Patente Sistema de Control Para Trituradora

8/9/2019 Patente Sistema de Control Para Trituradora

1/8

US

20120175443A1

1 9 ) United

S t a t e s

1 2 ) Patent

Application

Publication 1 0 )

P u b .

N o . : US 2 0 1 2 / 0 1 7 5 4 4 3 A 1

4 3 )

P u b .

D a t e :

J u l .

1 2 , 2012

5 4 )

7 5 )

7 3 )

2 1 )

2 2 )

6 0 )

8 , 2 0 1 1 .

Neunzert

CONTROLLED FEED-RATE

SHREDDING

I n v e n t o r :

M i c h a e l G .

N e u n z e r t ,

T i g a r d ,

OR

( U s )

A s s i g n e e :

S S I S h r e d d i n g

S y s t e m s ,

I n c . ,

W i l s o n v i l l e , OR

U S )

A p p l .

N o . : 1 3 / 3 3 9 , 1 2 0

F i l e d : D e c . 2 8 , 2011

R e l a t e d

US.

p p l i c a t i o n

Data

P r o v i s i o n a l a p p l i c a ti o n

No. 6 1 / 4 3 0 , 9 7 5 , ? l e d on J a n .

P u b l i c a t io n C l a s s i? c a t io n

( 5 1 )

I n t .

C l .

B02C 3 / 0 2 ( 2 0 0 6 . 0 1 )

B02C 5 / 0 0 ( 2 0 0 6 . 0 1 )

(52) U.S. Cl. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

.

241/30;

2 4 1/ 3 5

5 7 ) ABSTRACT

A

e t h o d , a n d m e t h o d - i m p l e m e n t i n g s y s te m s t r u c t u r e , f o r

m e t e r i n g t h e How

f

a t e r i a l t h r o u g h t h e

s h r e d d i n g

Z o n e i n a

r o t a r y

s h e a r

s h r e d d e r ,

Which Z o n e i s d e ? n e d , a t l e a s t

in p a r t ,

by c o n f r o n t i n g l y r o t a t i n g k n i v e s t h a t a r e c a r r i e d on

a

p a i r o f

a d j a c e n t ,

p o w e r - d r i v e n , n o m i n a l l y m a t c h e d - m o t i o n c o u n t e r

r o t a t i n g s h a f t s . T h e m e t h o d i n c l u d e s

h o l d i n g

the s p e e d

a n d

r o t a t i o n a l d i r e c t i o n

of

one

of

h e

s h a f t s

e s s e n t i a l l y c o n s t a n t

W h i l e s e l e c t i v e l y

v a r y i n g ,

i n

a manner a r i a b l y

d i f f e r e n t i a t i n g

t h e

r e l a t i v e

r o t a t i o n a l m o t i o n s o f t h e tWo s h a f t s , t h e s p e e d ,

a n d u n d e r c e r t a i n

c i r c u m s t a n c e s

a l s o t h e

d i r e c t i o n ,

o f o t a t i o n

s o l e l y o f t h e o t h e r s h a f t .

h t A T S E R i A i .

WEEU

W

FUNGTlON?E


2/8

P a t e n t A p p l i c a t i o n

P u b l i c a t i o n

J u l . 1 2 , 2 0 1 2 US 2 0 1 2 / 0 1 7 5 4 4 3 A 1

g 5 ; mmmms


3/8

US

012/0175443 A 1

CONTROLLED

FEED-RATE SHREDDING

CROSS REFERENCE

TO

RELATED

APPLICATION

[ 0 0 0 1 ]

T h i s a p p l i c a t i o n c l a i m s ? l i n g - d a t e

p r i o r i t y t o

US.

P r o v i s i o n a l

P a t e n t A p p l i c a t i o n

S e r .

N o . 6 1 / 4 3 0 , 9 7 5 , ? l e d

a n .

8 , 2 0 1 1 , f o r C o n t r o l l e d F e e d - R a t e S h r e d d i n g , the e n t i r e

d i s cl o s u r e c o n t e n t i n W h i c h

i s

h e r e b y i n c o r p o r a t e d he r e i n b y

r e f e r e n c e .

BACKGROUNDAND SUMMARYOF THE

INVENTION

[ 0 0 0 2 ] T h i s i n v e n t i o n

p e r t a i n s

t o

a n

i m p r o v e m e n t i n r o t a r y

s h e a r

s h r e d d i n g ,

a n d

s p e c i ? c a l l y

t o a n i m p r o v e d s y s t e m ,

a n d

to an

a s s o c i a t e d , improved

m e t h o d o l o g y ,

b a s e d upon

con

t r o l l e d - f e e d - r a t e

s h r e d d i n g

o f a t e r i a l i n

a

r o t a r y s h e a r s h r e d

d e r . More a r t i c u l a r l y , i t c o n c e r n s s u c h a system and meth

o d o l o g y

W h i c h

i n v o l v e

m e t e r i n g

the

How

f

a t e r i a l

t h r o u g h

t h e s h r e d d i n g

( s h e a r i n g ) Z o n e in s u c h

a

s h r e d d e r

by a r i a b l y

d i f f e r e n t i a t i n g , t h r o u g h t h e

m a k i n g

o f s i n g l e - s h a f t m o t i o n

a d j u s t m e n t s , t h e r e l a t i v e r o t a t i o n a l

m o t i o n s

o f t h e u s u a l , t W o ,

p o W e r - d r i v e n ,

c o n v e n t i o n a l l y m a t c h e d - m o t i o n o u n t e r - r o t a t

i n g , k n i f e - c a r r y i n g s h a f t s W h i c h , W i t h

t h e i r

r e s p e c t iv e l y c a r

r i e d ,

c i r c u l a r l y - o v e r l a p p i n g - s W e e p

k n i v e s , d e ? n e

t h i s s h r e d

d i n g

Z o n e . The p h r a s e o f

c i r c u l a r l y - o v e r l a p p i n g - s W e e p

a s s o c i a t e d W i t h t h e s e k n i v e s

r e f e r s

t o t h e u s u a l s h e a r i n g

c i r

c u l a r

o v e r l a p

o f t h e t r a v e l c i r c l e s d e s c r i b e d

by

t h e

o u t e r

e x t r e m i t i e s o f t h e k n i v e s i n t h e tWo s e t s o f s h e a r - o v e r l a p

p i n g

k n i v e s c a r r i e d

by h e

s h a f t s a s t h e k n i v e s

and

s h a f t s a r e

vieWed a l o n g t h e i r

r o t a t i o n a l a x e s .

[ 0 0 0 3 ] T h e

t e r m i n o l o g y m a t c he d - m o t i o n ,

a n d t h e l i k e ,

h e r e i n

i s

i n t e n d e d

t o r e f e r

t o t h e u s u a l m a t c h i n g - s p e e d

c o u n t e r - r o t a t i o n s

o f h e t W o s h a f t . The

e r m i n o l o g y

v a r i a b l y

d i f f e r e n t i a t i n g t h e r e l a t i v e r o t a t i o n a l

m o t i o n s o f

s u c h tWo

s h a f t s , a n d t h e l i k e ,

i s

i n t e n d e d t o

r e f e r

t o

t h e

making

o f

s i n g l e - s h a f t - o n l y

r e l a t i v e

m o t i o n r o t a t i o n a l s p e e d a n d / o r

r o t a t i o n a l d i r e c t i o n )

a d j u s t m e n t s .

[ 0 0 0 4 ]

M a t e r i a l - ? o w

m e t e r i n g , in a c c o r d a n c e W i t h b o t h a

p r e f e r r e d embodiment

o f t h e

i n v e n t i o n s y s t e m , and

a

p r e

f e r r e d p r a c t i ce

o f h e i n v e n t i o n W i t h that s y s t e m ,

i s

c a r r i e d

o u t

e f f e c t i v e l y t h r o u g h o u t t h e d u r a t i o n s

o f s h r e d d i n g

o p e r a t i o n s ,

a n d i n v o l v e s h o l d i n g t h e s p e e d and o t a t i o n a l

d i r e c t i o n

o f n e

o f

h e t W o ( t W o s h a f t s b e i n g i l l u s t r a t e d h e r e i n i n t h e p r e f e r r e d

e m b o d i m e n t )

s h r e d d e r s h a f t s , W h i c h i s v a r i o u s l y c a l l e d

h e r e i n t h e s e l e c t e d m a i n , o r t h e s e l e c t e d

m e t h o d - d e s i g

n a t ed m a i n , s h a f t , e s s e n t i a l l y c o n s t a n t W h i l e s e l e c t i v e l y

a n d

d i f f e r e n t i a l l y v a r y i n g , i n r e l a t i o n t o t h e m o n i t o r e d s h r e d d i n g

t o r q u e l o a d e x e r t ed

on h a t

m a i n

s h a f t , t h e sp e e d , and n d e r

c e r t a i n


a l s o

t h e

d i r e c t i o n ,

o f

r o t a t i o n

o f

t h e

o t h e r

Which i s v a r i o u s l y

r e f e r r e d t o h e r e i n a s

t h e s e l e c t e d

c o n t r o l l e d , o r m e t e r i n g , o r t h e s e l e c t e d


n a t e d c o n t r o l l e d , s h a f t . T h i s

d i f f e r e n t i a l

r e l a t i v e - s h a f t - m o

t io n c o n t r o l t h e

a b o v e - m e n t i o n e d

c o n c e p t o f a r i a b l e d i f f e r

e n t i a t i o n ) i s

i m p l e m e n t e d s y s t e m i c a l l y p r e f e r a b l y

u n d e r t h e

i n ? u e n c e o f a n a p p r o p r i a t e l y p r o g r a m m e d

d i g i t a l

c o m p u t e r

s o a s t o a c h i e v e , a s much s p o s s i b l e , a

c o n t i n u o u s l y

s t e a d y ,

n o n - j a m m i n g m a t e r i a l

t h r o u g h p u t

t h r o u g h

t h e s h r e d d e r s

s h r e d d i n g Z o n e .

[ 0 0 0 5 ] The

i n v e n t i o n p r o p o s e s

b o t h p r e f e r r e d a n d b e s t

m o d e , a n d s e v e r a l m o d i ? e d , s y s t e m i c e m b o d i m e n t s a n d man

n e r s o f m e t ho d o l o g i c p r a c t i c e , e a c h s u i t e d t o d i f f e r e n t ,

s p e

c i ? c s h r e d d i n g a p p l i c a t i o n n e e d s .

J u l . 1 2 ,

2 0 1 2

[ 0 0 0 6 ] Com m on t o a l l e m b o d i m e n t s a n d m e t h o d o l o g i c

p r a c t i c e s o f the i n v e n t i o n s the m e n t i o n e d , s i n g l e - s h a f t - o n l y ,

d i f f e r e n t i a l

r e l a t i v e - m o t i o n v a r i a b l e d i f f e r e n t i a t i o n ) s h a f t

c o n t r o l i a f e a t u r e , a l W a y s

a s s o c i a t e d

W i t h t h e s e l e c t e d c o n

t r o l l e d

o r

m e t e r i n g )

s h a f t ,

W h i c h

f e a t u r e

i s

b e l i e v e d

t o

o f f e r u n i q u e a n d

i s t i n c t l y

e f f e c t i v e i m p r o v e m e n t s ,

r e l a t i v e

t o

b a c k g r o u n d - p a s t p r o b l e m s , i n t h e o p e r a t i o n s o f o t a r y

s h e a r

s h r e d d e r s .

[ 0 0 0 7 ] H e r e t o f o r e ,

r o t a r y

s h e a r s h r e d d e r s g e n e r a l l y s h r e d

m a t e r i a l Which s s u p p l i e d

a s

i n p u t v i a a g r a v i t y f e e d h o p p e r .

T y p i c a l l y

a s h r e d d e r s a s s o c i a t e d hopper i s l o a d e d from a

c o n v e y o r ,

a

dumper r

d i r e c t l y by

h a n d .

D i f f e r e n t

t y p e s

o f

p r o c e s s m a t e r i a l , a n d t h e j u s t - m e n t i o n e d , t y p i c a l i n f e e d i n g

m e t h o d s ,

d i r e c t l y i m p a c t

t h e t o r q u e

l o a d e x e r t e d

o n

t h e

p o W e r - d r i v e n , r o t a t i n g - k n i f e - c a r r y i n g s h r e d d e r s h a f t s .

[ 0 0 0 8 ] T h e s e

t W o

f a c t o r s i f e e d

s t y l e a n d m a t e r i a l

typei

c a u s e s i g n i ? c a n t s h r e d d e r t o r q u e

demand a r i a t i o n s

h a t t y p i

c a l l y

l e a d

t o

e x p e n s i v e

d e s i g n o v e r - s i Z i n g o f s h r e d d e r

d r i v e s ,

a n d

o

c o s t l y r e v i s i n g o f s h r e d d e r - c u t t i n g

g e o m e t r y ,

s u c h

h a t

t h e

t o u g h e s t

m a t e r i a l

t o

b e

p r o c e s s e d

c a n c o n ? d e n t l y

a n d

c o r r e c t l y b e

s h r e d d e d .

[ 0 0 0 9 ] A s

h o s e

s k i l l e d i n t h e

r e l e v a n t

a r t

W e l l

k n o W , some

p r o c e s s

m a t e r i a l s a r e e s se n t i a l l y u n a b l e

t o

be s h r e d d e d due

t h e i r

p r o p e n s i t y

t o

s e l f - f e e d .

Examples o f

h i s a r e

b a l e d

a l u

minum,

a n d

s t r i n g y

m a t e r i a l s s u c h a s t a r p s and s o - c a l l e d

s u p e r - s a c k s .

[ 0 0 1 0 ]

As

s u g g e s t e d

a b o v e ,

t h e p r e s e n t

i n v e n t i o n ,

i n e a c h

of t s

h e r e i n - d e s c r i b e d

embodiments and manners of p e r a

t i o n , a l l o f W h i c h

f e a t u r e

the a b o v e , g e n e r a l l y d e s c r i b e d

d i f

f e r e n t i a l r e l a t i v e - m o t i o n s h a f t c o n t r o l , s a t i s f a c t o r i l y , a n d

W i t h

d e ? n i t i v e

i m p r o v e m e n t s , t a k e s

i n t o a c c o u n t t h e s e

p r i o r a r t

s h e a r - s h r e d d i n g c o n s i d e r a t i o n s .

[ 0 0 1 1 ]

A c c o r d i n g t o a p r e f e r r e d a n d

b e s t - m o d e embodi

ment

f t h e i n v e n t i o n , What h e

i n v e n ti o n p r o p o s e s , g e n e r al l y

s p e a k i n g , i s a

s y s t e m f o r

t h e

c o n t r o l l e d - f e e d - r a t e

s h r e d d i n g

o f

m a t e r i a l i n a r o t a r y

s h e a r

s h r ed d e r , i n c l u d i n g :

[ 0 0 1 2 ]

1 )

a p a i r o f s p a c e d ,

l a t e r a l l y

a d j a c e n t , n o m i n a l l y

m a t c h e d - m o t i o n

c o u n t e r - r o t a t i n g , p o W e r - d r i v e n s h r e d d e r

s h a f t s ,

i n c l u d i n g , u n d e r a l l

s h r e d d i n g

o p e r a t i n g c o n d i t i o n s , a

s e l e c t e d

main s h a f t

and a s e l e c t e d

c o n t r o l l e d ,

o r

m e t e r i n g ,

s h a f t , t he s e

s h a f t s

c a r r y i n g s e t s o f c o n f r o n t i n g l y

r o t a t i n g

k n i v e s W h i c h , W i t h t h e i r a s s o c i a t e d s h a f t s , d e ? n e b e t W e e n

them

a s h r e d d i n g Zone i n t o Which a t e r i a l t o be

shredded s

f e d ,

[ 0 0 1 3 ]

2 )

a

p a i r

o f

d r i v e

m o t o r s , e a c h d r i v i n g l y c o n n e c t e d

t o a d i f f e r e n t one

of

h e tWo s h a f t s , each motor

e i n g

s e l e c

t i v e l y ,

a n d n d i v i d u a l l y ,

s p e e d - v a r i a b l e a n d o t a t i o n - d i r e c t i o n

r e v e r s i b l e , a n d

[ 0 0 1 4 ]

3 ) o p e r a t i v e l y

a s s o c i a t e d

W i t h

t he

s h a f t s a n d

m o t o r s ,

m a t e r i a l

f e ed - r a t e c o n t r o l s t r u c t u r e , i n c l u d i n g

[ 0 0 1 5 ]

a )

a t o r q u e l o a d s e n s o r

a t

a l l

t i m e s o p e r a t i v e l y

connected

t o t h e

d r i v e

motor Which

i s

d r i v i n g l y

con

n e c t e d o t h e s e l e c t e d main h a f t , o p e r a b l e

ef f ec ti v e l y

t o

m o n i t o r ,

c o n t in u o u s l y d u r i n g

s h r e d d i n g ,

t h e t o r q u e l o a d

e x p e r i e n c e d b y t h a t s h a f t ,

[ 0 0 1 6 ]

b ) a

s p e e d

a n d d i r e c t i o n co n t r o l l e r a t a l l

t i m e s

o p e r a t i v e l y c o n n e c t e d t o t h e

d r i v e motor

Which s

d r i v

i n g l y c o n n e c t e d t o t h e s e l e c t e d


o r m e t er i n g ,

s h a f t ,

o p e r a b l e t o c h a n g e t he r o t a t i o n a l s p e e d a n d t he

r o t a t i o n a l

d i r e c t i o n

o f t h a t s h a f t , and

[ 0 0 1 7 ] c )

a n

a l g o r i t h m i c a l l y p r o g r a m m e d d i g i t a l

com

p u t e r

o p e r a t i v e l y

c o n n e c t e d b o t h t o

t h e s e n s o r

and o t h e

c o n t r o l l e r ,

o p e r a b l e ,

b a s e d

upon h e

s e l e c t e d main h a f t

t o r q u e

l o a d

m o n i t o r e d b y t h e s e n s o r , a n d e m p l o y i n g t h e


4/8

US

012/0175443 A 1

c o n t r o l l e r i n r e l a t io n t o t h e d r i v e motor Which

s

d r i v

i n g l y c o n n e c t e d t o t h e s el e c t ed c o n t r o l l e d s h a f t , t o con

t r o l

s e l e c t i v e l y ,

i n a

manner

a r i a b l y d i f f e r e n t i a t i n g t h e

r e l a t i v e r o t a t i o n a l

m o t i o n s o f

t h e

tWo s h a f t s ,

t h e r o t a

t i o n a l

s p e e d

a n d ,

i f

n e e d e d ,

t h e

o t a t i o n a l

d i r e c t i o n

o f

h e

s e l e c t e d

c o n t r o l l e d s h a f t i n a

Way

f f e c t i v e t o

achieve

a

d e s i r e d , a p p r o p r i a t e

a n d

c o n t r o l l e d , m a t e r i a l - s h r e d d i n g

f e e d - r a t e t h r o u g h t h e s h r e d d i n g Z o n e .

[ 0 0 1 8 ] I n t h i s p r e f e r r e d a n d

b e s t - m o d e

embodiment f t h e

i n v e n t i o n , t h e t W o s h r e d d e r s h a f t s a n d t h e i r p o W e r - d r i v e

m o t o r s , a r e e s s e n t i a l l y i d e n t i c a l l y s i Z e d , and o s s e s s

e s s e n

t i a l l y t he s a m e

o p e r a t i o n a l

t o r q u e - l o a d c a p a c i t i e s .

B o t h h a v e

t h e

same s p e e d

r a n g e s , p e a k

t r a n s m i t t e d

t o r q u e s , a n d o v e r a l l

k n i f e s i Z e s a n d

s h a p e s .

The

e l e c t e d main

h a f t r u n s a l W a y s

a t f u l l s p e e d , a n d W i t h

i t s

c a r r i e d

k n i v e s d o e s

t h e

m a j o r i t y

o f

t h e

s h r e d d i n g .

The s e l e c t e d c o n t r o l l e d , o r m e t er i n g , s h a f t

c o n t r o l s

the m a i n s h a f t l o a d b y v a r y i n g i t s s p e e d , a n d i f

n e e d e d , i t s r o t a t i o n a l d i r e c t i o n .

The

main s h a f t

t o r q u e

i s

m o n i t o r e d , a s

m e n t i o n e d ,

and h i s m o n i t o r e d t o r q u e i s u s e d to

c o n t r o l t h e s p e e d

a n d

o t a t i n g

d i r e c t i o n

o f the

m e t e r i n g

s h a f t .

[ 0 0 1 9 ]

E m b o d i m e n t v a r i a t i o n s

i n c l u d e 1 ) p e r i o d i c a l l y

sWapping

t h e r o l e s of t h e tWo s h a f t s i n such a manner t h a t

e a c h s h a f t

b e c o m e s ,

v a r i o u s l y a n d

l t e r n a t e l y ,

i n

o n e

i n t e r v a l

o f t i m e t h e

s e l e c t e d

main

s h a f t , a n d

i n

a n o t h e r , a l t e r n a t e

i n t e r v a l

o f t i m e

t h e

s e l e c t e d

c o n t r o l l e d

o r

m e t e r i n g ) s h a f t ,

a n d 2 ) i m p l e m e n t i n g t h e i n v e n t i o n f e a t u r e s i n a

s h r e d d e r

Wherein

h e tWo s h a f t s and h e i r

a s s o c i a t e d

d r i v e

motors

a r e

d i f f e r e n t i a t e d

in

s i Z e s

a n d W o r k i n g

c a p a c i t i e s ,

a n d

W h e r e i n

t h e s m a l l e r

a n d

l o W e r - c a p a c i t y s h a f t and a s s o c i a t e d

d r i v e

m o t o r a l W a y s f u n c t i o n i n the s e l e c t e d , c o n t r o l l e d / m e t e r i n g

mode f p e r a t i o n .

[ 0 0 2 0 ] From

n e m e t ho d o l o g i c p o i n t o f

i e W , a n d t i l l

g e n

e r a l l y

s p e a k i n g , t h e

i n v e n t i o n o f f e r s

a method

f o r m e t e r i n g

t h e How o f

m a t e r i a l

t h r o u g h

t h e

s h r e d d i n g Z o n e i n a r o t a r y

s h e a r

s h r e d d e r ,

Which o n e i s de?ned by c o n f r o n t i n g l y r o t a t

i n g

k n i v e s

t h a t

a r e

c a r r i e d

on

p a i r

o f d j

a c e n t ,

p o W e r - d r i v e n ,

n o m i n a l l y m a t c h e d - m o t i o n

o u n t e r - r o t a t i n g s h a f t s , i n c l u d i n g

h o l d i n g

t h e

s p e e d

and

o t a t i o n a l

d i r e c t i o n

o f o n e o f

t h e s h a f t s

e s s e n t i a l l y

c o n s t a n t

W h i l e s e l e c t i v e l y c h a n g i n g , in

a

manner

v a r i a b l y

d i f f e r e n t i a t i n g t h e

r e l a t i v e

r o t a t i o n a l

m o t i o n s o f

t h e

t W o s h a f t s , t h e s p e e d , a n d u n d e r

c e r t a i n


a l s o

t h e d i r e c t i o n , o f

o t a t i o n s o l e l y

o f t h e o t h e r s h a f t .

[ 0 0 2 1 ]

From n o t h e r

m e t h o d o l o g i c p e r s p e c t i v e , the

i n v e n

t i o n

p r o p o s e s a m a t e r i a l - f e e d - r a t e method o r t h e c o n t r o l l e d ,

t h r o u g h - ? o w s h r ed d i n g o f m a t e r i al f e d i n t o

the

s h r e d d i n g

Zone i n a r o t a r y

s h e a r

s h r e d d e r ,

Which

Zone i s

de?ned by

c o n f r o n t i n g l y

r o t a t i n g k n i v e s c a r r i e d

on

p a i r o f e l o n g a t e a n d

p a r a l l e l ,

a d j a c e n t ,

n o m i n a l l y

c o u n t e r - r o t a t i n g ,

p o W e r - d r i v e n

s h a f t s i n c l u d i n g ,

u n d e r

a l l

o p e r a t i n g c o n d i t i o n s ,

a s e l e c t e d ,

m e t h o d - d e s i g n a t e d main h a f t a n d

a

s e l e c t e d ,


n a t e d c o n t r o l l e d s h a f t . The method

t e p s

i n c l u d e a ) m o n i t o r

i n g ,

d u r i n g s h r e d d i n g ,

t h e t o r q u e l o a d ex e r t e d o n t h e method

d e s i g n a t e d

main

s h a f t ,

a n d

b )

i n

r e s p o n s e

t o

s u c h

m o n i t o r i n g , a n d

i n r e l a t i o n t o

t h e r e s p e c t i v e

o p e r a t i o n s o f

t h e

t W o s h a f t s

i n

t h e

a i r ,

s e l e c t i v e l y v a r y i n g a t l e a s t o n e o f l ) t h e

s p e e d

a n d

2 ) the r o t a t i o n a l d i r e c t i o n o f the m e t h o d - d e s i g

nated c o n t r o l l e d s h a f t i n a

manner

intended

t o

achieve

d e s i r e d , a p p r o p r i a t e a n d c o n t r o l l e d , m a t e r i a l - f e e d - r a t e

t h r o u g h t h e

s h r e d d i n g

Z o n e .

[ 0 0 2 2 ]

T h e s e a n d o t h e r

v a r i o u s

f e a t u r e s a n d a d v a n t a g e s o f

t he i n v e n t i o n W i l l become more u l l y

a p p a r e n t

a s t h e d e t a i l e d

d e s c r i p t i o n

o f t p r e s e n t e d b e l o W i s

r e a d i n

c o n j u n c t i o n W i t h

t h e

a c c o m p a n y i n g

d r a W i n g .

DESCRIPTION OF THEDRAWING

[ 0 0 2 3 ]

The i n v e n t i o n ,

i n s e v e r a l o f

i t s s y s t e m i c a n d meth

o d o l o g i c a l f o r m s a s W i l l

b e

d i s c u s s e d b e l o W ) s i l l u s t r a t e d f o r

J u l . 1 2 ,

2 0 1 2

d r a W i n g - e c o n o m y r e a s o n s h e r e i n ,

b y a s i n g l e d r a W i n g

FIG

URE

h i c h p r e s e n t s i t

s c h e m a t i c a l l y ,

a n d a r t i a l l y

f r a g m e n

t a r i l y , i n a manner

d e s i g n e d

t o i l l u s t r a t e

b o t h

p r e f e r r e d

and

b e s t - m o d e ,

a n d

s e v e r a l m o d i ? e d ,

e m b o d i m e n t s

o f

i t i b o t h

m e t ho d o l o g i c a n d

s t r u c t u r a l .

DETAILED DESCRIPTION OFTHE

INVENTION

[ 0 0 2 4 ] T u r n i n g noW o t h e

d r a W i n g ,

a n d d e s c r i b i n g f r o m

o n e s y s t e m i c

a n d

e t h o d o l o g i c p o i n t o f

i e W

u s i n g h i s d r a W

i n g f o r b o t h o f

t h e s e a s p e c t s

o f

t h e

p r e s e n t i n v e n t i o n ,

W h a t

i s

shoWn

t h e r e i n ,

i n d i c a t e d g e n e r a l l y

a t 1 0 i s a

p r e f e r r e d a n d

best-mode form o f a r o t a r y s h e ar - s h r e d d i n g s y s t e m , and a n

a s s o c i a t e d m e t h o d o l o g y ,

c o n s t r u c t e d

in a c c o r d a n c e W i t h t h e

i n v e n t i o n f o r

t h e c o n t r o l l e d f e e d - r a t e s h r e d d i n g

o f

m a t e r i a l

f e d i n t o

t h e s h r e d d i n g Z o n e i n a

r o t a r y s h e a r s h r e d d e r . System

1 0 ,

d e s c r i b e d

noW c h i e ? y , and i m m e d i a t e l y

b e l o W ,

from a

s y s t e m i c

p e r s p e c t i v e , a n d

r e c o g n i z i n g

t h a t t h i s

s y s t e m i c - p e r

s p e c t i v e

d e s c r i p t i o n a l s o e f f e c t i v e l y d e s c r i b e s t h e

a s s o c i

a t e d c o m p a n i o n

m e t h o d o l o g y a l s o

d e s i g n a t e d

1 0

h e r e i n ) ,

i n c l u d e s ,

f r a g m e n t a r i l y

a n d

s o m e W h a t

s c h e m a t i c a l l y

i l l u s

t r a t e d , a n o t h e r W i s e

c o n v e n t i o n a l ( o t h er W i se , o r

o t h e r t h a n

a s t h i s s h r e d d e r i s

a s s o c i a t e d

c o m b i n a t i o n a l l y

W i t h

o t h e r c o l

l a b o r a t i v e

s t r u c t u r e noW

to be d e s c r i b e d )

t W o - s h a f t ,

r o t a r y

s h e a r s h r e d d e r 1 2 ,

a

t o r q u e l o a d s e n s o r 1 4 , r e p r e s e n t e d s c h e

m a t i c a l l y b y

a f u n c t i o n a l l y

a n d

s t r u c t u r a l l y m a t c h i n g l y

t e x t

l a b e l e d b l o c k , a s p e e d

a n d d i r e c t i o n c o n t r o l l e r

1 6 , r e p r e

s e n t e d s c h e m a t i c a l l y

b y

a n o t h e r

f u n c t i o n a l l y a n d

s t r u c t u r a l l y

m a t c h i n g l y

t e x t - l a b e l e d b l o c k ,

a n d a n a p p r o p r i a t e l y

a l g o r i t h

m i c a l l y

p r o g r a m m e d

i g i t a l

c o m p u t e r , r e p r e s e n t e d s c h e m a t i

c a l l y

b y

y e t a n o t h e r f u n c t i o n a l l y

a n d

s t r u c t u r a l l y m a t c h i n g l y

t e x t - l a b e l e d b l o c k 1 8 . S e n s o r

1 4 ,

c o n t r o l l e r

1 6 ,

a n d c o m p u t e r

1 8 c o l l e c t i v e l y c o n s t i t u t e

h e r e i n

a m a t e r i a l

f e ed - r a t e c o n t r o l

s t r u c t u r e i t h e o v e r a l l o p e r a t i o n o f Which i l l b e d e s c r i b e d

s h o r t l y .

[ 0 0 2 5 ]

S e n s o r

1 4 ,

c o n t r o l l e r

1 6 ,

a n d c o m p u t e r

1 8

a r e

e a c h

p r e f e r a b l y

c o n v e n t i o n a l i n c o n s t r u c t i o n , a n d may e made

n

a number

of

i f f e r e n t , Well-knoWn W a y s t h a t a r e f a m i l i a r t o

t h o s e

g e n e r a l l y

s k i l l e d i n t h e

a r t .

F o r t h e s e r e a s o n s , t h e s e

t h r e e components

i n

t h e

s y s t e m

a r e

i l l u s t r a t e d h e r e i n

o n l y i n

t h e n o n - d e t a i l e d ,

j u s t - m e n t i o n e d b l o c k f o r m s W h i c h

a p p e a r

a s

s i m p l e

o u t l i n e s i n

t h e

d r a W i n g FIG URE. From

t h e

s y s

t e m i c a n d

m e t h o d o l o g i c o p e r a t i o n a l

d e s c r i p t i o n s

W h i c h a r e

p r e s e n t e d b e l o W r e s p e c t i n g hoW s y s t e m 1 0 ,

a n d

i n i t t h e s e

t h r e e , b l o c k - r e p r e s e n t e d

c o m p o n e n t s ,

f u n c t i o n

d u r i n g

s h r e d

d i n g ,

t h e r e s p e c t i v e

n a t u r e s o f

t h e s e t h r e e

c o n v e n t i o n a l com

p o n e n t s W i l l b e

r e a d i l y

a p p a r e n t t o t h o s e s k i l l ed i n t h e a r t .

[ 0 0 2 6 ]

S h r e d d e r 1 2

i n c l u d e s

a

f r a m e ,

a

f r a g m e n t a r y p o r t i o n

of hich

p p e a r s

at

2 0 ,

and on Which frame r e a p p r o p r i a te l y

j o u m a l e d o r r o t a t i o n the e a r l i e r a b o v e - g e n e r a l l y - m e n t i o n e d ,

t W o , o p e r a t io n a l s h r e d d e r s h a f t s , shoWn t

2 2 , 2 4 .

Shaf ts 2 2 ,

2 4

a r e

e l o n g a t e a n d d i s p o s e d

i n

p a r a l l e l ,

s p a c e d ,

l a t e r a l

a d j a

c e n c y i n

t h e s h r e d d e r , and r e s p e c i ? c a l l y

s u p p o r t e d

on

r a m e

2 0 f o r

r o t a t i o n

a b o u t

t h e i r

r e s p e c ti v e l o n g i t u d i n a l

a x e s d e s

i g n a t e d 2 2 a, 2 4 a . These tWo

s h a f t s

a r e a l s o r e f e r r e d t o h e r e i n

a s n o m i n a l l y m a t ch e d - m o t i o n , c o u n t e r - r o t a t i n g ,

p o W e r

d r i v e n s h r e d d e r

s h a f t s .

More i l l b e

s a i d

s h o r t l y a b o u t

s h a f t

r o t a t i o n a l m o t i o n . With r e s p e c t t o t h e p r e f e r r e d i n v e n t i o n

form

noW

b e i n g d e s c r i b e d , and

a s

W i l l be e x p l a i n e d , tWo

p r i n c i p a l m o d e s

o f s h r e d d i n g

o p e r a t i o n

i l l

b e

i m p l e m e n t e d .

I n one of

t h e s e

modes, o r m a n n e r s ,

o f

o p e r a t i o n , s h a f t 22

a l W a y s

f u n c t i o n s

a s t h e a b o v e d e s c r i b e d , s e l e c t e d m a i n ,

o r

m e t h o d - d e s i g n a t e d

m a i n , s h a f t , a n d

s h a f t 2 4 a l W a y s

f u n c

t i o n s

a s



o r

m e t e r i n g , o r

method

d e s i g n a t e d c o n t r o l l e d s h a f t . I n t h e o t h e r mode, r m a n n e r , o f


5/8

US

012/0175443 A 1

o p e r a t i o n , t h e s e s h a f t - s e l e c t e d

r o l e s

t h a t a r e p l a y e d

by

h e t W o

s h a f ts a l t e r n a t e u n d e r

t h e

c o n t r o l o f

computer

8 . I n t e r v a l s o f

s u c h

a l t er a t i o n a r e f r e e l y u s e r

s e l e c t a b l e , and

a t y p i c a l

a l t e r

a t i o n i n t e r v a l

m i g h t

b e a b o u t 3 0 - s ec o n d s .

[ 0 0 2 7 ] E s t a b l i s h m e n t o f

a l l

a s p e c t s o f t h e s e

o p e r a t i n g

m o d e s i s s e l e c t i v e l y ,

a n d

c o n v e n t i o n a l l y , i m p l e m e n t a b l e

b y

o p e r a t i o n o f

c o m p u t e r

1 8 .

[ 0 0 2 8 ] C a r r i e d

in a n

a n c h o r e d

f a s h i o n ,

c o n v e n t i o n a l l y a n d

r e s p e c t i v e l y o n s h a f t s 2 2 , 2 4 , a r e e s s e n t i a l l y f u n c t i o n a l l y a n d


m a t c h e d

a s m e n t i o n e d a b o v e ) , c o n v e n t i o n a l s e t s

2 6 , 2 8 o f a p p r o p r i a t e l y

d i s t r i b u t e d a n d

o r g a n i z e d ( a l o n g t he

s h a f t s l o n g x e s ) ,

c o n f r o n t i n g l y r o t a t i n g

k n i v e s .

T h e o t a t i n g

k n i v e s i n s e t s 2 6 , 2 8 ,

a l o n g

W i t h

t h e i r c a r r y i n g s h a f t s

2 2 , 2 4 ,

r e s p e ct i v e l y , c o l l e c t i v e l y de?ne a

s h r e d d i n g

Z o n e 3 2 i n t o

Which

a t e r i a l

Which s t o b e s h r e d d e d i s f e d , doWnWardly

n

t h e

d r a W i n g FIGURE,

as i s i l l u s t r a t e d by

a

t e x t - l a b e l e d b l o c k

34 and

a doWnWardly

o i n t i n g , broad arroW

3 6 .

[ 0 0 2 9 ]

T W o ,

l a r g e , o v e r l a p p i n g , d a s h - d o u b l e - d o t c i r c l e s ,

n o t


l a b e l e d , i l l u s t r a t e t h e p a t h s , r e f e r r e d

o

a b o v e

a s t h e

c i r c u l a r l y

o v e r l a p p i n g

s W e e p s ,

t r a v e l e d

by

t h e

o u t e r

e x t r e m i t i e s o f t h e k n i v e s

i n

s e t s 2 6 , 2 8 .

[ 0 0 3 0 ] D r i v i n g l y

c o n n e c t e d ,

r e s p e c t i v e l y ,

t o s h a f t s 2 2 , 2 4

a r e c o n v e n t i o n a l ,

m a t c h e d - s i Z e

and c a p a b i l i t y , e l e c t r i c , o r

h y d r a u l i c , d r i v e m o t o r s

3 8 ,

4 0 .

[ 0 0 3 1 ] I n

a

? r s t Wa y f t h i n k i n g

a b o u t

t h e

c o n s t r u c t i o n i

t h e p r e f e r r e d c o n s t r u c t i o n 4 o f s h r e d d e r

1 2

a s

i t

i s noW e i n g

d e s c r i b e d , and

a s

h a s been

mentioned

e a r l i e r

h e r e i n , t h e

s h a f t s , t h e

r o t a t i n g

k n i f e

s e t s ,

a n d t h e d r i v e m o t o r s a r e f u l l y

m a t c h e d s t r u c t u r a l l y

a n d f u n c t i o n a l l y , W i t h

t h e same p e r a t

i n g t o r q u e c a p a c i t i e s .

The

m o t o r s a r e e a c h s e l e c t i v e l y

r o t a

t i o n a l l y - s p e e d - a d j u s t a b l e ,

a n d r o t a t i o n a l l y - d i r e c t i o n a l l y - r e

v e r s i b l e , and i n t h e t W o , s o o n

t o

be

f u r t h e r

d e s c r i b e d ,

someWhat

d i f f e r e n t manners

of p e r a t i n g s h r e d d e r 1 2 ,

a s

s o

c o n ? g u r e d a n d j u s t

d e s c r i b e d ,

e i t h e r

o n e , o r

e a c h , o f

t h e

m o t o r s

( d e p e n d i n g

on h e c h o s e n

o p e r a t i n g

m a n n e r )

i s

i n

f a c t

r o t a t i o n a l l y - s p e e d - v a r i e d , a n d o c c a s i o n a l l y r o t a t i o n a l l y - d i

r e c ti o n a l l y r e v e r s e d , u n d e r

t h e

c o n t r o l o f c o m p u t e r 1 8 . T h e s e

t W o

o p e r a t i n g

m a n n e r s

W i l l

b e d i s c u s s e d f u l l y s h o r t l y .

[ 0 0 3 2 ] As c a n

be s e e n in t h e d r a W i n g FIGURE, W i t h i n

s y s t e m 1 0 ,

t h e t o r q u e

l o a d s e n s o r ,

t h e

s p e e d a n d d i r e c t i o n

c o n t r o l l e r , a n d t h e

programmed

i g i t a l c o m p u t e r a r e

o p e r a

t i v e l y

i n t e r c o n n e c t e d

W i t h i n t h e c o n t r o l - s t r u c t u r e r e a l m

Which

h e y f o r m , a n d in t h e f o r m o f h i s c o n t r o l s t r u c t u r e , a n d

W i t h i n s y s t e m

1 0 , a r e


c o n n e c t e d e f f e c t i v e l y

t o

e a ch o f m o t o r s

3 8 , 4 0 , a n d

t h r o u g h t h e s e m o t o r s , t o t h e

r o t a t i n g - k n i f e - c a r r y i n g

s h a f t s

2 2 , 2 4 , r e s p e c t i v e l y .

[ 0 0 3 3 ] The p e r a t i v e i n t e r c o n n e c t i o n a n d t h e o t h e r c o n n e c

t i o n s j u s t m e n t i o n e d , a r e


i l l u s t r a t e d ,

a s

W i l l noW

be a r t i c u l a r l y

d e s c r i b e d ,

i n

a

manner o c u s e d on implement

i n g

o n e p r e f e r r e d - i n v e n ti o n - f o r m o p e r a t in g

mode

o r

s y s t e m

1 0 i i . e . ,

o n e o f t h e tWo

p e r a t i n g

m a n n e r s j u s t m e n t i o n e d

a b o v e . More p e c i ? c a l l y : l ) a d a s h e d , d o W n W a r d l y o i n t i n g ,

a r r o W h e a d e d l i n e 4 2


c o n n e c t s motor 8

( a n d t h u s

a l s o e f f e c t i v e l y s h a f t 2 2 ) W i t h t h e t o r q u e l o a d s e n s o r , a n d

p a r t i c i p a t e s i n the

c o l l e c t i o n

o f i n s t a n t a n e o u s t o r q u e - l o a d

i n f o r m a t i o n

from t h i s s h a f t

a n d

m o t o r ; 2 ) a s o l i d , doWn

W a r d l y

p o i n t i n g ,

a r r o W h e a d e d l i n e 4 4 o p e r a t i v e l y c o n n e c t s ,

a n d f e e d s s h a f t - 2 2 m o n i t o r e d t o r q u e i n f o r m a t i o n f r o m , t h e

t o r q u e l o a d s e n s o r t o c o m p u t e r 1 8 ; a n o t h e r

s o l i d ,

a n d

i n t h i s

c a s e u p W a r d l y p o i n t i n g ,

a r r o W h e a d e d

l i n e 4 6 s u p p l i e s moni

t o r e d - t o r q u e

c o n t r o l


f r o m

c o m p u t e r 1 8

t o

s p e e d

a n d d i r e c t io n c o n t r o l l e r

1 6 ;

a n d ? n a l l y , a d a s h e d , u p W a r d l y

p o i n t i n g ,

a r r o W h e a d e d

l i n e

4 8

f u m i s h e s ,

a s

a p p r o p r i a t e ,

J u l . 1 2 ,

2 0 1 2

s p e e d a n d / o r s p e e d a n d d i r e c t io n c o n t r o l

i n s t r u c t i o n s

f r o m

computer

1 8

t o motor 40 and s h a f t 2 4 .

[ 0 0 3 4 ]

T h i s s p e c i ? c a l l y

p i c t u r e d

c o n t r o l a r r a n g e m e n t i s

one i n Which s h a f t 22 f u n c t i o n s

a l W a y s a s

t h e

s e l e c t e d ,


m a i n

s h a f t ,

a n d

s h a f t

2 4

f u n c t i o n s

a l W a y s

a s t h e s e l e c t e d , m e t h o d - d e s i g n a t e d


o r

m e t e r i n g ,

s h a f t

[ 0 0 3 5 ] I n

t h i s o p e r a t i o n a l c o n ? g u r a t i o n o f s y s t e m 1 0 ,

m o t o r s 3 8 , 4 0 d r i v e

s h a f t s

2 2 , 2 4 , r e s p e c t i v e l y , a n d n o m i n a l l y

i . e . ,

b e f o r e

a n y s h a f t - o p e r a t i o n a l d i f f e r e n t i a t i o n t a k e s

p l a c e

i n a c c o r d a n c e

W i t h

t h e i n v e n t i o n - o f f e r e d

p r a c t i c e

o f

How

m e t e r i n g

b y

v a r i a b l y

d i f f e r e n t i a t i n g

t h e r e l a t i v e r o t a t i o n a l

motions f t h e tWo s h a f t s ) i n c o u n t e r - r o t a t i o n and t t h e same

r o t a t i o n a l s p e e d . Such

c o u n t e r

r o t a t i o n

i s

i l l u s t r a t e d

i n

t h e

d r a W i n g

b y

t W o ,

c u r v e d ,

a r r o W - h e a d e d i n e s

5 0

( a r r o W h e a d e d

a t

a

s i n g l e en d ) , 5 2

( a r r o W h e a d e d

a t

i t s t W o ,

o p p o s i t e e n d s ) .

[ 0 0 3 6 ] L i n e 5 0 , W i t h

i t s

s i n g l e ,

c l o c k W i s e - d i r e c t e d

a r r o W

h e a d ,

r e p r e s e n t s

a n

i n t en d e d , s t ea d y - s p e e d ,

c l o c k W i s e r o t a

t i o n

f o r

s h a f t

22

and

o r

i t s c a r r i e d r o t a t i n g k n i v e s i n

k n i f e

s e t

26

t

a

u s e r

s e l e c t e d ,

and computer


s p e e d .

T h i s

s t e a d y - s p e e d o t a t i o n a l c o n d i t i o n i l l

r e m a i n u n c h an g e d d u r

i n g s h r e d d i n g i n

t h e

n o W - b e i n g

d i s c u s se d o n e ,

o r ? r s t ,

manner

o f

s y s t e m i c o p e r a t i o n , e x c e p t

i n

t h e u n l i k e l y e v e n t

t h a t s o m e t h i n g

( s u c h

as a c h a r g e o f m a t e r i a l t o b e

s h r e d d e d )

u n e x p e c t e d l y a n d

s e r i o u s l y

c l o g s


Z o n e

o c r e a t e

an

emergency

c o n d i t i o n r e q u i r in g

s t o p p a g e and

r e v e r s a l

o f

s h a f t 2 2 . I n this one manner of p e r a t i o n , and

a s

h a s been

m e n t i o n e d ,

s h a f t 22

a l W a y s

f u n c t i o n s

a s t h e

m a i n ,

o r


m a i n ,

s h a f t .

[ 0 0 3 7 ] D o u b l e - a r r o W - h e a d e d l i n e

5 2 i n d i c a t e s t h a t , in

t h e

o n e /

? r s t o p e r a t i n g manner hich

s noW e i n g

d e s c r i b e d ,

m o t o r

4 0 a n d sh af t

2 4 may e

s e l e c t i v e l y s p e e d c h a n g e d , a n d

even

r e v e r s e d

i n r o t a t i o n a l d i r e c t i o n , a s

r e q u i r e d

i n o r d e r

t o

e f f e c t

c o n t r o l l e d m a t e r i a l f e e d t h r o u g h s h r e d d i n g Z o n e 3 2

i n

a c c o r d a n c e W i t h

t h e

c e n t r a l ,

u n i q u e

p r a c t i c e

o f

t h e i n v e n t i o n

i n v o l v i n g m a t e r i a l - ? o w m e t e r i n g b y v a r i a b l y d i f f e r e n t i a t i n g

t h e

r e l a t i v e

r o t a t i o n a l

m o t i o n s o f t h e tWo

s h a f t s .

N o m i n a l l y ,

s h a f t 2 4

o p e r a t e s

a t t h e

s a m e , b u t

c o u n t e r - c l o c k W i s e ,

r o t a

t i o n a l

s p e e d s e t

f o r s h a f t

2 2 .

[ 0 0 3 8 ] F u r t h e r d e s c r i b i n g t h e s y s t e m i c a n d

m e t h o d o l o g i c

o p e r a t i o n a n d p e r f o r m a n c e o f s y s t e m 1 0 a s the

i l l u s t r a t e d

f e a t u r e s o f h i s s y s t e m a n d

m e t h o d o l o g y

h a v e j u s t

b e e n

d i s

c u s s e d

in

t h e i r p r e f e r r e d f o r m s ,

and in

r e l a t i o n t o t h e

? r s t

d i s c u s s e d , p r e f e r r e d - f o r m mode o f o p e r a t i o n o f the i n v e n

t i o n ) , m a i n

s h a f t 2 2 ,

a n d i t s

c a r r i e d ,

r o t a t i n g

k n i v e s ,

c o n t i n u o u s l y

t u r n i n

t h e c l o c k W i s e d i r e c t i o n

i n d i c a t e d

b y

a r r o W h e a d e d l i n e

5 0 .

Under

t h e i n ? u e n c e o f

c o m p u t e r 1 8 ,

t o r q u e l o a d

s e n s o r 1 4 , t h r o u g h i t s

o p e r a t i v e

c o n n e c t io n W i t h

m o t o r 3 8 , c o n t i n u o u s l y

m o n i t o r s

the s h r e d d i n g t o r q u e l o a d

e x e r t e d on

main

h a f t 2 2 , and n a c c o r d a n c e W i t h

W h a t e v e r

i s

t h e

c u r r e n t ,

o p e r a t i o n a l ,

a l g o r i t h m i c p r o g r a m m i n g t h a t

i s

a c t i v e

i n c o m p u t e r 1 8 , f e e d s ,

f o r s y s t e m i c

a n d


r e a c t i o n i n

a c c o r d a n c e W i t h

t h e i n v e n t i o n ) , t o r q u e - l o a d


t o

t h e

computer

i n a

manner

c a u s i n g t h e

com

p u t e r t o

t r a n s m i t ,

t h r o u g h s p e e d a n d

d i r e c t i o n c o n t r o l l e r 1 6 ,

o p e r a t i n g

s p e e d ,

a n d

u n d e r c e r t a i n c i r c u m s t a n c e s

d i r e c t i o n

o f - r o t a t i o n - r e v e r s a l , c o n t r o l i n s t r u c t i o n s

to motor

4 0 ,

and

t h u s

t o

c o n t r o l l e d

s h a f t

2 4 .

A onsequence of h i s

b e h a v i o r

i s

t h a t t h e r e r e s u l t s

a

c o n t r o l l e d r a t e

of f e e d of

a t e r i a l to be

s h r e d d e d

t h r o u g h

s h r e d d i n g Z o n e 32ia e e d r a t e

Which

s

c o n t r o l l e d i n a

manner

r e v e n t i n g a m a t e r i a l jamming c o n d i

t i o n ,

a n d

o f f e r i n g c e r t a i n o t h e r

a d v a n t a g e s

W h i c h

W i l l

b e

e x p l a i n e d

b e l o W

h e r e i n . T h e

s p e e d

a n d r o t a t i o n a l - d i r e c t i o n

c o n t r o l t h u s e x e r t e d

on o n t r o l l e d

s h a f t 24 a c t s i n t h e manner


6/8

US

012/0175443 A 1

Which h a s b e e n

d e s c r i b e d h e r e i n

a s

v a r i a b l y d i f f e r e n t i a t i n g

t h e

r e l a t i v e

r o t a t i o n a l

motion

of

t h e

tWo s h a f t s i n a

W a y

e f f e c t i v e

t o

a c h i e v e

a

d e s i r e d , a p p r o p r i a t e

a n d


m a t e r i a l - s h r e d d i n g

f e e d - r a t e

t h r o u g h the s h r e d d i n g

Z o n e .

[ 0 0 3 9 ]

A l g o r i t h m s d e s i g n e d

f o r

i m p l e m e n t i n g ,

v i a

com

p u t e r

1 8 ,

s p e c i ? c ,

u s e r - c h o s e n a p p r o a c h e s

t o W a r d

r o t a t i o n a l

s p e e d

and i r e c ti o n c o n t r o l o f

a s e l e c t e d c o n t r o l l e d s h a f t

i n

a r o t a r y

s h e a r

s h r e d d e r ,

a c c o r d i n g

t o

t h e i n v e n t i o n ,

a r e

numer

o u s ,

a r e e a s i l y t a i l o r a b l e

t o h a n d l e

d i f f e r e n t ,

s p e c i ? c s h r e d

d i n g a p p l i c a t i o n s , may

n c l u d e

a l g o r i t h m s t h a t

a u t o m a t i c a l l y

a d a p t

o s h r e d d i n g

c o n d i t i o n s a n d

o

m a t e r i a l

b e i n g p r o c e s se d

( W i t h o u t m a n u a l

i n t e r v e n t i o n ) ,

a n d a r e r e a d i l y c o n s t r u c t ib l e

b y t h o s e

s k i l l e d

i n t h e

p r o g r a m m i n g

a r t s

f o r

i n c o r p o r a t i o n i n

c o m p u t e r

1 8 .

[ 0 0 4 0 ] P r e s e n t e d

noW i m m e d i a t e l y b e l o W , i n n a r r a t i v e

f o r m , i s a n example o f

o n e

s u c h

u s e f u l

a l g o r i t h m ,

v e r y

s t r a i g h t - f o r W a r d i n

t s f e a t u r e s ,

a n d

W i t h i n W h o

e a r c h i t e c t u r e

s y s t e m i c a n d


o p e r a t i o n o f s h r e d d e r 1 2 i s b r o

k e n

doWn n t o , i . e . ,

h a n d l e d i n , s e v e r a l

d i s t i n c t

o p e r a t i n g

p h a s e s

( d e s c r i b e d

b e l o W ) b a s e d

o n

t h e

m o n i t o r e d a n d

d e t e c t e d , i n s t a n t a n e o u s m a t e r i a l - s h r e d d i n g t o r q u e l o a d

e x e r t e d on h e s e l e c t e d main

h a f t

( 2 2 i n t h e

i l l u s t r a t i o n noW

b e i n g d i s c u s s e d ) :

[ 0 0 4 1 ] l N o r m a l s h r e d d e r o p e r a t i o n i I n

h e

m a i n h a f t

t o r q u e - l o a d

r a n g e

from no

l o a d

t o

a b o u t

75

f

f u l l

t o r q u e l o a d , t h e m e t e r i n g

s h a f t

s p e e d i s

s e t

t o

m a xi m um

f o r W a r d s p e e d

( b o t h s h a f t s

c o u n t e r - r o t a t i n g a t same

s p e e d ) .

B o t h s h a f t s p u l l

m a t e r i a l

i n t o the

s h r e d d i n g

Zone.

[ 0 0 4 2 ]

2 ) T r a n s i t i o n a l

o p e r a t i o n i F r o m

a main

s h a f t

t o r q u e l o a d o f

a b o u t

7 5 o one f

a p p r o x i m a t e l y

100 ,

t h e s p e e d

o f

t h e m e t e r i n g s h a f t i s d e c r e a s e d p r o g r e s

s i v e l y

f r o m

u l l s p e ed f o r W a r d c o u n t e r - r o t a t i n g ) a t 75

main

h a f t

t o r q u e

l o a d , t o

s t a t i o n a r y

a t 100

main

h a f t

t o r q u e l o a d . I n h i s Zone h e

amount f

a t e r i a l en t e r i n g

t h e

s h r e d d i n g

Zone

s reduced a s t h e main s h a f t

t o r q u e

l o a d i n c r e a s e s .

[ 0 0 4 3 ] 3 ) O v e r l o a d o p e r a t i o n i A b o v e

a main

s h a f t

t o r q u e l o a d o f 100 , t h e

m e t e r i n g

s h a f t r e v e r s e s s o t h a t

t h e tWo s h a f t s

a r e r o t a t i n g i n

t h e

same d i r e c t i o n , an

a c t i o n Which

h a s

t h e e f f e c t o f

r e m o v i n g

m a t e r i a l

f r o m

t h e

s h r e d d i n g

Z o n e .

The

e v e r s a l

s p e e d Would

n c r e a s e

t

h i g h e r l e v e l s o f main h a f t t o r q u e s o a s r a p i d l y t o remove

m a t e r i a l

from h e s h r e d d i n g Zone and r e v e n t a p o t e n t i a l

s h r e d d e r - j a m m i n g o v e r l o a d .

[ 0 0 4 4 ] [ A s

a n

i m p o r t a n t n o t e

r e g a r d i n g

t h i s a l g o r i t h m i

c a l l y


O v e r l o a d

o p e r a t i o n

p h a s e o f o p e r a

t i o n , i t t u r n s o u t t h a t

b e i n g

a b l e t o c h a n g e from o r W a r d

to r e v e r s e r o t a t io n a l d i r e c t io n s f o r

t h e

metered s h a f t i n

l e s s t h a n a b o u t 2 - s ec o n d s c a n b e

c r i t i c a l , and

h e s y s t e m

a n d m e t h o d o l o g y o f

h e p r e s e n t in v e n t i o n r e a d i l y

e n a b l e

t h i s

t o

h a p p e n . ]

[ 0 0 4 5 ] ( 4 ) ReversaliIf f o r some r e a s o n

t h e

Overload

o p e r a t i o n d o e s n o t s u c c e s s f u l l y c o n t r o l a n i n t o l e r a b l e

overload

c o n d i t i o n on t h e main s h a f t , o r

if

t h e r e i s an

u n s h r e d d a b l e s

o b j e c t i n t h e

s h r e d d i n g

Z o n e , t h e com

p u t e r

W o u l d i m p l e m e n t , e f f e c t i v e l y ,

a b r i e f ,

t W o - s h a f t

r e v e r s a l .

I n

h i s

s i t u a t i o n ,

W i t h

t h e co n t r o l l e d s h a f t

s t i l l i n

a r e v e r s e - r o t a t io n c o n d i t i o n , t h e main s h a f t Would t o p ,

and t h e n r e v e r s e f o r a feW

s e c o n d s .

At t h a t p o i n t , p r e f

e r a b l y

o n e o f t h e c a t e g o r i e s

( p h a s e s 1 , 2

o r

3 )

o f

non

r e v e r s a l o p e r a t i o n Would esume, r a s an l t e r n a t i v e ,

t h e

s y s t e m c o u l d b e s W i t c h e d i n t o a

b r i e f c o n d i t i o n , f o r

p e r h a p s

o n l y a

f e W

s e c o n d s , W h e r e i n ,

i n

e f f e c t , W h a t

h a s

J u l . 1 2 ,

2 0 1 2

j u s t

b e e n

t h e co n t r o l l e d / m e t e r i n g s h a f t

W o u l d

become

t h e

main

s h a f t , a n d W h a t

h a s j u s t

b e e n t h e

main

sh af t

Would become t h e c o n t r o l l e d / m e t e r i n g s h a f t . HoW h e

s y s t e m and methodology f


a r e s t r u c t u r e d

t o

p e r m i t

t h i s

W i l l

b e e x p l a i n e d

s h o r t l y

[ 0 0 4 6 ] R e s p o n s e q u i c k n e s s t o m a i n - s h a f t t o r q u e - l o a d

c h a n g e s i s

v e r y i m p o r t a n t , inasmuch a s

s h r e d d e r m a i n - s h a ft

t o r q u e l o a d i n g can a r y r a p i d l y

from

e a r l y

Z e r o

up

t o

o v e r

l o a d v a l u e s

on

a

time

s c a l e of e s s t h a n o n e , t o

j u s t

a

f e W ,

s e c o n d ( s ) .

As

e s u l t , s h r e d d e r

1 2

o p e r a t i o n i l l t y p i c a l l y b e

c o n t i n u o u s l y m o v i n g t h r o u g h , a n d

r a p i d l y

s o ,

m o s t

o f t h e

o p e r a t i o n a l p h a s e s m e n t i o n e d

a b o v e

a s t h e m a i n - s h a f t t o r q u e

l o a d

r a p i d l y

v a r i e s . Computer

1 8 a s s u r e s r a p i d r e s p o n s e t o

s u c h

v a r i a t i o n s , and

b e c a u s e

o f t h e

f a c t

t h a t r e s p o n s e i n

a l m o s t l l

c a s e s i n v o l v e s

s i m p l y e l a t i o n a l l y

v a r y i n g t h e

o p e r

a t i n g

s p e e d ,

a n d o c c a s i o n a l l y

t h e

r o t a t i o n a l d i r e c t i o n , o f u s t

t h e m e t e r i n g s h a f t , t h e i n v e n t i o n f u r n i s h e s

a n e x t r e m e l y

e ? i

c i e n t Way o manage,

and

a i n t a i n ,

a c o m f o r t a b l y c o n t r o l l e d

f e e d r a t e o f

a t e r i a l t h r o u g h

a r o t a r y s h e a r s h r e d d e r s s h r e d

d i n g Z o n e . I n

most

i n s t a n c e s ,

m a t e r i a l s h r e d d i n g , p e r

s e ,

W i l l

c o n t i n u e

u n a b a t e d b e c a u s e

o f

t h e c o n t i n u i t y o f

r o t a t i o n a l

o p e r a t i o n o f


main

s h r e d d e r s h a f t .

[ 0 0 4 7 ] C o m p l e t i n g

noW

a d e s cr i p t i o n

o f

What

s shoWn i n

t h e

d r a W i n g FIGURE,

a n d u s i n g t h i s

c o m p l e t i o n

a s a

s p r i n g

b o a r d

f o r d e s c r i b i n g

t h e s e co n d o n e o f t h e

t W o , e a r l i e r

m e n t i o n e d ,

p r i n c i p a l modes

o f

s h r e d d i n g

o p e r a t i o n t h a t

a r e

i m p l e m e n t a b l e i n

a n d

b y s y s t e m

a n d

m e t h o d o l o g y 1 0 i n t h e i r

a s s o c i a t e d

p r e f e r r e d f o r m s , t W o ,

s o l i d ,

d o u b l e - a r r o W h e a d e d

c u r v e d l i n e s 5 4 , 5 6

s c h e m a t i c a l l y

i l l u s t r a t e t h i s

s e c o n d ,

p r i n

c i p a l

o p e r a t i o n a l m o d e . T h i s

s e c o n d mode s p e c i ? c a l l y

i n v o l v e s

a p r a c t i c e o f e g u l a r l y s W i t c h i n g ,

i . e . ,

s W a p p i n g ,

t he

o p e r a t i o n a l

r o l e s , o r f u n c t i o n s , p e r f o r m e d i n

t he s h r e d d e r

b y

s h a f t s 2 2 , 2 4

a n d

t h e i r

r e s p e c t i v e l y a s s o c i a t e d d r i v e m o t o r s

3 8 , 4 0 . L i n e

5 6 i s ,

a c c o r d i n g l y ,

l a b e l e d

S W a p p a b l e F u n c

t i o n s . L i n e 54 s u n l a b e l e d .

[ 0 0 4 8 ]

A s s o c i a t e d

W i t h t h i s

s e c o n d - m o d e

f u n c t i o n - s W a p

p i n g p r a c t i c e a r e t W o , f r a g m e n t a r y , d a sh - d o u b l e - d o t , a r r o W

h e a d e d l i n e s

4 2 A ,

48A Which

e p r e s e n t


t h e

same

k i n d s o f c o n n e c t i o n s p r e v i o u s l y d e s c r i b e d

f o r

l i n e s

4 2 , 4 8 ,

r e s p e c t i v e l y , b u t s W i t c h e d

( u n d e r

the c o n t r o l o f c o m p u t e r 1 8 )

i n

such a manner h a t t h e t o r q u e

l o a d

s e n s o r m o n i t o r s , e f f e c

t i v e l y

t h r o u g h m o t o r 0 , t h e t o r q u e l o a d

e x e r t e d

s h a f t 2 4 ,

a n d

t h e s p e e d a n d d i r e c t i o n c o n t r o l l e r s u p p l i e s r o t a t i o n a l s p e e d

and p e r a t i o n a l r o t a t i o n a l d i r e c t i o n a l i n f o r m a t i o n from com

p u t e r 18

t o s h a f t

22 i a motor 3 8 .

[ 0 0 4 9 ] A n a l g o r i t h m

l i k e

t h a t

d e s c r i b e d

i n

n a r r a t i v e

f o r m

a b o v e may a l s o b e

employed

i n

t h i s o p e r a t i n g

mode o f t h e

i n v e n t i o n , W i t h , o f c o u r s e , a n a d d i t i o n i n s t r u c t i n g c o m p u t e r

1 8

t o

p e r f o r m a s W i t c h i n g / s W a p p i n g f u n c t i o n , f o r e x a m p l e , a t

r e g u l a r i n t e r v a l s , s u c h

as a b o u t e v e r y 3 0 - se c o n d s .

Such

u n c

t i o n

sWapping

v e n i Z e s

Wear on

l l

of

h e

motion components

i n s y s t e m 1 0 .

[ 0 0 5 0 ] C o n s i d e r i n g noW f u r t h e r u s e f u l embodiment

of

h e

i n v e n t i o n , a n d r e c a l l i n g

t h a t m a i n - s h a f t

a n d m e t e r i n g - s h a f t

d r i v e - m o t o r h o r s e p o W e r ,

a n d r e l a t e d m a t t e r s , i n s h r e d d e r 1 2 ,

a s

d e s c r i b e d

s o f a r

h e r e i n

i n i t s p r e f e r r e d embodiment, h a s

b e e n

e f f e c t i v e l y

s y m m e t r i c a l in t e r m s o f t h e s i Z e s a n d

W o r k i n g

c a p a c i t i e s o f s h a f t s 2 2 ,

2 4 ,

d r i v e m o t o r s 3 8 ,

4 0 an d

k n i f e - s e t

c o n ? g u r a t i o n s

2 6 , 2 8 ,

t h e r e i s a

p o t e n t i a l f o r

a s i g

n i ? c a n t ,

o v e r a l l

s h r e d d e r c o s t r e d u c t i o n b y making h e

m e t e r

i n g

a n d m a i n

s h a f t s , t h e i r

r e s p e c t iv e d r i v e m o t o r s ,

a n d k n i f e

h a r d W a r e ,

b i l a t e r a l l y

s i Z e - d i f f e r e n t .

T r i a l

e x p e r i e n c e

t o

d a t e

h a s shoWn hat t h e m e t e r i n g

s h a f t

t y p i c a l l y n e e d s

to t u r n

m uc h more s l o W l y t h a n d o e s t h e main s h a f t , and must be


7/8

US

012/0175443 A 1

s p e e d - c o n t r o l l e d i n

b o t h f o r w a r d and

e v e r s e d i r e c t i o n s . The

m e t e r i n g s h a f t d o e s n o t a p p e a r t o need

h e

same

o r q u e

c a p a

b i l i t y as d o e s t h e main h a f t , b u t d o e s n e e d s i g n i ? c a n t t o r q u e

c a p a c i t y

to

c o n t r o l i n f e d

m a t e r i a l . A s a r e s u l t , i t

ma y

be t h a t

the

m e t e r i n g

s h a f t

a n d

a s s o c i a t e d

d r i v e - m o t o r

h o r s e p o W e r

and

s p e e d

can be

r e d u c e d r e l a t i v e

to

t h o s e

o f

t h e

main

s h a f t

and

t s

a s s o c i a t e d

d r i v e - m o t o r ,

s i n c e

i t s

f u n c t i o n

i s more

t o

c o n t r o l t h e f e e d r a t e

t h a n

to poWer h e f u n c t i o n o f s h r e d d i n g .

T h i s

c o u l d d r a m a t i c a l l y r e d u c e

t h e

c o s t of

s h r e d d e r s

d r i v e

s y s t e m and o p e r a t i o n a l c o n t r o l s . I t e l i m i n a t e s t h e s u r e need

f o r

s W a p p i n g

t h e

main a n d m e t e r e d s h a f t f u n c t i o n s , b u t ,

o f

c o u r s e , s u c h s W a p p i n g c o u l d

b e

p e r f e c t l y

a c c e p t a b l e

i n

c e r

t a i n i n s t a n c e s .

[ 0 0 5 1 ] T h u s , t h i s f u r t h e r

embodiment

o f t h e

i n v e n t i o n

s h o u l d

b e v i e W e d a s a l s o

b e i n g i l l u s t r a t e d by

h e s i n g l e d r a W

i n g

FIGURE, i t h the u n d e r s t a n d i n g

t h a t

the

m o t i o n

compo

n e n t s

a s s o c i a t e d W i t h s h a f t

2 4 a r e r e d u c e d

i n s i Z e , and h a t ,

u n d e r s u b s t a n t i a l l y

a l l s h r e d d i n g

o p e r a t i n g

c o n d i t i o n s ,

t h e

f u n c t i o n a l r o l e s o f s h a f t s 2 2 , 2 4 d o

n o t c h a n g e ,

W i t h s h a f t 2 2

i s a l W a y s b e i n g


m a i n

h a f t ,

a n d

s h a f t

2 4 a l W a y s

b e i n g t h e s e l e ct e d c o n t r o l l e d / m e t e r i n g s h a f t .

[ 0 0 5 2 ] C o n t r o l l e d f e e d - r a t e s h r e d d i n g i t h e f o c u s o f

t h e

p r e s e n t i n v e n t i o n i i n v o l v e s

a method, and an s s o c i a t e d

s y s

tem s t r u c t u r e , f o r c o n t r o l l i n g

a s h r e d d e r

i n

a

W a y , u t i l i Z i n g

? o W - r a t e m e t e r i n g , t h a t l i m i t s t h e

amount

o f n o W - b e i n g

shredded

r o c e s s

m a t e r i a l t o

a

metered ?oW-quantity

t h a t a

r o t a r y

s h ea r s h r e d d e r h a s

t h e

s u r e a b i l i t y t o s h r e d . The

c e n t r a l

method

of

h e i n v e n t i o n may l s o

be

e s c r i b e d a s one

i n v o l v i n g

h o l d i n g

t h e s p e e d a n d o t a t i o n a l d i r e c t i o n

o f

n e

o f

t he u s u a l l y p r e s e n t t W o s h a f t s


c o n s t a n t

W h i l e

s e l e c t i v e l y v a r y i n g , i n a manner

a r i a b l y

d i f f e r e n t i a t i n g t h e

r e l a t i v e

r o t a t i o n a l m o t i o n s o f t h e s e tWo h a f t s , t h e s p e e d , and

u n d e r c e r t a i n


a l s o t h e d i r e c t i o n , o f

r o t a t i o n

s o l e l y

o f t h e o t h e r s h a f t .

[ 0 0 53 ] C o n t r o l l e d f e e d - r a t e

s h r e d d i n g c a n

b e i m p l e m e n t e d

on

a

t W o - s h a f t , o r

a

f o u r - s h a f t ( n o t


i l l u s t r a t e d i n

t h e d r a W i n g ) ,

r o t a r y

s he ar s h r e d d e r d r i v e n

b y i n d e p e n d e n t

d r i v e

m o t o r s f o r e a c h o f

t h e s h r e d d e r s h a f t s .

A s

h a s

been

m e n t i o n e d ,

p r a c t i c e

o f


c a n b e

i m p l e m e n t e d

W i t h i n

e i t h e r a d i r e c t e l e c t r i c d r i v e r o t a r y s h e a r

s h r e d d e r

W i t h

a p p r o p r i a t e l y d e p l o y e d a r i a b l e s p e e d a n d i r e c t i o n c o n t r o l s ,

o r an h y d r a u l i c d r i v e r o t a r y s h e a r

s h r e d d e r

a l s o W i t h a p p r o

p r i a t e l y d e p l o y e d v a r i a b l e s p e e d

a n d

d i r e c t i o n c o n t r o l s .

[ 0 0 5 4 ] I n t h e p r a c t i ce o f t h e i n v e n t i o n , a s

a b o v e

d e s c r i b e d ,

t h e s e l e c t e d m a i n s h a f t

l o a d

i s t o r q u e - l e v e l m o n i t o r e d

e f f e c t i v e l y t h r o u g h the o p e r a t i o n o f

a n

o p e r a t i v e l y i n t e r c o n

n e c t e d t o r q u e l o a d s e n s o r and

a programmable d i g i t a l co m

p u t e r u s i n g

a p p r o p r i a t e

a l g o r i t h m s t o e s t a b l i s h a r e s p o n s e

r e a c t i o n f o r


m e t e r i n g

s h a f t .

Thus

h e

r o t a t i o n a l

s p e e d ,

a n d

i f n e c e s s a r y t h e r o t a t i o n a l d i r e ct i o n , o f t h e m e t e r

i n g

s h a f t

a r e

v e r y

t i g h t l y

c o n t r o l l e d

b a s e d

on

h e t o r q u e

b e i n g

a p p l i e d t o ( e x e r t e d o n ) t h e main h a f t . By s l o W i n g o r e v e n

r e v e r s i n g

the m e t e r i n g s h a f t , the a m o u n t o f

m a t e r i a l

b e i n g

i n t r o d u c e d i n t o

t h e s h e a r i n g /

s h r e d d i n g

Z o n e

s

l i m i t e d

o What

t h e

main

s h a f t

a n d i t s k n i v e s

c a n

c o n ? d e n t l y

and

p r o p e r l y

s h r e d .

[ 0 0 5 5 ]

An m p o r t a n t

a d v a n t a g e t h u s o f f e r e d b y t h e

i n v e n

t i o n i s

t h e a b i l i t y

t o p r o c e s s

m a t e r i a l s

t h a t

Would

o t h e r W i s e

o v e r l o a d

( o v e r

f e e d ) a s h r e d d e r

and c r e a t e

t h e

need f o r

a

r e v e r s a l

( W h e r e b o t h s h a f t s

s t o p , r e v e r s e , and t u r n i n a W a y

t h a t moves

a t e r i al o u t

o f

t h e

s h r e d d i n g Z o n e ) .

R e v e r s a l s

o f

t h i s

n a t u r e b r i n g

p r o d u c t i o n

to a s t o p , and

a u s e p r o b l e m s

f o r

machines up t r e a m and doWnstream of h e a f f e c t e d

s h r e d d e r

d u e

t o

i n t e r r u p t e d p r o c e s s - m a t e r i a l ? o W .

J u l . 1 2 ,

2 0 1 2

[ 0 0 5 6 ] A n o t h e r b e n e ? t o f c o n t r o l l e d f e e d - r a t e s h r e d d i n g

a c c o r d i n g

t o

t h e

i n v e n t i o n i s

t h a t t h e p a r t i c l e s i Z e

o f s h r e d d e d

m a t e r i a l

i s t y p i c a l l y q u i t e

s m a l l

s i n c e

t h e m a t e r i a l

i s m e t e r e d

i n t o

t h e

s h r e d d i n g Z o n e betWeen t h e d r i v e n s h a f t s and t h e i r

c a r r i e d

r o t a t i n g

k n i v e s

u n d e r

a c o n d i t i o n

W i t h

t h e d e s i g n a t e d

m a i n h a f t

p r e f e r a b l y ,

a n d

s u b s t a n t i a l l y

a l W a y s, t u r n i n g t f u l l

s p e e d .

[ 0 0 5 7 ]

Thus t h e r e

h a v e

b e e n

i l l u s t r a t e d a n d d e s c r i b e d

h e r e i n ,

i n p r e f e r r e d

a n d a l t e r n a t i v e

f o r m s

a n d

m o d a l i t i e s o f

p r a c t i c e , s i g n i ? c a n t f a c e t s

o f u n i q u e

a n d

h i g h l y

e f f e c t i v e l y

i m p r o v e d r o t a r y - s h e a r - s h r e d d i n g m e th o d o l o g y a n d a s s o c i

a t e d

s y s t e m i c s t r u c t u r e .

F o u n d a t i o n a l l y , t h e s e

f ac ets o f

t h e

i n v e n t i o n r e s t

upon

c a r e f u l l y , c o n t i n u o u s l y , a n d a u t o m a t i

c a l l y m e t e r i n g t he How o f t o - b e - s h r e d d e d m a t e r i a l t h r o u g h


Zone

i n a r o t a r y s h e a r s h r e d d e r , Which

Zone

s

d e ? n e d , a t l e a s t

i n

p a r t ,

b y

c o n f r o n t i n g l y

r o t a t i n g s h e a r i n g /

s h r e d d i n g k n i v e s t h a t

a r e c a r r i e d on

a d j a c e n t , p o W e r - d r i v e n ,

a n d

n o m i n a l l y

m a t c h e d - m o t i o n c o u n t e r - r o t a t i n g

s h a f t s ,

t h r o u g h

h o l d i n g t h e s p e e d a n d

r o t a t io n a l d i r e c t i o n

o f

o n e

o f

t h e

s h a f t s

e s s e n t i a l l y c o n s t a n t , W h i l e s e l e c t i v e l y v a r y i n g ,

i n

a

manner

v a r i a b l y d i f f e r e n t i a t i n g t h e r e l a t i v e r o t a t i o n a l

m o t i o n s o f t h e tWo s h a f t s , t h e s p e e d , a n d u n d e r c e r t a i n c i r

c u m s t a n c e s

a l s o


r o t a t i o n s o l e l y

o f t h e o t h e r

s h a f t . W h i l e , a s j u s t m e n t i o n e d , a l t e r n a t i v e f o r m s a n d

p r a c t i c e

m o d a l i t i e s ,

e t c . ,

o f

t h e i n v e n t i o n h a v e s o been p r e s e n t e d , I

a p p r e c i a t e t h a t o t h e r v a r i a t i o n s and m o d i ? c a t i o n s

a r e

p o s

s i b l e ,

and

i n t e n d

t h a t a l l s u c h

o t h e r

v a r i a t i o n and

modi?ca

t i o n W i l l be o n s t r u e d to

come

i t h i n t h e s c o p e s

o f

h e beloW

i n c l u d e d c l a i m s .

I

c l a i m :

1 . A y s t e m

f o r t h e c o n t r o l l e d - f e e d - r a t e

s h r e d d i n g

o f

mate

r i a l

i n a

r o t a r y s h e a r s h r e d d e r c o m p r i s i n g

a p a i r o f s p a c e d , l a t e r a l l y a d j a c e n t ,

n o m i n a l l y

m a t c h e d

m o t i o n c o u n t e r - r o t a t i n g , p o W e r - d r i v e n

s h r e d d e r s h a f t s ,

i n c l u d i n g , u n d e r

a l l s h r e d d i n g o p e r a t i n g c o n d i t i o n s ,

a

s e l e c t e d main s h a f t and a s e l e ct e d c o n t r o l l e d s h a f t , s a i d

s h a f t s c a r r y i n g s e t s o f c o n f r o n t i n g l y

r o t a t i n g

k n i v e s

W h i c h , a l o n g W i t h t h e i r r e s p e c t i v e ,

a s s o c i a t e d

s h a f t s ,

de?ne betWeen them

s h r e d d i n g

Zone i n t o Which mate

r i a l t o b e s h r e d d e d

i s

f e d ,

a p a i r

o f

d r i v e m o t o r s ,

e a c h

d r i v i n g l y

c o n n e c t e d

to a

d i f

f e r e n t

o n e o f

s a i d

s h a f t s , e a c h

s a i d

motor b e i n g s e l e c

t i v e l y ,

a n d i n d i v i d u a l l y , s p e e d - v a r i a b l e a n d r o t a t i o n - d i

r e c t io n r e v e r s i b l e and


a s s o c i a t e d W i t h

s a i d s h a f t s

a n d m o t o r s ,

mate

r i a l

f e e d - r a t e c o n t r o l

s t r u c t u r e i n c l u d i n g

a ) a t o r q u e l o a d s e n s o r at a l l t i m e s o p e r a t i v e l y

con

n e c t e d

to

t h e d r i v e motor

Which

i s d r i v i n g l y con

n e c t e d

t o

s a i d s e l e c t e d main s h a f t , o p e r a b l e

ef f ec

t i v e l y

t o

m o n i t o r ,

c o n t in u o u s l y d u r i n g

s h r e d d i n g , t h e

t o r q u e l o a d e x p e r i e n c e d

b y

t h a t

s h a f t ,

b )

a s p e e d and d i r e c ti o n c o n t r o l l e r a t a l l t i m e s

o p e r a

t i v e l y

c o n n e c t e d

t o t h e

d r i v e

motor Which s d r i v i n g l y

c o n n e c t e d

t o

s a i d s e l e ct e d c o n t r o l l e d s h a f t , o p e r a b l e

t o

c h a n g e

t h e

r o t a t i o n a l

s p e e d a n d t h e

r o t a t i o n a l d i r e c

t i o n

o f

t h a t s h a f t , a n d

c ) a n a l g o r i t h m i c a l l y p r o g r a m m e d d i g i t a l

c o m p u t e r

o p e r a t i v e l y connected both o s a i d s e n s o r and

o

s a i d

c o n t r o l l e r , o p e r a b l e ,

b a s e d

upon t h e s e l e c t e d main

s h a f t t o r q u e

l o a d

m o n i t o r e d

by

s a i d s e n s o r , a n d

e m p l o y i n g s a id c o n t r o l l e r

i n

r e l a t i o n t o

t h e d r i v e

motor

Which

s d r i v i n g l y

c o n n e c t e d t o

s a i d s e l e c t e d

c o n t r o l l e d s h a f t , t o c o n t r o l s e l e c t i v e l y ,

i n

a

manner

v a r i a b l y

d i f f e r e n t i a t i n g t he e l a t i v e r o t a t i o n a l

m o t i o n s


8/8

US

012/0175443 A 1

o f t h e

t W o

s h a f t s , the

r o t a t i o n a l s p e e d

a n d , i f n e e d e d ,

t h e r o t a t i o n a l

d i r e c t i o n

o f

s a i d

s e l e c t e d c o n t r o l l e d

s h a f t i n a W a y e f f e c t i v e t o

a c h i e v e

a d e s i r e d , appro

p r i a t e

a n d


m a t e r i a l - s h r e d d i n g f e e d - r a t e

t h r o u g h

t h e

s h r e d d i n g

Z o n e .

2 . The

s y s t e m o f c l a i m

1 , W h e r e i n

s a id c o n t r o l

s t r u c t u r e

i s


c o n ? g u r e d W h er e b y , u n d e r the

c o n t r o l

o f

s a i d

c o m p u t e r , s a i d t o r q u e

l o a d

s e n s o r and s a i d s p e e d a n d d i r e c

t i o n c o n t r o l l e r a r e

s e l e c t i v e l y s W i t c h a b l e

i n r e l a t i o n t o t h e i r

o p e r a t i v e

c o n n e c t i o n s

t o s a i d s h a f t s s o a s t o a l t e r n a t e t h e

s e l e c t i o n s

of

h e s h a f t s a s being

a

main s h a f t and

c o n t r o l l e d

s h a f t .

3 . A

ethod

o r

m e t e r i n g

t h e

How

f a t e r i a l t h r o u g h t h e

s h r e d d i n g

Zone

i n a r o t a r y s h e a r s h r e d d e r , Which Zone i s

d e ? n e d , a t l e a s t i n p a r t , b y c o n f r o n t i n g l y

r o t a t i n g

k n i v e s t h a t

a r e c a r r i e d on a p a i r o f a d j a c e n t , p o W e r - d r i v e n , n o m i n a l l y

m a t c h e d - m o t i o n

c o u n t e r - r o t a t i n g

s h a f t s ,

s a i d

method com

p r i s i n g

h o l d i n g t h e

s p e e d a n d r o t a t io n a l d i r e c t i o n

o f

n e o f

h e

s h a f t s


c o n s t a n t W h i l e

s e l e c t i v e l y v a r y i n g ,

i n

a

manner v a r i a b l y d i f f e r e n t i a t i n g

t h e r e l a t i v e

r o t a t i o n a l

m o t i o n s o f t h e tWo s h a f t s , t h e s p e e d , and u n d e r c e r t a i n c i r

c u m s t a n c e s

a l s o


r o t a t i o n s o l e l y

o f t h e o t h e r

s h a f t .

4 . The method f

c l a i m 3 Which f u r t h e r c o m p r i s e s

moni

t o r i n g t h e

t o r q u e l o a d e x e r t ed on

h e

o n e

s h a f t , and e r f o r m

i n g s a i d

s e l e c t i v e v a r y i n g b a s e d

u p o n s a i d

m o n i t o r i n g ,

a n d

i n

a manner i n t e n d e d t o a c h i e v e d e s i r e d , a p p r o p r i a t e, m a t e r i a l

?oW e t er i n g t h r o u g h the s h r e d d i n g

Z o n e .

5 .

The method f c l a i m

4 ,

W h e r e i n

s a i d

t o r q u e - l o a d moni

t o r i n g r e g a r d i n g

t h e

o n e

s h a f t i n v o l v e s i n s t a n t a n e o u s

t o r q u e

l o a d m o n i t o r i n g r e s p e c t i n g t h a t s h a f t .

6 . A o n t r o l l e d m a t e r i a l - f e e d - r a t e

method

f o r t h e

con

t r o l l e d ,

t h r o u g h - ? o W

s h r e d d i n g o f a t e r i a l f e d n t o the s h r e d

d i n g

Zone

n a

r o t a r y

s h e a r

s h r e d d e r ,

Which

Zone

s d e ? n e d , a t

l e a s t

i n

p a r t ,

by

o n f r o n t i n g l y r o t a t i n g k n i v e s c a r r i e d

on

p a i r

J u l . 1 2 ,

2 0 1 2

o f e l o n g a t e a n d p a r a l l e l , a d j a c e n t , n o m i n a l l y c o u n t e r - r o t a t

i n g ,

p o W e r - d r i v e n s h a f t s

i n c l u d i n g , u n d e r a l l

o p e r a t i n g

c o n

d i t i o n s

a

s e l e c t e d , m e t h o d - d e s i g n a t e d main

s h a f t

and

a

s e l e c t e d , m e t h o d - d e s i g n a t e d

c o n t r o l l e d s h a f t ,

s a i d m e t h o d

c o m p r i s i n g

m o n i t o r i n g , d u r i n g s h r e d d i n g , t h e t o r q u e l o a d e x e r t e d o n

the m e t h o d - d e s i g n a t e d m a i n

s h a f t ,

a n d

i n

r e s p o n s e t o s a i d m o n i t o r i n g , and

i n

r e l a t i o n t o

t h e

r e s p e c t i v e

o p e r a t i o n s o f

t h e t W o

s h a f t s i n

t h e p a i r ,

s e l e c

t i v e l y v a r y i n g a t

l e a s t o n e o f

t h e s p e e d a n d

r o t a t i o n a l

d i r e c t i o n o f t h e


c o n t r o l l e d s h a f t i n a

manner i n t e n d e d

to

a c h i e v e

d e s i r e d , a p p r o p r i a t e and


m a t e r i a l - f e e d - r a t e

t h r o u g h

t h e

s h r e d d i n g

Zone.

7 .

The

method

f c l a i m 6 , W h e r e i n

s a i d

t o r q u e - l o a d moni

t o r i n g

r e g a r d i n g t h e


m a i n

s h a f t

i n v o l v e s

i n s t a n t a n e o u s

t o r q u e

l o a d m o n i t o r i n g r e s p e c t i n g t h a t s h a f t .

8 .

The method

f c l a i m , Which s p r a c t i c e d W i t h r e s p e c t o

a s h r e d d e r Wherein h e tWo s h a f t s

i n

t h e

p a i r

a r e d i f f e r e n t i n

s i Z e , t o r q u e c a p a c i t y ,

a n d

a s s o c i a t e d p o W e r d r i v e ,

a n d

t h e

l a r g e r s h a f t

a l W a y s

f u n c t i o n s a s

t h e

m e t h o d - d e s i g n a t e d main

s h a f t , and

t h e

s m a l l e r

s h a f t

a l W a y s

f u n c t i o n s a s t h e

method

d e s i g n a t e d c o n t r o l l e d

s h a f t .

9 .

The

method

o f c l a i m 6 , W h e r e i n s a i d m o n i t o r i n g a n d

v a r y i n g s t e p s a r e p e r f o r m e d u n d e r

t h e

c o n t r o l

o f a n a p p r o p r i

a t e l y

a l g o r i t h m i c a l l y

p r o g r a m m e d

d i g i t a l c o m p u t e r .

1 0 . The

method

f

c l a i m

6 ,

W h e r e i n

t h e

method e s i g n a

t i o n s

of main

and c o n t r o l l e d s h a f t s

a r e

s e l e c t i v e l y

r e v e r s

i b l e W i t h r e s p e c t t o t h e tWo s h a f t s .

1 1 .

The method f c l a i m

9 ,

W h e r e i n t h e method e s i g n a

t i o n s of main

and

c o n t r o l l e d s h a f t s a r e s e l e c t i v e l y r e v e r s

i b l e W i t h r e s p e c t t o t h e

tWo

s h a f t s under h e i n ? u e n c e o f t h e

d i g i t a l

c o m p u t e r .

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