DE10040715A1 - Vorrichtung zum Zerlegen von Kraftfahrzeugkatalysatoren - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zerlegen von Kraftfahrzeugkatalysatoren, insbesondere zum Trennen des Gehäuses (4) von dem darin enthaltenen Keramikformkörper und den übrigen, teilweise metallischen, Bestandteilen (7), die aus einem Widerlager (6) und einer Ausstoßvorrichtung (1) besteht, wobei die Ausstoßvorrichtung sich aus einem Stößel (2) und einem Schwert (3) zusammensetzt, während als Widerlager zwei Backen (5) zusammenwirken, sowie ein Verfahren zum Öffnen des Katalysatorgehäuses unter Verwendung des beschriebenen, neuartigen Werkzeugs.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Zerlegen von Kraft­ fahrzeugkatalysatoren, insbesondere zum Trennen des Gehäuses von dem darin enthaltenen Keramikformkörper und den übrigen, teilweise metallischen, Bestandteilen, die aus einem Widerlager und einer Aus­ stoßvorrichtung besteht.

Im Rahmen der zunehmenden Nutzung von Recyclingverfahren für die Verwertung von Abfallprodukten ist auch die Verwertung von Kraftfahr­ zeugabgaskatalysatoren zur Gewinnung von an anderer Stelle einsetz­ baren Sekundärrohstoffen bekannt. Die heutzutage eingesetzten Kraft­ fahrzeugkatalysatoren bestehen im wesentlichen aus einem porösen Keramikkörper mit katalytisch aktiver Beschichtung aus Platin, Rhodium oder ähnlichem, zur Bruchsicherung eingebettet in ein Drahtgestrick, sowie aus weiteren, teilweise metallischen, Bestandteilen und einem Gehäuse aus Metall, das im allgemeinen zylindrische Form mit runder oder ovaler Querschnittsfläche aufweist.

Die zu entsorgenden Kraftfahrzeugabgaskatalysatoren werden im all­ gemeinen, wie andere Autozubehörteile auch, über den Kraftfahrzeug- oder Schrotthandel gesammelt und vorsortiert, um nach der Zerlegung in die Bestandteile diese anschließend weiter aufbereiten bzw. aufarbei­ ten zu können.

Als erster Verfahrensschritt bei der mechanischen Zerlegung des Kraft­ fahrzeugkatalysators muss das Katalysatorgehäuse geöffnet werden. Dieses besteht in der Regel aus zwei zylindrischen Halbschalen, die entlang einer gemeinsamen, umlaufenden Anliegekante nach Art eines Parallel- oder Überlappstoßes verschweißt oder als Falz durch Börde­ lung fest miteinander verbunden sind.

Bei dem bisher als Stand der Technik angewendeten Verfahren wird das Katalysatorgehäuse mit einer Metall- oder Blechschere in Längs­ richtung oder quer dazu in Umfangsrichtung aufgetrennt.

Diese Vorgehensweise hat den wesentlichen Nachteil, dass das Kata­ lysatorgehäuse beim Schließen der Schere im Bereich der Scheren­ schneide stark zusammengepresst wird, wodurch das Entfernen des Keramikformkörpers und der übrigen, teilweise metallischen, Bestand­ teile im nächsten Verarbeitungsschritt zusätzlich erschwert wird. Da­ durch wird als zusätzlicher Arbeitsgang das Wiederaufbiegen des de­ formierten Gehäuses erforderlich. Bei unsachgemäßer Bedienung und zu hoch dosierter Kraft auf die Scherenschneiden oder anderer falscher Handhabung kann es zu einem unkontrollierten Zerbrechen des Form­ körpers bzw. zum Zerreißen oder zu einer andersartigen Zerstörung der übrigen, teilweise metallischen, Bestandteile kommen, wodurch der Ar­ beitsfluss häufig gestört wird und evtl. sogar eine Gefährdung der Ar­ beitskräfte entsteht.

Aufgabe der Erfindung ist es, das Zerlegen der Kraftfahrzeugkatalysato­ ren, insbesondere das Entfernen des Keramikkörpers und der übrigen, teilweise metallischen, Bestandteile aus dem Gehäuse, mit Hilfe einer einfach und sicher zu bedienenden Vorrichtung zu vereinfachen, wobei das Katalysatorgehäuse geöffnet wird und der Keramikkörper weitest­ gehend zerbrochen, zerkleinert oder sogar pulverisiert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Aus­ stoßvorrichtung aus einem Schwert und einem Stößel besteht, das Wi­ derlager von zwei in einem fest vorgegebenen Abstand zueinander an­ geordneten Backen gebildet wird, zwischen denen ein vertikaler Spalt offen bleibt, und die Ausstoßvorrichtung in der Vertikalen aufwärts und abwärts beweglich ist, und die Backen des Widerlagers während des Betriebs weitestgehend räumlich feststehend und gegebenenfalls gefe­ dert sind.

Mit der Erfindung werden einige wesentliche Vorteile erreicht, die in den folgenden Abschnitten ausführlich erläutert werden.

Die Verwendung einer geteilten Ausstoßvorrichtung, bestehend aus einem Stößel und einem Schwert, das durch den Stößel betätigt wird, eröffnet die Möglichkeit, das Schwert bei Bedarf auszutauschen. Dieser Fall kann durch Zerstörung oder Abnutzung des Schwertes eintreten. Außerdem lässt sich die Vorrichtung bei Austauschen des Schwertes durch ein günstiger dimensioniertes an veränderte Größenabmessun­ gen der Katalysatorgehäuse anpassen, z. B. bei Wechsel des aufzuar­ beitenden Bautyps oder konstruktiv bedingten Änderungen in den Ge­ häuseabmessungen.

Es wird eine konstruktive Gestaltung der Vorrichtung vorgeschlagen, bei der die Backen des Widerlagers räumlich fest angeordnet sind, während das Schwert vertikal beweglich ist.

Bei einem Widerlager, das vorteilhaft von zwei in einem fest vorgege­ benen Abstand zueinander angeordneten Backen gebildet wird, bleibt zwischen diesen ein vertikaler Spalt offen, durch den nach dem Öffnen des Katalysatorgehäuses der Keramikkörper und die übrigen, teilweise metallischen, Bestandteile hindurchfallen können, z. B. in einen bereit­ stehenden Auffangbehälter.

Die Abwärtsbewegung der Ausstoßvorrichtung in der Vertikalen zwi­ schen beiden Backen des Widerlagers bewirkt das Herausbefördern des Keramikkörpers und der anderen, teilweise metallischen, Bestand­ teile aus dem Gehäuse. Dabei wird der Keramikkörper meistens zer­ brochen und zerkleinert. Anschließend werden mit einem Sieb die ke­ ramischen Bestandteile von den metallischen und den übrigen Bestand­ teilen getrennt.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung dieser Erfindung ist Gegenstand von Unteransprüchen.

Ein wesentlicher Vorteil für die Wirksamkeit der beabsichtigten Tren­ nung ist es, wenn der Abstand zwischen beiden Backen des Widerla­ gers immer schmaler ist als der Durchmesser des jeweils bearbeiteten Katalysatorgehäuses. Dann kann das Gehäuse parallel zu seiner Längsachse so aufgelegt werden, dass es von beiden Backen zu glei­ chen Teilen getragen wird, wodurch im Gehäuse an genau vorherbe­ stimmten Bruchstellen eine Öffnung entsteht, durch die das Keramikin­ nenteil und die übrigen, teilweise metallischen, Bestandteile zwischen den Backen des Widerlagers hindurch herausgestoßen werden, z. B. in einen darunterstehenden Auffangbehälter.

Eine Ausführung der Erfindung, bei der der Abstand zwischen beiden Backen des Widerlagers stufenlos verstellbar variiert und anschließend fixiert werden kann, hat den Vorteil, dass die Vorrichtung genau an die Baugröße des jeweiligen Katalysatortyps anpassbar ist. Wenn nämlich die beiden Backen des Widerlagers horizontal und spiegelsymmetrisch bewegbar sind und ihr Abstand nach Bedarf fixierbar ist, dann ist die Spaltbreite jederzeit an den Durchmesser des zu öffnenden Katalysa­ torgehäuses anpassbar.

Eine weitere Verbesserung der Vorrichtung besteht in einer abgerunde­ ten Ausführung der Arbeitskanten an den Backen und dem Schwert, womit diese das Katalysatorgehäuse an den Verformungsstellen mit entsprechenden Radien deformieren, wodurch das anschließende Öff­ nen des Blechmaterials erleichtert wird und als ein weiterer Vorteil ein gezielter Bruch des Gehäuses an genau definierten Stellen erreicht wird.

Die Anordnung der Ausstoßvorrichtung oberhalb des Widerlagers, aber mit derselben Symmetrieebene wie dieses, bewirkt den Vorteil einer symmetrischen Verformung des auf das Widerlager gelegten Katalysa­ torgehäuses, wodurch die zu schaffende Öffnung vorhersagbar immer an der selben Stelle entsteht. Daher ist bei der Montage auch auf die passgenaue Positionierung von Schwert und Widerlager zueinander zu achten, die wiederum in ihren Abmessungen genau aufeinander abzu­ stimmen sind.

In der entsprechenden vorteilhaften Weiterentwicklung der Vorrichtung haben das Schwert und die Backen des Widerlagers annähernd die gleiche Länge und auf jeder Seite liegen die Enden von Schwert und Backen in nahezu derselben Ebene. Dadurch ist die Passgenauigkeit der Vorrichtung sichergestellt, die Voraussetzung ist für ein exaktes, fehlerfreies Arbeiten.

Das Schwert der Ausstoßvorrichtung, das kollisionsfrei bis in den Spalt hineinfährt, unterstützt zum einen das Ausstoßen des Keramikkörpers sowie der übrigen, teilweise metallischen, Bestandteile und verstärkt zum anderen die Verformung des Blechmaterials des Gehäuses und erweitert dadurch die zwischen den Backenkanten in der Wandung des aufliegenden Gehäuses entstandene Öffnung zusätzlich. Darüberhi­ naus zerbricht und zerkleinert das Schwert meistens die keramischen Bestandteile, die anschließend mit einem Sieb von den metallischen und den übrigen Bestandteilen getrennt werden.

In einer vorteilhaften Weiterentwicklung der Erfindung wird das Schwert mit einer Hydraulik relativ zu den Backen bewegt. Weiterhin eröffnet ein Hydraulikantrieb die Möglichkeit einer weitgehenden Automatisierung des Verfahrens.

Von Vorteil für die Arbeitssicherheit bzw. die sichere Bedienung ist eine Ausgestaltung der Erfindung, bei der das Öffnen des Katalysatorgehäu­ ses und das Zerkleinern des Keramikkörpers und der übrigen, teilweise metallischen, Bestandteile in einem Schutzgehäuse gekapselt erfolgt. Dazu ist das Schutzgehäuse so konstruiert, dass es mit seinen Wan­ dungen die Ausstoßvorrichtung und das Widerlager möglichst eng und vollständig umschließt, aber die Bewegung dieser beiden Werkzeuge nicht behindert, und eine für den Schutzzweck ausreichende Höhe auf­ weist. Dadurch wird sichergestellt, dass bei der Aufarbeitung der Kata­ lysatoren keine Bruchstücke umhergeschleudert und Arbeitskräfte oder andere Personen am Arbeitsplatz und in der Umgebung gefährdet oder verletzt werden.

Schließlich ist auch das gesamte Verfahren der Verwendung der neuar­ tigen Vorrichtung zum Zerlegen von Kraftfahrzeug-Katalysatoren Ge­ genstand eines Unteranspruches, der damit alle beschriebenen Vorteile in sich vereint.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung lassen sich dem nachfolgenden Beschreibungsteil entnehmen, in dem anhand ei­ ner Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert ist.

Die Vorrichtung zur Zerlegung von Kraftfahrzeugkatalysatoren besteht im wesentlichen aus einer Ausstoßvorrichtung (1) und einem Widerla­ ger (6). Die Ausstoßvorrichtung ist ihrerseits zusammengesetzt aus ei­ nem Stößel (2) und einem Schwert (3), während sich das Widerlager aus zwei horizontal verschiebbaren Backen (5) zusammensetzt. Auf den Kanten dieser Backen liegt das zu öffnende Katalysatorgehäuse (4) auf, während die Ausstoßvorrichtung von oben vertikal auf die Gehäu­ sewandung drückt. Durch den zunehmenden Druck wird das Katalysa­ torgehäuse an den Backenkanten so stark deformiert, dass die Gehäu­ sewandung aufbricht. Im weiteren Verlauf der Deformation wird die Ge­ häusewandung zunehmend aufgebogen, bis die entstandene Öffnung so groß ist, dass der im Gehäuseinneren befindliche Keramikkörper und die übrigen, teilweise metallischen, Bestandteile (7) nach unten durch den zwischen den beiden Backen verbliebene Spalt in ein bereitste­ hendes Auffangbehältnis fallen können.

Claims (11)

1. Vorrichtung zum Zerlegen von Kraftfahrzeugkatalysatoren, insbeson­ dere zum Trennen des Gehäuses von dem darin enthaltenen Keramik­ formkörper und den übrigen, teilweise metallischen, Bestandteilen, die aus einem Widerlager und einer Ausstoßvorrichtung besteht, dadurch gekennzeichnet, dass
die Ausstoßvorrichtung aus einem Schwert und einem Stößel besteht,
das Widerlager von zwei in einem fest vorgegebenen Abstand zuein­ ander angeordneten Backen gebildet wird, zwischen denen ein vertika­ ler Spalt offen bleibt,
die Ausstoßvorrichtung in der Vertikalen aufwärts und abwärts beweg­ lich ist, und die Backen des Widerlagers während des Betriebs weitest­ gehend räumlich feststehend und gegebenenfalls gefedert sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen beiden Backen des Widerlagers schmaler ist als der Durchmesser des jeweiligen, bearbeiteten Katalysatorgehäuses.

3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Backen des Widerlagers horizontal und symmetrisch zur gemeinsamen vertikalen Spiegelebene auseinander­ bewegt und wieder zusammengeführt werden können.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der gegenseitige Abstand der Backen veränder­ lich festlegbar ist bzw. der Abstand der Backen zueinander nach Be­ darf, d. h., je nach Durchmesser des zu zerlegenden Katalysatorgehäu­ ses, fixierbar ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitskanten der Backen und des Schwer­ tes abgerundet sind.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausstoßvorrichtung oberhalb des Widerla­ gers angeordnet ist und ihre Bewegung in derselben vertikalen Spie­ gelebene vollführt, die sich symmetrisch zwischen den beiden senk­ rechten Backenflächen des Widerlagers befindet.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwert, unabhängig von seiner Höhe, an­ nähernd die gleiche Länge aufweist wie die Backen des Widerlagers und die Seitenflächen von Schwert und Backen sich auf jeder der bei­ den Seiten annähernd in einer Ebene bewegen und entsprechend passgenau montiert sind.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwert aufgrund seiner Breite kollisionsfrei in den zwischen beiden Backen verbleibenden Spalt hineinpasst und in ihn hineinbewegt wird.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwert mit einer Hydraulik relativ zu den Backen bewegbar ist.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Öffnen des Katalysatorgehäuses, das Zer­ brechen oder Zerkleinern des Keramikformkörpers und das Ausstoßen des zerstörten Keramikformkörpers sowie der übrigen, teilweise metalli­ schen, Bestandteile in einem Schutzgehäuse gekapselt erfolgt.

11. Verfahren unter Verwendung der Vorrichtung nach einem der An­ sprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zum Öffnen des Ka­ talysatorgehäuses ein neuartiges, nach den obigen Ansprüchen kon­ struiertes Werkzeug verwendet wird.