DE10304630B4

DE10304630B4 - Vorrichtung und Verfahren zum Wiederverwerten kunststoffbeschichteter elektrischer Leiter

Info

Publication number: DE10304630B4
Application number: DE2003104630
Authority: DE
Inventors: Tatsuya Susono Kato; Masashi Hamamatsu Kando
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2002-02-06
Filing date: 2003-02-05
Publication date: 2007-09-27
Anticipated expiration: 2023-02-06
Also published as: DE10362190B4; US20030145455A1; GB0302642D0; GB2387277B; GB2387277A; US20040205962A1; DE10304630A1; US7234235B2; US6868599B2

Abstract

Vorrichtung (1) zum Wiederverwerten (Recycling) kunststoffbeschichteter elektrischer Leiter in einer Vorrichtung bestehend aus
einem Mikrowellenerzeuger (2),
Übertragungs-/Anpassungsvorrichtungen (4) und
einem Hohlleiter-Koaxialübergang/Übertragungsraum (4a) mit einem beweglichen Kolben zur Anpassung der Resonanzfrequenz, in welchem sich ein den Übertragungsraum durchdringendes Zuführungsrohr (12) aus mikrowellendurchlässigem Material für den isolierten Leiter befindet.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Bearbeiten von Kabeln, zum Trennen und Wiedergewinnen eines elektrischen Leiters von einem beschichteten Kabel.

2. Beschreibung des Standes der Technik

Auf dem gegenwärtigen technischen Stand werden die meisten beschichteten Kabel, wie beispielsweise Kabelbäume, nicht recycelt. Um jedoch die Bewahrung von Ressourcen zu fördern und die Belastung der Umwelt zu reduzieren, ist es wichtig, die beschichteten Kabel zu recyceln. Als eine Technik, die es uns erlaubt, ein beschichtetes Kabel zu recyceln, gibt es ein Schälverfahren, um eine Kunstharzbeschichtung von einem beschichteten Stahlrohr abzuschälen. Dieses Schälverfahren ist in der japanischen offengelegten Patentanmeldung JP 7-214557 A ( US 5 512 104 ) offenbart. Bei dem Schälverfahren wird dielektrische Hitze mit hoher Frequenz auf das beschichtete Stahlrohr aufgebracht, und die Kunstharzbeschichtung, die eine Oberfläche des Stahlrohrs beschichtet hat, wird mindestens bis zu ihrem Schmelzpunkt erhitzt. Dadurch wird ein innerer Schichtbereich der Kunstharzbeschichtung in einen geschmolzenen Zustand versetzt, und ein äußerer Schichtbereich der Kunstharzbeschichtung wird in einen erweichten Zustand versetzt. In einem solchen Zustand wird die Kunstharzbeschichtung von dem Stahlrohr abgeschält.

Wenn dieses herkömmliche Schälverfahren auf das beschichtete Kabel zum Recyceln eines elektrischen Leiters angewandt wird, ist es jedoch, da der elektrische Leiter ohne die isolierende Beschichtung in seiner linearen Gestalt wiedergewonnen wird, notwendig, den elektrischen Leiter nach dem Schälvorgang wieder in eine vorbestimmte Gestalt zu bringen. Es besteht die nachteilige Möglichkeit, dass sich der elektrische Leiter verschlechtert, wenn der elektrische Leiter noch einmal erhitzt wird, um ihn in die vorbestimmte Gestalt zu bringen. Daher ist dieses Schälverfahren nicht geeignet, um den elektrischen Leiter wiederzugewinnen. Aus diesem Grund ist es nicht möglich, den elektrischen Leiter effizient in einem geeigneten Zustand wiederzugewinnen, um ihn zu recyceln, durch Trennen des beschichteten Kabels in den elektrischen Leiter und die isolierende Beschichtung mittels dieses Schälverfahrens.

Aus der DE 697 00 820 T2 ist ein Verfahren zum Wiedergewinnen von Kupfer aus Wicklungen lackierten Kupferdrahtes bekannt, bei dem eine auf Polyester- und/oder Polyurethanbasis hergestellte Isolierschicht hydrolisiert wird, indem sie in eine Alkalilösung eingetaucht wird, die Alkalischicht von der Wicklung entfernt wird, und die Wicklung nachfolgend durch Hochfrequenzheizung geschmolzen wird.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine kompakte Vorrichtung sowie ein Verfahren zur Bearbeitung von Kabeln zu schaffen, womit ein beschichtetes Kabel effizient in eine isolierende Beschichtung und einen elektrischen Leiter aufgeteilt werden kann, und zwar gleichzeitig, und womit der elektrische Leiter in einem Zustand wiedergewonnen werden kann, der dazu geeignet ist, den Leiter zu recyceln.

Dieses Ziel wird durch die Vorrichtung nach Anspruch 1 und das Verfahren nach Anspruch 5 erreicht. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den weiteren Ansprüchen beschrieben.

Um dieses Ziel zu erreichen, wird insbesondere eine Vorrichtung zur Bearbeitung von Kabeln geschaffen, die einen Mikrowellengenerator zum Erzeugen von Mikrowellen aufweist, eine Wellenführung zum Ausbreiten der Ausgangsmikrowellen von dem Mikrowellengenerator in einen Übertragungsraum, wobei die Wellenführung mit dem Mikrowellengenerator verbunden ist, und ein Zuführungsrohr, das auch als Kabeleinführröhre bezeichnet wird, zum Einführen eines beschichteten Kabels in das Innere der Röhre, wobei die Kabeleinführröhre in dem Übertragungsraum der Wellenführung angeordnet ist.

Gemäß der vorliegenden Erfindung werden in einem Fall, in dem die Vorrichtung zur Bearbeitung von Kabeln auf einen Kabelrecyclingvorgang angewandt wird, nachdem eine Endspitze des beschichteten Kabels in die Kabeleinführröhre eingeführt worden ist, Mikrowellen in das Innere der Wellenführung geschickt. Dadurch wird die Endspitze des beschichteten Kabels in eine zersetzte isolierende Beschichtung sowie in einen geschmolzenen elektrischen Leiter mittels der Mikrowellen aufgeteilt. In einem anderen Fall, in dem die Vorrichtung zur Bearbeitung von Kabeln auf den Kabelquervernetzungsvorgang angewandt wird, wird, nachdem Mikrowellen in das Innere der Wellenführung geschickt worden sind, das beschichtete Kabel in die Kabeleinführröhre eingeführt. Dadurch wird das beschichtete Kabel durch hochfrequente Hitze quervernetzt, und eine isolierende Beschichtung haftet gut an einem elektrischen Leiter mittels Hitzeschrumpfung.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Vorrichtung zur Bearbeitung von Kabeln weiter einen kurzen Plungerkolben auf, der in einer Endposition des Übertragungsraums der Wellenführung angeordnet ist, wobei der kurze Plungerkolben eine bewegliche Platte beinhaltet, eine mit der beweglichen Platte verbundene Stange sowie eine Feineinstellung, die eine Länge der Stange einstellt.

Gemäß dieser Ausführungsform kann durch Einstellen der Länge der Stange mittels der Feineinstellung, um eine Position der beweglichen Platte zu verändern, die Kabeleinführröhre leicht in eine gewünschte Position innerhalb eines vorbestimmten Bereichs bewegt werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist durch Einstellen der Länge der Stange mittels der Feineinstellung, um eine Position der beweglichen Platte zu verändern, die Kabeleinführröhre in einer Position entfernt von der Endposition des Übertragungsraums der Wellenführung um einen Abstand von (2n – 1)/4·λ angeordnet (n: natürliche Zahl, λ: Führungswellenlänge).

Gemäß dieser Ausführungsform werden, da das beschichtete Kabel sich immer bei einem Wellenbauch der Mikrowellen in dem elektrischen Feld befindet, die Mikrowellen effizient in die TEM-Wellen umgewandelt. Daher wird die elektrische Entladung an der Endspitze des beschichteten Kabels groß, und die Geschwindigkeit des Kabelvorgangs wird gesteuert.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht die Kabeleinführröhre aus einem dielektrischen Material.

Gemäß dieser Ausführungsform wird die Kabeleinführröhre erhitzt durch einen Verlust der elektromagnetischen Welle in dem Dielektrikum. Daher wird der Kabelrecyclingvorgang oder der Kabelquervernetzungsvorgang durch die Hitze der Kabeleinführröhre erleichtert.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das beschichtete Kabel, welches aus einer isolierenden Beschichtung und einem elektrischen Leiter besteht, nicht quervernetzt, und die isolierende Beschichtung bedeckt lose einen Außenumfang des elektrischen Leiters.

Gemäß dieser Ausführungsform wird in einem Fall, in dem Kabelbearbeitungsvorrichtung auf den Kabelquervernetzungsvorgang angewandt wird, nachdem Mikrowellen in das Innere der Wellenführung geschickt worden sind, das beschichtete Kabel in die Kabeleinführröhre eingeführt. Dadurch wird das beschichtete Kabel quervernetzt durch hochfrequente Hitze, und eine isolierende Beschichtung haftet gut an einem elektrischen Leiter durch Hitzeschrumpfung.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung befindet sich das Innere der Kabeleinführröhre in einer Wasserstoffgasatmosphäre.

Gemäß dieser Ausführungsform wird die isolierende Beschichtung hauptsächlich in Wasserstoff und Ethylengas zersetzt.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung befindet sich das Innere der Kabeleinführröhre in atmosphärischer Atmosphäre.

Gemäß der Erfindung wird die isolierende Beschichtung verbrannt und zersetzt. Außerdem kann das Innere der Kabeleinführröhre lediglich zur Atmosphäre hin frei liegen.

Um das obengenannte Ziel zu lösen, ist außerdem ein Verfahren zur Bearbeitung von Kabeln zum Recyceln eines beschichteten Kabels, das aus einer isolierenden Beschichtung und einem elektrischen Leiter besteht, geschaffen, mittels eines Mikrowellengenerators, einer mit dem Mikrowellengenerator verbundenen Wellenführung und einer in einem Übertragungsraum der Wellenführung angeordneten Kabeleinführröhre, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Einführen einer Endspitze des beschichteten Kabels in die Kabeleinführröhre; Anordnen des beschichteten Kabels so, dass die Endspitze sich in einer vorbestimmten Position in der Kabeleinführröhre befindet; Aussenden von Mikrowellen zu dem Übertragungsraum der Wellenführung mittels des Mikrowellengenerators; Trennen der Endspitze des beschichteten Kabels in die zersetzte isolierende Beschichtung und den geschmolzenen elektrischen Leiter, und Wiedergewinnen des elektrischen Leiters in einem Zustand, der geeignet ist, um ihn zu recyceln; und Aussenden einer neuen Endspitze des beschichteten Kabels der Reihe nach, so dass die Endspitze sich immer in der vorbestimmten Position in der Kabeleinführröhre befindet, wann auch immer die Endspitze verschwunden ist.

Gemäß dieser Erfindung dient der elektrische Leiter des beschichteten Kabels als innerer elektrischer Leiter der koaxialen Röhrenstruktur, um die Mikrowelle in eine TEM-Welle darauf umzuwandeln. Da elektrische Entladung an der Endspitze des beschichteten Kabels mittels des elektrischen Felds der TEM-Welle erzeugt wird, wird die isolierende Beschichtung zersetzt, und der elektrische Leiter wird geschmolzen. Daher können die isolierende Beschichtung und der elektrische Leiter voneinander getrennt werden, und zumindest der elektrische Leiter kann in einem Zustand wiedergewonnen werden, der geeignet ist, um ihn zu recyceln. Außerdem wird das beschichtete Kabel der Reihe nach ausgesandt, so dass die Endspitze des beschichteten Kabels sich in einer vorbestimmten Position innerhalb der Kabeleinführröhre befindet, welche eine kontinuierliche Kabelbearbeitung ausführen kann.

Gemäß dieser Ausführungsform wird die isolierende Beschichtung verbrannt und zersetzt. Außerdem kann das Innere der Kabeleinführröhre lediglich zur Atmosphäre hin frei liegen.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Verfahren zur Bearbeitung von Kabeln weiter den Schritt des Bewegens eines kurzen Plungerkolbens, der in einer Endposition des Übertragungsraums der Wellenführung angeordnet ist, auf, um die Kabeleinführröhre in eine Position entfernt von der Endposition des Übertragungsraums der Wellenführung um einen Abstand von (2n – 1)/4·λ zu bringen (n: natürliche Zahl, λ: Führungswellenlänge), bevor der Schritt des Ausschickens der Mikrowelle durchgeführt wird.

Gemäß dieser Ausführungsform wird, da sich das beschichtete Kabel bei einem Wellenbauch der Mikrowelle in dem elektrischen Feld befindet, die Mikrowelle effizient in die TEM-Welle umgewandelt. Daher wird die elektrische Entladung in der Endspitze des beschichteten Kabels groß, und eine Geschwindigkeit der Kabelbearbeitung wird gesteigert.

Gemäß dieser Ausführungsform wird die Kabeleinführröhre durch einen Verlust der elektromagnetischen Welle in dem Dielektrikum erhitzt. Daher wird der Kabelrecyclingvorgang oder der Kabelquervernetzungsvorgang durch die Hitze der Kabeleinführröhre erleichtert.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein schematisches Diagramm, das eine Struktur einer Kabelbearbeitungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist ein Diagramm, welches eine Struktur eines koaxialen Wellenführungsumwandlers der Kabelbearbeitungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
3 ist eine vergrößerte Schnittansicht eines wesentlichen Bereichs des koaxialen Wellenführungsumwandlers gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
4 ist ein schematisches Diagramm, das einen Aufbau einer Kabelbearbeitungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
5 ist ein Diagramm, das einen Aufbau eines koaxialen Wellenführungsumwandlers der Kabelbearbeitungsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
6 ist eine vergrößerte Schnittansicht eines wesentlichen Bereichs des koaxialen Wellenführungsumwandlers gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
(Erste Ausführungsform)
Wie in 1 dargestellt, besteht eine Kabelbearbeitungsvorrichtung 1 aus einem Mikrowellengenerator 2 zum Erzeugen einer Mikrowelle, einem Mikrowellentransmitter 3 zum Übertragen der mittels des Mittelwellengenerators 2 erzeugten Mikrowelle, und einem koaxialen Wellenführungsumwandler 4 zum Einführen der von dem Mikrowellentransmitter 3 übertragenen Mikrowelle und zum Ausbreiten der eingeführten Mikrowelle in einen inneren Raum der Wellenführung.
Der Mikrowellentransmitter 3 ist aufgebaut durch Verbinden eines ersten Richtungskopplers 5, eines Isolators 6, eines zweiten Richtungskopplers 7, eines Transformators 8, einer automatischen Aussteuereinrichtung 9 und eines Transformators 10 in dieser Reihenfolge von einer Seite des Einfalls der Mikrowelle her. Auf der Grundlage dieser Struktur überträgt der Mikrowellentransmitter 3 die Mikrowelle in Richtung des koaxialen Wellenführungsumwandlers 4 mit einer H01-Welle (TE01-Welle), ohne eine reflektierte Welle zu erzeugen.
Wie in 2 dargestellt, beinhaltet der koaxiale Wellenführungsumwandler 4 einen kurzen Plungerkolben 11 auf der Anschlussendseite eines Übertragungsraums 4a in dem Umwandler 4. Der kurze Plungerkolben 11 hat eine bewegliche Platte 11a, eine mit der beweglichen Platte 11a verbundene Stange 11c und eine Feineinstellung 11b zum Einstellen einer Länge der Stange 11c. Durch Einstellen der Welle der Stange 11c mittels der Feineinstellung 11b, um eine Position der beweglichen Platte 11a zu verändern, kann eine Position des Anschlussendes des Übertragungsraums 4a in eine gewünschte Position bewegt werden. Die bewegliche Platte 11a besteht aus Aluminium oder Kupfer, und eine Stange 11c besteht aus hitzebeständigem Kunstharz. Der koaxiale Wellenführungsumwandler 4 hat eine rechteckige Gestalt. Außerdem tritt eine Kabeleinführröhre 12 durch den koaxialen Wellenführungsumwandler 4 hindurch. Die Kabeleinführröhre 12 ist an einer Position entfernt von einer Position der beweglichen Platte 11a (einer Position des Anschlussendes des Übertragungsraums 4a) um einen Abstand von 1/4·λg (λg: Führungswellenlänge) angeordnet, um zwar in einer Richtung entgegengesetzt der Anschlussendseite des Übertragungsraums 4a (axiale –X Richtung).
Die Kabeleinführröhre 12 ist an dem koaxialen Wellenführungsumwandler 4 ohne Zwischenraum mittels eines oberen und eines unteren Flansches 13a und 13b in Form von Kupferplatten, die an einer oberen bzw. unteren Position des koaxialen Wellenführungsumwandlers 4 angeordnet sind, befestigt. Ein verzweigter Körper 14 ist mit der unteren Position des koaxialen Wellenführungsumwandlers 4 verbunden, um einen geschmolzenen elektrischen Leiter in einen Wiedergewinnungsbereich (nicht dargestellt) einzuführen. Ein verzweigter Raum 14a ist von dem Übertragungsraum 4a durch den unteren Flansch 13b getrennt. Die Kabeleinführröhre 12 steht von dem unteren Flansch 13b in dem verzweigten Raum 14a hervor. Wie in 3 dargestellt, ist ein beschichtetes Kabel W, welches aus einem linearen elektrischen Leiter 20 und einer isolierenden Beschichtung 21, die einen Außenumfang des elektrischen Leiters 20 bedeckt, besteht, in ein Inneres 12a der Kabeleinführröhre 12 von oben her eingeführt, um das beschichtete Kabel W in den elektrischen Leiter 20 und die isolierende Beschichtung 21 aufzuteilen. Die Kabeleinführröhre 12 besteht aus einem Dielektrikum, wie beispielsweise Glas (beispielsweise Pyrex-Glas), Quarz und Keramik, und das Innere 12a befindet sich in Wasserstoffatmosphäre.
Nun wird ein Kabelrecyclingvorgang der Kabelbearbeitungsvorrichtung 1 erläutert. Das beschichtete Kabel W wird in die Kabeleinführröhre 12 von oben her eingeführt, und eine Endspitze des beschichteten Kabels W wird an einer Position entfernt von einem Bereich, der eine Öffnung der Kabeleinführröhre 12 mit dem oberen Bereich des koaxialen Wellenführungsumwandlers 4 um einen Abstand von 1/4·λ (ungefähr 30 mm in dieser Ausführungsform, λ stellt eine Mikrowellenlänge dar) in –Y axialer Richtung verbindet. Anschließend dient, wenn Mikrowellen in den Übertragungsraum 4a des koaxialen Wellenführungsumwandlers 4 geschickt werden, der elektrische Leiter 20 des beschichteten Kabels W als innerer elektrischer Leiter einer koaxialen Röhrenstruktur, um die Mikrowelle in eine TEM-Welle darin umzuwandeln. Elektrische Entladung wird an der Endspitze des beschichteten Kabels W mittels eines elektrischen Felds der TEM-Welle erzeugt, welche die isolierende Beschichtung 21 zersetzt und den elektrischen Leiter 20 schmilzt. Der geschmolzene elektrische Leiter 20 läuft hinunter in den verzweigten Raum 14a hinein. Wenn die Endspitze des beschichteten Kabels W, welche sich in der Kabeleinführröhre 12 befindet, zersetzt und geschmolzen wird durch die elektrische Entladung, wird eine neue Endspitze des beschichteten elektrischen Kabels W hineingesandt, so dass die neue Endspitze sich in einer Position entfernt von dem Verbindungsbereich um einen Abstand von 1/4·λ in –Y axialer Richtung befindet. Der Vorgang des Hineinsendens der Endspitze des beschichteten Kabels W wird auf diese Art und Weise der Reihe nach ausgeführt. Mittels des oben beschriebenen Vorgangs können die isolierende Beschichtung 21 und der elektrische Leiter 20 voneinander getrennt werden, und zumindest der elektrische Leiter 20 kann in einem Zustand wiedergewonnen werden, der geeignet ist, um ihn zu recyceln. Daher ist es möglich, das beschichtete Kabel W effizient in die isolierende Beschichtung 21 und den elektrischen Leiter 20 gleichzeitig aufzuteilen und den elektrischen Leiter 20 in einem Zustand wiederzugewinnen, der geeignet ist, um ihn zu recyceln.
Wie oben beschrieben, wird durch der Reihe nach Hineinsenden des beschichteten Kabels W, so dass die Endspitze des beschichteten Kabels W sich in einer vorbestimmten Position in der Kabeleinführröhre 12 befindet, der Kabelrecyclingvorgang kontinuierlich durchgeführt. Wenn die Kabelbearbeitungsvorrichtung 1 zumindest den Mikrowellengenerator 2 und den koaxialen Wellenführungsumwandler 4 hat, in welchem ein Raum zum Unterbringen der Endspitze des beschichteten Kabels W gesichert ist, kann in diesem System außerdem das beschichtete Kabel W in die zersetzte isolierende Beschichtung 21 und den geschmolzenen elektrischen Leiter 20 aufgeteilt werden, und der elektrische Leiter 20 kann in einem Zustand wiedergewonnen werden, der geeignet ist, um ihn zu recyceln. Daher ist es möglich, das Kabelbearbeitungssystem 1 mit einer kompakteren Größe auszubilden.
Wie in 2 dargestellt, ist die Kabeleinführröhre 12 in einer Position entfernt von einer Position der beweglichen Platte 11a, welche ein Anschlussende des Übertragungsraums 4a ist, um einen Abstand von 1/4·λg in der –X axialen Richtung angeordnet. Daher wird, da sich das beschichtete Kabel W bei einem Wellenbauch der Mikrowelle in dem elektrischen Feld befindet, die Mikrowelle effizient in die TEM-Welle an dem elektrischen Leiter 20 in der Kabeleinführröhre 12 umgewandelt. Daher tritt eine große Menge der elektrischen Entladung an der Endspitze des beschichteten Kabels W auf, welche eine Geschwindigkeit des Kabelrecyclingvorgangs steigert, um so schnell die isolierende Beschichtung 21 zu zersetzen und den elektrischen Leiter 20 zu schmelzen.
In dieser Ausführungsform wird, da die Kabeleinführröhre 12 aus Dielektrikum besteht, die Kabeleinführröhre 12 durch den Verlust an elektromagnetischer Welle in dem Dielektrikum erhitzt. Daher werden die Zersetzung der isolierenden Beschichtung 21 und das Schmelzen des elektrischen Leiters 20 durch die Hitze der Kabeleinführröhre 12 erleichtert.
Da in dieser Ausführungsform das Innere 12a der Kabeleinführröhre 12 sich in Wasserstoffgasatmosphäre befindet, wird die isolierende Beschichtung 21 hauptsächlich in Wasserstoff und Ethylengas zersetzt. Daher kann die isolierende Beschichtung 21 hauptsächlich als Wasserstoff und Ethylengas wiedergewonnen werden, ohne eine Oxidations-Reduktions-Reaktion. Außerdem wird der elektrische Leiter 20 als geschmolzenes Kupfer wiedergewonnen, welches leicht in eine gewünschte Stockgestalt geformt werden kann.
Als Modifikation der oben genannten Ausführungsform kann sich das Innere 12a der Kabeleinführröhre 12 auch in einer atmosphärischen Atmosphäre befinden. In dem Fall, dass sich das Innere 12a in atmosphärischer Atmosphäre befindet, kann, da die isolierende Beschichtung 21 verbrannt und zersetzt wird, nur der elektrische Leiter 20 von dem beschichteten Kabel W wiedergewonnen werden. Außerdem wird der elektrische Leiter 20 wiedergewonnen als geschmolzenes Kupfer, welches leicht in eine gewünschte Stockgestalt geformt werden kann. Da das Innere 12a nur direkt zur Öffnung des Inneren 12a zur Atmosphäre hinweisen muss, ist es außerdem möglich, die Kabelbearbeitungsvorrichtung 1 einfacher und kompakter auszugestalten verglichen mit dem Fall, dass sich das Innere 12a in einer Wasserstoffatmosphäre befindet.
Wie in 2 dargestellt, befindet sich das Anschlussende des Übertragungsraums 4a in dem koaxialen Wellenführungsumwandler 4 in einer Position der beweglichen Platte 11a. Durch Einstellen der Länge einer Stange 11c mittels einer Feineinstellung 11b, um eine Position einer beweglichen Platte 11a zu verändern, kann daher die Kabeleinführröhre 12 leicht in einer Position entfernt von der beweglichen Platte 11a um einen Abstand von 1/4·λg angeordnet werden.
Obwohl sich die Kabeleinführröhre 12 in einer Position entfernt von der beweglichen Platte 11a um einen Abstand von 1/4·λg in dieser Ausführungsform befindet, kann die Kabeleinführröhre 12 auch in einer Position entfernt von der beweglichen Platte 11a um einen Abstand von (2n – 1)/4·λg (n: natürliche Zahl) befinden. Auch in dieser Position kann, da das beschichtete Kabel W bei einem Wellenbauch der Mikrowelle in dem elektrischen Feld angeordnet werden kann, die Mikrowelle effizient in die TEM-Welle umgewandelt werden.
Obwohl der axiale Wellenführungsumwandler 4 in dieser Ausführungsform eine rechteckige Gestalt hat, kann der koaxiale Wellenführungsumwandler 4 auch beispielsweise eine zylindrische Gestalt haben.
Schließlich kann, obwohl der Mikrowellentransmitter 3 in dieser Ausführungsform Mikrowellen in Form einer H01-Welle (TE01-Welle) überträgt, die Mikrowelle auch in Form einer H-Welle (TE-Welle) oder E-Welle (TM-Welle) anders als die H01-Welle (TE01-Welle) übertragen werden. Ein Übertragungszustand der Mikrowelle wird geeignet bestimmt gemäß einem Modus einer Mikrowellenübertragungsbahn.
(Zweite Ausführungsform)
Es wird darauf hingewiesen, dass eine Kabelbearbeitungsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform in den 4, 5 und 6 fast gleich der Kabelbearbeitungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform in den 1, 2 und 3 ist, und gleiche Teile sind durch gleiche Bezugsziffern gekennzeichnet.
Wie in 4 dargestellt, besteht eine Kabelbearbeitungsvorrichtung 1 aus einem Mikrowellengenerator 2 zum Erzeugen einer Mikrowelle, einem Mikrowellentransmitter 3 zum Übertragen der mittels des Mittelwellengenerators 2 erzeugten Mikrowelle, und einem koaxialen Wellenführungsumwandler 4 zum Einführen der von dem Mikrowellentransmitter 3 übertragenen Mikrowelle und zum Ausbreiten der eingeführten Mikrowelle in einen inneren Raum der Wellenführung.
Der Mikrowellentransmitter 3 ist aufgebaut durch Verbinden eines ersten Richtungskopplers 5, eines Isolators 6, eines zweiten Richtungskopplers 7, eines Transformators 8, einer automatischen Aussteuereinrichtung 9 und eines Transformators 10 in dieser Reihenfolge von einer Seite des Einfalls der Mikrowelle her. Auf der Grundlage dieser Struktur überträgt der Mikrowellentransmitter 3 die Mikrowelle in Richtung des koaxialen Wellenführungsumwandlers 4 mit einer H01-Welle (TE01-Welle), ohne eine reflektierte Welle zu erzeugen.
Wie in 5 dargestellt, beinhaltet der koaxiale Wellenführungsumwandler 4 einen kurzen Plungerkolben 11 auf der Anschlussendseite eines Übertragungsraums 4a in dem Umwandler 4. Der kurze Plungerkolben 11 hat eine bewegliche Platte 11a, eine mit der beweglichen Platte 11a verbundene Stange 11c und eine Feineinstellung 11b zum Einstellen einer Länge der Stange 11c. Durch Einstellen der Welle der Stange 11c mittels der Feineinstellung 11b, um eine Position der beweglichen Platte 11a zu verändern, kann eine Position des Anschlussendes des Übertragungsraums 4a in eine gewünschte Position bewegt werden. Die bewegliche Platte 11a besteht aus Aluminium oder Kupfer, und eine Stange 11c besteht aus hitzebeständigem Kunstharz. Der koaxiale Wellenführungsumwandler 4 hat eine rechteckige Gestalt. Außerdem tritt eine Kabeleinführröhre 12 durch den koaxialen Wellenführungsumwandler 4 hindurch. Die Kabeleinführröhre 12 ist an einer Position entfernt von einer Position der beweglichen Platte 11a (einer Position des Anschlussendes des Übertragungsraums 4a) um einen Abstand von 1/4·λg (λg: Führungswellenlänge) angeordnet, um zwar in einer Richtung entgegengesetzt der Anschlussendseite des Übertragungsraums 4a (axiale –X Richtung).
Die Kabeleinführröhre 12 ist an dem koaxialen Wellenführungsumwandler 4 ohne Zwischenraum mittels eines oberen und eines unteren Flansches 13a und 13b in Form von Kupferplatten befestigt, die an einer oberen bzw. unteren Position des koaxialen Wellenführungsumwandlers 4 angeordnet sind. Der obere Flansch 13a ist als Anschlussende des Übertragungsraums 4a in dem verzweigten Körper 4c ausgeformt. Wie in 6 dargestellt, wird ein nicht quervernetztes beschichtetes Kabel W, welches aus einem linearen elektrischen Leiter 20 und einer isolierenden Beschichtung 21, die einen Außenumfang des elektrischen Kabels 20 bedeckt, besteht, in ein Inneres 12a der Kabeleinführröhre 12 von unten her eingeführt. Die Kabeleinführröhre 12 besteht aus einem Dielektrikum, wie beispielsweise Glas (beispielsweise Pyrex-Glas), Quarz und Keramik.
Wie in 5 dargestellt, befindet sich das Anschlussende des Übertragungsraums 4a in dem koaxialen Wellenführungsumwandler 4 in einer Position der beweglichen Platte 11a. Daher kann durch Einstellen der Länge der Stange 11c mittels einer Feineinstellung 11b, um eine Position einer beweglichen Platte 11a zu verändern, die bewegliche Platte 11a leicht in einer Position entfernt von der beweglichen Platte 11a um einen Abstand von 1/4·λg angeordnet werden.
Obwohl sich die Kabeleinführröhre 12 in einer Position entfernt von der beweglichen Platte 11a um einen Abstand von 1/4·λg in dieser Ausführungsform befindet, kann die Kabeleinführröhre 12 auch in einer Position entfernt von der beweglichen Platte 11a um einen Abstand von (2n – 1)/4·λg (n: natürliche Zahl) befinden. Auch in dieser Position kann, da das beschichtete Kabel W bei einem Wellenbauch der Mikrowelle in dem elektrischen Feld angeordnet werden kann, die Mikrowelle effizient in die TEM-Welle umgewandelt werden.
In dieser Ausführungsform ist eine Länge L des verzweigten Körpers 4c (in +Y axialer Richtung) so gewählt, dass keine reflektierte Welle in der Mikrowelle erzeugt wird. Die Länge L ist in dieser Ausführungsform auf 62 mm festgesetzt. Daher ermöglicht es in dieser Ausführungsform uns das Erstrecken der Länge L des verzweigten Körpers 4c um jeweils 62 mm, das beschichtete Kabel effizienter zu erhitzen, ohne eine reflektierte Welle zu erzeugen. Als Ergebnis steigert der erweiterte verzweigte Körper 4c mit der Länge L gleich einem Vielfachen von 62 mm die Geschwindigkeit des Kabelquervernetzungsvorgangs.
Obwohl der Hauptkörper 4b des koaxialen Wellenführungsumwandlers 4 in dieser Ausführungsform eine rechteckige Gestalt hat, kann der Hauptkörper 4b auch beispielsweise eine zylindrische Gestalt haben.
Schließlich kann, obwohl der Mikrowellentransmitter 3 in dieser Ausführungsform Mikrowellen in Form einer H01-Welle (TE01-Welle) überträgt, die Mikrowelle auch in Form einer H-Welle (TE-Welle) oder E-Welle (TM-Welle) anders als die H01-Welle (TE01-Welle) übertragen werden. Ein Übertragungszustand der Mikrowelle wird geeignet bestimmt gemäß einem Modus einer Mikrowellenübertragungsbahn.

Claims

Vorrichtung (1) zum Wiederverwerten (Recycling) kunststoffbeschichteter elektrischer Leiter in einer Vorrichtung bestehend aus einem Mikrowellenerzeuger (2), Übertragungs-/Anpassungsvorrichtungen (4) und einem Hohlleiter-Koaxialübergang/Übertragungsraum (4a) mit einem beweglichen Kolben zur Anpassung der Resonanzfrequenz, in welchem sich ein den Übertragungsraum durchdringendes Zuführungsrohr (12) aus mikrowellendurchlässigem Material für den isolierten Leiter befindet.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei durch Einstellen der Länge einer Stange (11c) mittels einer Feineinstellung (11b), um eine Position einer beweglichen Platte (11a) zu verändern, das Zuführungsrohr (12) in einer Position angeordnet ist, die von der Anschlussendposition des Übertragungsraums (4a) um einen Abstand von (2n – 1)/4·λ (n: natürliche Zahl, λ: Führungswellenlänge) entfernt ist.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Zuführungsrohr (12) aus einem dielektrischen Material besteht.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 1 bis 3, wobei das Innere (12a) des Zuführungsrohres (12) sich in einer Wasserstoffgasatmosphäre befindet.
Verfahren zum Wiederverwerten (Recycling) kunststoffbeschichteter elektrischer Leiter mittels der Vorrichtung nach Patentanspruch 1 durch Einführen des isolierten Leiterendes in das Zuführungsrohr, Positionieren des Leiterendes in einer definierten Stellung, Einwirken der Mikrowellenenergie, wobei durch die eingekoppelte Mikrowellenenergie der elektrische Leiter geschmolzen und dabei die Isolierung thermisch zersetzt wird, sowie erneutes Positionieren des isolierten Leiters.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Innere (12a) des Zuführungsrohres (12) sich in einer Wasserstoffgasatmosphäre befindet.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, weiter mit dem Schritt des Bewegens eines kurzen Plungerkolbens (11), der in einer Anschlussendposition eines Übertragungsraums (4a) einer Wellenführung (4) angeordnet ist, um das Zuführungsrohr (12) in einer Position entfernt von der Anschlussendposition des Übertragungsraums (4a) der Wellenführung (4) um einen Abstand von (2n – 1)/4·λ anzuordnen (n: natürliche Zahl, λ: Führungswellenlänge), und zwar vor dem Schritt des Aussendens der Mikrowellen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei das Zuführungsrohr (12) aus einem dielektrischen Material besteht.