DE102012104006B3 - Vertical cutter for use in commercial machine for recycling of motor vehicle-catalysts and for recovery of noble metal coated ceramic substrates, has vertical blade that is provided in ninety degree position during operation - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Vertikalschere zum Recycling von Kfz-Katalysatoren gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a vertical shear for the recycling of motor vehicle catalysts according to the preamble of
Die katalytischen Eigenschaften von Platin (Pt), Palladium (Pd) und Rhodium (Rh) haben, eingebaut in Katalysatoren, eine Schlüsselfunktion für die Abgasreinigung von Kraftfahrzeugen. Seit Mitte der 1990er Jahre stieg die Nachfrage nach diesen Metallen (PGM) deutlich an. Einhergehend mit diesem Anstieg stellt sich die Aufbereitung von gebrauchten Kfz-Katalysatoren als ökologisch und ökonomisch sinnvoll dar.The catalytic properties of platinum (Pt), palladium (Pd), and rhodium (Rh), when incorporated into catalysts, have a key role in automotive emission control. Since the mid-1990s, the demand for these metals (PGM) has increased significantly. Along with this increase, the reprocessing of used motor vehicle catalysts is ecologically and economically sensible.
Um ein 1-kg-PGM zu erhalten, müssen ca. 160 t PGM-Erz aus bis zu 2.000 m Tiefe gefördert werden. Im Vergleich benötigt man „lediglich” ca. 2 t Konverter als gebrauchte Ware bzw. ca. 500 kg beschichtete Keramiksubstrate, um die oben genannte Menge PGM aus dem Recycling zu erhalten.In order to obtain a 1 kg PGM, approximately 160 t of PGM ore must be mined from a depth of up to 2,000 m. In comparison, "only" about 2 tons of converter is needed as used product or about 500 kg of coated ceramic substrates in order to obtain the abovementioned amount of PGM from recycling.
Die Zahl der Katalysatoren, welche dem Recycling zugeführt werden, wird ansteigen, da die letzte Fahrzeuggeneration ohne Katalysator schrittweise stillgelegt wird. Allein in der BRD sind laut Statistischem Bundesamt 2010 50,18 Mio. Fahrzeuge zugelassen. Von den ca. 3 Mio. stillgelegten Fahrzeugen im Jahr 2008 wurden 420.000 Fahrzeuge endgültig in Deutschland verwertet und standen somit der Katalysator-Aufbereitung zur Verfügung.The number of catalysts that will be recycled will increase as the last generation of vehicles without catalytic converter is phased out. In the Federal Republic of Germany alone, 50.18 million vehicles are registered in 2010 according to the Federal Statistical Office. Of the approximately 3 million decommissioned vehicles in 2008, 420,000 vehicles were finally used in Germany and were thus available for catalyst treatment.
Zum Stand der Technik ist Folgendes auszuführen.The state of the art is as follows.
Zum gegenwärtigen Zeitpunkt werden gebrauchte Katalysatoren bei der sogenannten „Kat-Entmantelung” überwiegend mit sogenannten, marktüblichen Alligatorscheren verarbeitet. Hier kommt es einerseits zu hohen Verlusten durch PGM-haltigen Staub, andererseits sind Alligatorscheren für die Kat-Verwertung ein potentielles Risiko in puncto Arbeits- und Gesundheitsschutz.At the present time, used catalysts in so-called "cat-stripping" are predominantly processed with so-called commercially available alligator scissors. On the one hand, there are high losses due to dust containing PGM, on the other hand alligator scissors for cat recovery pose a potential risk in terms of occupational health and safety.
Systembedingt werden bei der Verarbeitung mittels Alligatorscheren die Konverter stark verformt, bevor es zum eigentlichen Schneidprozess kommt. Außerdem sind die Konverter in der Alligatorschere nicht „lagestabil” und werden unter Umständen vor oder während des Schnittvorganges aus dem Schneidbereich gedrückt. Dies ist insbesondere bei Katalysatoren mit runder Bauform der Fall.Due to the system, the converters are heavily deformed during processing by means of alligator shears, before the actual cutting process takes place. In addition, the converters in the alligator shears are not "stable in position" and may be forced out of the cutting area before or during the cutting process. This is the case in particular with catalysts of a round design.
Bekannt ist die Patentschrift
Des Weiteren ist die Offenlegungsschrift
Eine weitere Offenlegungsschrift
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vertikalschere zum Recycling von Kfz-Katalysatoren zu realisieren, wobei eine einfache Konstruktion ausgeführt und über einen Scherprozess der Katalysator geteilt wird und dabei verhindert werden muss, dass große Verformungen beim Scherprozess des Katalysators auftreten.The object of the invention is to realize a vertical scissors for the recycling of motor vehicle catalysts, wherein a simple construction is executed and divided by a shearing process of the catalyst and it must be prevented that large deformations occur during the shearing process of the catalyst.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Vertikalschere mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1. This object is achieved by a vertical shear with the features according to
Dabei ist eine Vertikalschere zum Recycling von Kfz-Katalysatoren so entwickelt,
- – dass ein Vertikalmesser bei der Bedienung in 90°-Stellung dazu vorhanden ist und dass das Vertikalmesser eine V-Form mit einer Spitze nach unten aufweist und in einem Quetschblock arretiert ist, wobei das Vertikalmesser in einen Spalt einer Schneideplatte eindringt und den Schneidprozess ausführt, wobei der Quetschblock und die Schneideplatte gegenüberliegende Verzahnungen aufweisen,
- – dass die Verzahnung der Schneideplatte sowie die Verzahnung des Quetschblocks jeweils mittig gegenüberliegend mit einer Größe von einem Drittel der Gesamtlänge der Schneideplatte sowie des Quetschblockes vorhanden sind,
- – dass das Vertikalmesser über Befestigungen mittig über dem Quetschblock arretiert ist und damit eine feste, lösbare Verbindung vorhanden ist,
- – dass das Vertikalmesser eine Schneide von der Spitze des Vertikalmessers hin nach vorn des Vertikalmessers aufweist und die Schneide zwecks der Härte einer Spezialbehandlung zu unterziehen ist,
- – dass die Schneideplatte aus einem Gegenmesser gerade und einem Gegenmesser gezahnt mit einem mittig angeordneten Spalt besteht und über Befestigungen fest, lösbar arretiert ist,
- – dass in dem Schneidbereich ein Katalysator eingelegt ist,
- – dass der Katalysator durch das Senken des Vertikalmessers mit der Spitze und der Verzahnung der Schneideplatte zu arretieren ist und ein weiterer Schneidprozess ausführbar ist.
- In that a vertical blade is provided in the 90 ° position for operation, and that the vertical blade has a V-shape with a tip down and locked in a squeeze block, the vertical blade penetrates into a gap of a cutting plate and performs the cutting process, wherein the squeezing block and the cutting plate have opposite teeth,
- - That the toothing of the cutting plate and the toothing of the squeeze block are each centrally opposite one another with a size of one third of the total length of the cutting plate and the squeeze block,
- - That the vertical knife is locked via fasteners in the middle above the Quetschblock and thus a solid, detachable connection is present,
- - That the vertical blade has a cutting edge from the tip of the vertical blade towards the front of the vertical blade and the blade is subjected to a special treatment for the purpose of hardness,
- - That the cutting plate consists of a counter knife straight and a counter knife toothed with a centrally disposed gap and is fixedly, releasably locked by fasteners,
- That a catalyst is inserted in the cutting area,
- - That the catalyst is to be locked by lowering the vertical blade with the tip and the toothing of the cutting plate and another cutting process is executable.
Auf Grundlage des Patentanspruches 1 und seiner Unteransprüche folgt eine Maschinenbeschreibung.On the basis of
Ein zu behandelnder Katalysator für den Recyclingprozess wird in den Schneidbereich eingelegt und in die gewünschte Schnittposition gebracht. Durch Einschalten an der Starterkombination wird das Hydraulikaggregat in Betrieb gesetzt. Durch ein Steuerventil wird das Vertikalmesser durch hydraulische Kraftübertragung über einen Hydraulikzylinder in die gewünschte Richtung bewegt.A catalyst to be treated for the recycling process is placed in the cutting area and brought into the desired cutting position. By switching on the starter combination, the hydraulic unit is put into operation. By a control valve, the vertical blade is moved by hydraulic power transmission via a hydraulic cylinder in the desired direction.
Der Bedienhebel nach unten – Vertikalmesser bewegt sich nach unten – bzw. der Bedienhebel nach oben – Vertikalmesser bewegt sich nach oben – ist in seiner Stellung so vorgegeben. Lässt man den Hebel los, geht das Steuerventil automatisch auf 0-Position und das Vertikalmesser verharrt in der jeweiligen Position. Wird das Vertikalmesser nun in die Richtung des Katalysators bewegt, wird dieser zunächst durch die eindringende Spitze des Vertikalmessers in den Katalysator in seiner Lage fixiert. Ein Herausspringen des Katalysators aus dem Schneidebereich zwischen der Schneideplatte und dem Quetschblock ist somit nicht möglich. Das ist insbesondere für Katalysatoren mit runder Bauform von Bedeutung.The operating lever downwards - vertical blade moves downwards - or the operating lever upwards - vertical blade moves upwards - is set in its position so. When you let go of the lever, the control valve automatically goes to 0 position and the vertical blade remains in the respective position. If the vertical blade is now moved in the direction of the catalyst, it is first fixed in position by the penetrating tip of the vertical blade into the catalyst. Jumping out of the catalyst from the cutting area between the cutting plate and the pinch block is therefore not possible. This is especially important for catalysts with a round design.
Durch das weitere Betätigen des Bedienhebels nach unten wird der Katalysator vollständig durchtrennt. Der Trennschnitt wird durch das Vertikalmesser sowie einem auf der Schneidplatte angeordneten Gegenmesser gerade und einem Gegenmesser gezahnt ausgeführt. Der Trennmesserspalt beträgt auf beiden Seiten ein definiertes, jedoch unterschiedliches Maß. Nach dem Trennen des Katalysators liegt dieser in zwei Teilen vor und bereits gebrochenes Keramiksubstrat – Monolith – kann aus den aufgeschnittenen Gehäusen austreten. Dieser Keramikbruch wird in den Gehäuseöffnungen des Maschinenuntergestells links und rechts von der Schneideplatte aufgegeben. Das Maschinengehäuse ist an eine geeignete Aspirationseinrichtung angeschlossen, durch welche der Materialauffang im Maschinengehäuse mit Unterdruck beaufschlagt wird, um PGM-haltige Stäube zurückzugewinnen.By further pressing the operating lever down the catalyst is completely cut through. The separating cut is made by the vertical blade and a knife arranged on the cutting counter straight and a counter knife serrated. The separating knife gap is a defined but different dimension on both sides. After separation of the catalyst, this is present in two parts and already broken ceramic substrate - monolith - can escape from the cut housings. This ceramic break is placed in the housing openings of the machine base frame left and right of the cutting plate. The machine housing is connected to a suitable aspiration device, by means of which the material catch in the machine housing is subjected to negative pressure to recover PGM-containing dusts.
Die geschnittenen Gehäusehälften können durch den Schneidvorgang deformiert sein. Das Maß der Deformation ist von der konstruktiven Beschaffenheit des Katalysators abhängig und kann demzufolge stark variieren. Durch diese Deformation wird unter Umständen die vollständige Entleerung des Katalysators behindert.The cut housing halves can be deformed by the cutting process. The degree of deformation depends on the constructive nature of the catalyst and can therefore vary widely. This deformation may hinder the complete emptying of the catalyst.
Aus diesem Grund sind das Vertikalmesser als V-Form und die Gegenmesser als gezahnter Block ausgeführt. Zwischen diesen Blöcken können die deformierten Gehäuseteile des Katalysators wieder „aufgequetscht” werden. Hierfür wird das Vertikalmesser mittels Bedienhebel in die oberste Position verfahren, das Gehäuseteil wird vertikal zwischen den Blöcken positioniert und durch dosiertes Bedienen des Steuerventils aufgequetscht.For this reason, the vertical knife are designed as a V-shape and the counter knife as a toothed block. Between these blocks, the deformed housing parts of the catalyst can be "squeezed" again. For this purpose, the vertical blade is moved by means of operating lever in the uppermost position, the housing part is positioned vertically between the blocks and squeezed by metered operation of the control valve.
Die Vorteile bzw. Unterschiede zum Stand der Technik und zu bisher bekannten kommerziellen Maschinen lassen sich wie folgt darstellen:
- – sehr kompakte Maschine mit geringen Aufstellmaßen
- – luftdichter Auffangbehälter für Keramikbruch, dadurch minimierte Verluste
- – sichere Fixierung des Katalysators im Schneidbereich
- – geringe Deformierungen des Katalysators beim Schneidvorgang
- – gezahnte Quetschvorrichtung verhindert ein Wegdrehen des Katalysators während des Quetschvorganges zur Öffnung Katalysators nach dem Schneiden
- – hohes Sicherheitsniveau durch Handbedienung (nicht wie an Alligatorscheren üblich: Fußbedienung). Die Anforderungen an die motorischen Fähigkeiten des Bedieners sind wesentlich geringer.
- – Messerposition zum Bediener in 90°-Stellung. Ein Durchgreifen bzw. Hineingreifen in den Schneidbereich ist somit überflüssig.
- – Die Lagestabilität und Positioniergenauigkeit des Vertikalmessers wird durch eine Doppelführung der Messeraufnahme gewährleistet.
- – geringe Energieaufnahme (5,5 kW) im Vergleich zu einer Alligatorschere (11 kW)
- – geringere Schneidkraft (12 t) notwendig als bei einer Alligatorschere (min. 75 t)
- – Bedienersicherheit
- - very compact machine with small installation dimensions
- - Airtight collecting container for ceramic breakage, thus minimized losses
- - Secure fixation of the catalyst in the cutting area
- - Small deformations of the catalyst during the cutting process
- - toothed squeezing device prevents the catalyst from rotating during the squeezing operation to open the catalyst after cutting
- - high level of safety through manual control (not as usual on alligator shears: foot control). The requirements on the motor skills of the operator are much lower.
- - Knife position to the operator in 90 ° position. A penetration or reaching into the cutting area is therefore superfluous.
- - The positional stability and positioning accuracy of the vertical blade is ensured by a double guide of the blade holder.
- - low energy consumption (5.5 kW) compared to an alligator shear (11 kW)
- - lower cutting force (12 t) necessary than with alligator scissors (min.
- - Operator safety
Die technischen Daten zur Maschinenbeschreibung lassen sich wie folgt auflisten:
Ein nachfolgendes Ausführungsbeispiel wird anhand derA subsequent embodiment will be described with reference to
beschrieben.
described.
Die
Die
Für die Beschreibung des Ausführungsbeispiels sind alle Figuren als Grundlage zu nehmen.For the description of the embodiment, all figures are to be taken as a basis.
Die Maschinenbeschreibung der Vertikalschere zum Recycling von Kfz-Katalysatoren wird gemäß
Dabei ist ein Maschinenuntergestell mit Materialauffangbehälter
Im unteren Teil des Maschinenuntergestells mit Materialauffangbehälter
Erfindungswesentlich ist dabei der Schneidbereich
Das Gegenmesser gezahnt
Des Weiteren dient die Verzahnung
Das Vertikalmesser
Die Schneideplatte
In diesem Schneidbereich
Durch das Betätigen des Bedienhebels für Hydraulikzylinder
Wird der Bedienhebel für Hydraulikzylinder
Wird das Vertikalmesser
Es wird somit ein Herausspringen des Katalysators aus dem Schneidbereich
Durch das weitere Betätigen des Bedienhebels für Hydraulikzylinder
Die geschnittenen Gehäusehälften können durch den Schneidvorgang deformiert sein. Das Maß der Deformation ist von der konstruktiven Beschaffenheit des Katalysators abhängig und kann demzufolge stark variieren.The cut housing halves can be deformed by the cutting process. The degree of deformation depends on the constructive nature of the catalyst and can therefore vary widely.
Die erfindungswesentlichen Vorteile, insbesondere die technische Ausführung des Schneidbereiches
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Maschinenuntergestell mit MaterialauffangbehälterMachine undercarriage with material container
- 22
- Scheren-TraggestellScissor support frame
- 33
- Verkleidung SteuerventilPanel control valve
- 44
- Schneidbereichcutting area
- 55
- Vertikalmesservertical knife
- 66
- Wartungsöffnungmaintenance opening
- 77
- Bedienhebel für HydraulikzylinderControl lever for hydraulic cylinder
- 88th
- Starterkombination mit NOT-AUSStarter combination with EMERGENCY STOP
- 99
- Verkleidung HydraulikzylinderCovering hydraulic cylinder
- 2020
- Schneideplattecutting board
- 2121
- Gegenmesser geradeCounter knife straight
- 2222
- Gegenmesser gezahntCounter knife serrated
- 2323
- Quetschblockcrush block
- 2424
- Schneidecutting edge
- 2525
- Verzahnunggearing
- 2626
- Verzahnung QuetschblockGearing squeeze block
- 2727
- Spaltgap
- 2828
- Befestigungattachment
- 28'28 '
- Befestigungattachment
- 2929
- Befestigungattachment
- 29'29 '
- Befestigungattachment
Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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2012
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R079 | Amendment of ipc main class |
Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: B62D0067000000 Ipc: B23D0031000000 |
|
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final |
Effective date: 20130629 |
|
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |