einer Reihe auf Lücke zu den Sieböffnungen 9 der benachbarten Reihe angeordnet. Dadurch ergibt sich aus der teilzylindrischen Mantelfläche des Siebkörpers 8 ein relativ großer Flä­ chenanteil für die Sieböffnungen 9 gegenüber einem relativ geringen Anteil an verblei­ bender Stegfläche. Über ihre Länge ist der Siebkörper 8 mit mehreren gleichmäßig ver­ teilten, querverlaufenden und den teilzylindrischen Umfang umgreifenden Versteifungs­ rippen 10 ausgestattet, die an ihren Enden über jeweils eine erste Verbindungsleiste 11 und eine zweite Verbindungsleiste 12 untereinander und mit den beiden gegenüberlie­ genden Längskanten des Siebkörpers 8 verbunden sind, wobei die erste Verbindungs­ leiste 11 ein sich über die Länge des Siebkörpers 8 erstreckendes Drehgelenk 13 besitzt.

In einer ersten Ausführungsform nach den Fig. 2 und 3 sind zwischen den Versteifungs­ rippen 10 einzelne und achsparallel zum Siebkörper 8 verlaufende Auflageleisten 14 angeordnet und starr mit den Versteifungsrippen 10 verbunden, wobei immer so viele einzelne Auflageleisten 14, wie Abstände zwischen den Versteifungsrippen 10 beste­ hen, zu einer durchgehenden Auflageleiste 15 aneinandergereiht sind. Jede dieser durchgehenden Auflageleiste 15 ist im Querschnitt rechteckig ausgebildet und verläuft dabei in einem bestimmten radialen Abstand zur Mantelfläche des Siebkörpers 8 und in der Mitte der Sieböffnungen 9 einer axialen Reihe.

Mit der Größe des Querschnitts der Sieböffnung 9 und mit der Stärke der durchgehen­ denden Auflageleiste 15 und mit dem radialen Abstand zwischen der Mantelfläche des Siebkörpers 8 und der durchgehenden Auflageleiste 15 ergeben sich zwischen den durchgehenden Auflageleisten 15 und jeder Sieböffnung 9 auf einer Seite der Auflage­ leiste 15 ein erster Öffnungsquerschnitt 16 und auf der anderen Seite der Auflageleiste 15 ein zweiter Öffnungsquerschnitt 17, die jeweils gleich oder größer als der Quer­ schnitt der jeweiligen Sieböffnung 9 sind. Dabei ist der radiale Abstand der Auflageleis­ ten 15 von der Mantelfläche des Siebkörpers 8 etwa gleich groß wie der Durchmesser der Sieböffnungen 9.

Der Siebkörper 8 ist dünnwandig ausgeführt, wobei die Stärke und die Beschaffenheit des Materials des Siebkörpers 8 so gewählt sind, dass die in radialer Richtung zeigenden Kantenbereiche der Sieböffnungen 9 als Schneidkanten wirken. Damit wird der gesamte Siebkörper 8 zum zweiten stehenden Gegenmesser für die Zerkleinerungswalze 4, das allein für die Nachzerkleinerung wirksam wird.

In den Fig. 4 und 5 wird nun eine weitere Ausführungsform des Siebkörpers 8 als zwei­ tes Gegenmesser gezeigt, die im Vergleich zur ersten Ausführungsart lediglich anders ausgebildete Auflagenleisten 15' besitzt. Diese Auflageleiste 15' ist als Winkelelement ausgebildet, wobei die eine Winkelseite im Stegbereich zwischen zwei benachbarten Reihen der Sieböffnungen 9 befestigt ist und die andere Winkelseite als Auflagefläche ausgebildet ist und alle Sieböffnungen 9 einer Reihe in einem bestimmten radialen Ab­ stand um die halbe Querschnittsfläche abdeckt.

Dabei ist der radiale Abstand zwischen der als Auflagefläche dienenden zweiten Win­ kelfläche und der Mantelfläche des Siebkörpers 8 und die Größe der Sieböffnungen 9 wiederum so gewählt, dass der sich ergebene freibleibende Querschnitt zwischen der Auflagefläche der Auflageleiste 15 und der Mantelfläche des Siebkörpers 8 gleich oder größer wie der Querschnitt der Sieböffnungen 9 ist. Der radiale Abstand der Auflageflä­ che der Auflageleiste 15' zur Mantelfläche des Siebkörpers 9 entspricht wieder etwa dem Durchmesser der Sieböffnungen 9.

Zur Herstellung einer Fraktion in einer bestimmten Größe wird das biologische Abfall­ material, vorzugsweise Altholz oder nicht speziell verwertbare Baumstämme über einen langsamlaufenden Trommelhacker in herkömmlicher Art zu einem Ausgangsmaterial von Schnitzel in einer Länge von etwa 10 bis 12 mm vorzerkleinert. Dieses vorzerklei­ nerte Material wird über eine Eingabeeinheit in den Trichterraum 2 eines schnelllaufen­ den Trommelhackers gegeben, wo es von der Zerkleinerungswalze 4 erfasst und im Zu­ sammenwirken mit dem Gegenmesser 5 in Schnitzel mit einer Länge von etwa 3 bis 5 mm feinzerkleinert wird. Diese feinzerkleinerten Schnitzel gelangen auf den Siebkörper 8, wo die Schnitzel, die nicht durch die Sieböffnungen passen, wiederum von der Zer­ kleinerungswalze 4 erfasst und in den Zerkleinerungsraum zurückgeführt werden, wo sie sich einem erneutem Feinzerkleinerungsprozess zu unterziehen haben. Die Schnit­ zel, die kleiner als der Querschnitt der Sieböffnungen 9 sind, fallen in den Fraktions­ sammelraum 6 durch und werden über die Transporteinrichtung 7 abgeführt. Viele der Schnitzel haben aber eine Stärke, mit der sie durch die Sieböffnungen 9 passen, aber ei­ ne Länge, die größer als der Durchmesser der Sieböffnungen 9 ist. Diese Schnitzel fal­ len zunächst ebenfalls durch die Sieböffnungen 9 und werden dann aber durch die Auf­ lagenleisten 15, 15' aufgehalten. In dieser Position ragen sie mit ihrer Länge in den Zer­ kleinerungsraum 3 und werden dort von der Zerkleinerungswalze 4 erfasst und abge­ schnitten. Jetzt fallen auch diese nachzerkleinerten Schnitzel durch die beiden Öff­ nungsquerschnitte 16, 17 zwischen den Auflageleisten 15, 15' und dem Siebkörper 8 in den Fraktionssammelraum 6.

Damit besitzen alle in den Fraktionssammelraum 6 eingefallenen Schnitzel sowohl in der Stärke als auch in der Länge die für die Weiterverarbeitung erforderlichen definier­ ten Abmessungen.

Claims (7)

1. Verfahren zur Herstellung einer Fraktion aus Abfallstoffen, insbesondere aus Holz, bei dem eine vorzerkleinerte/Fraktion auf eine kleinere Fraktionsgröße feinzer­ kleinert; auf die kleinere Fraktionsgröße nachzerkleinert und durch Sieben klassiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die feinzerkleinerte Fraktion zunächst gesiebt und dabei die überlangen Schnitzel ausgesondert werden und nur die ausgesonderten Schnitzel nachzerkleinert werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die überlangen Schnitzel während des Siebens aufgehal­ ten und in dieser Position abgetrennt werden.

3. Maschine zur Herstellung einer Fraktion aus Abfallstoffen, insbesondere aus Holz, bestehend
aus einem langsamlaufenden Trommelhacker für eine Vorzerkleinerung der Abfall­ stoffe,
aus einem schnelllaufenden Trommelhacker für die Feinzerkleinerung der vorzerklei­ nerten Fraktion mit einem Trichterraum (2), einem Zerkleinerungsraum (3) und min­ destens einer Zerkleinerungswalze (4) mit einem Gegenmesser (5)
aus einem Siebkörper (8) zur Klassierung der feinzerkleinerten Fraktion, wobei
der Siebkörper (8) Sieböffnungen (9) in einer vorbestimmten Größe besitzt, unter­ halb der Zerkleinerungswalze (4) angeordnet ist, in Anpassung an die Zerkleine­ rungswalze (4) teilzylindrisch ausgebildet ist und Schneidelemente besitzt, die im Zusammenwirken mit der Zerkleinerungswalze (4) für eine Nachzerkleinerung der feinzerkleinerten Fraktion sorgen, dadurch gekennzeichnet, dass die Sieböffnungen (9) des Siebkörpers (8) als Schneid­ elemente und der Siebkörper (8) in seiner Form und in seiner Anordnung als ein Ge­ genmesser zur Zerkleinerungswalze (4) ausgebildet sind und jeder Sieböffnung (9) eine Auflage für überlange Schnitzel zugeordnet ist, wobei die Auflage auf der der Zerklei­ nerungswalze (4) abgewandten Seite angeordnet ist, im Zusammenwirken mit dem Siebkörper (8) mindestens einen Öffnungsquerschnitt (16, 17) für das Passieren der klassierten Schnitzel ausbildet und einen solchen radialen Abstand zur Schneidkante der Sieböffnung (9) besitzt, der der geforderten Klassierungsgröße entspricht.

4. Maschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Auflagen für die überlangen Schnitzel zu meh­ reren einzelnen Auflageleisten (14) zusammengefasst sind, die jeweils mehreren in ei­ ner axial ausgerichteten Reihe befindlichen Sieböffnungen (9) zugeordnet sind.

5. Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass alle Sieböffnungen (9) zu mehreren in nebeneinander­ liegenden und achsparallelen Reihen angeordnet sind und jeder Reihe von Sieböffnun­ gen (9) eine durchgehende Auflagenleiste (15, 15') zugeordnet ist.

6. Maschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflagenleisten (14, 15, 15') einen prismatischen oder winkligen Querschnitt besitzen.

7. Maschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflagenleisten (14, 15, 15') durch mindestens zwei radiale und den Siebkörper (8) umgreifende Versteifungsrippen (10) und/oder dem Siebkörper (8) getragen werden.