DE19545580A1 - Verfahren und Anordnung zum Aufschluß von elastischen Materialien in Verbindung mit metallischen Materialien - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und eine Anordnung nach Anspruch 4 zur Durchführung dieses Verfahrens. Bekannt ist der Aufschluß von elastischen Materialien und metallischen Materialien mittels Prallmühlen, die das gefüllte Material durch Beschleunigung und Aufprallen zerkleinern und als Nebeneffekt aufschließt. Durch die Kühlung des aufzuschließenden Materials wird auch die Mühle mit unterkühlt und die dann auftretenden Beschleunigungskräfte zerlegen auch Teile der Mühle. Dadurch fallen hohe Kosten an Verschleißmaterialien und Instandsetzungsarbeiten an.

In der DE-OS 43 39 158 ist ein Verfahren zum Abtrennen von Metallen aus trockenem Gemischen aus metallischen Bestandteilen und anorganischen und/oder organischen Bestandteilen angegeben. Hierbei werden die Gemische sowohl einer weiteren Quetsch­ behandlung als auch einer zusätzlich scherenden und reibenden Kraft unterworfen. Die organischen und anorganischen Bestandteile werden dabei zerkleinert und die metalli­ schen Bestandteile elektrisch verformt. Die metallischen Bestandteile werden von den übrigen Bestandteilen abgesiebt. Der Nachteil dieses Verfahrens zeigt sich in den hohen Verfahrens- und Anlagekosten.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein zeit- und kostengünstiges Verfahren zum Aufschluß von elastischen Materialien in Verbindung mit metallischen Materialien und eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens anzugeben.

Gelöst wird die Aufgabe durch die im Anspruch 1 und Anspruch 5 angegebenen Merkmale.

Vorteilhaft ist, daß die vielen Arbeitsschritte durch die Verwendung von Hochleistungspulsen entfallen. Mit Hilfe dieses Verfahrens können Verbundwerkstoffe aus Kunst­ stoffe/Metall flacher und/oder runder Formen sowie auch Gummi/Metall flacher und/oder runder Formen und aus verschiedenen Kunststoffen und/oder Gummi aufge­ schlossen werden.

So z. B. nichtvulkanisierter Gummi von Stahldrähten, Kunststoffe oder Gummis von Metallprofilen oder Metallgaze.

In den Unteransprüchen dargestellt sind vorteilhafte Lösungen der Aufgabe.

So können durch die bewegliche Führung der Elektrodenanordnung auch große Ver­ bundwerkstoffe aufgeschlossen werden. Einen weiteren Vorteil bietet die Mehrfach­ anordnung der Elektrodenanordnung, so daß gleichzeitig an größeren Verbundwerk­ stoffen ein Aufschluß stattfindet, wodurch eine weitere Zeiteinsparung erfolgen kann.

Das Verfahren soll anhand der Zeichnungen näher erläutert werden.

Es zeigen in Prinzipdarstellung

Fig. 1 eine Anordnung einer Elektrodenanordnung zu einem zu bearbeitenden Material;

Fig. 2 eine Mehrfachanordnung der Elektrodenanordnung.

In Fig. 1 dargestellt ist eine isolierte Wanne 2 zur Aufnahme eines flüssigen Stick­ stoffes 4. Dabei weist die isolierte Wanne 2 vorzugsweise einen Edelstahlboden und eine äußere Schutzschicht zur Kälte- und elektrischen Isolation auf. In der Wanne 2 ein­ gebracht ist eine vorzugsweise einpolige Elektrodenanordnung 3, die mit einer bekann­ ten Energieversorgung 1 zur Erzeugung von Hochleistungspulsen 9 verbunden ist. Bedingt durch die einpolige Elektroanordnung 3 wird die Wanne 2 als Masselek­ trode der Elektrodenanordnung 3 verschaltet. Somit erfolgt eine elektrische Verbindung zwischen der Energieversorgung 1 und der isolierten Wanne 2. Über einer Transport­ einrichtung 6 aus Spezialstahl, der gegen Kälte und Hochleistungs- und Druckpulse immun ist, angeordnet ist ein Vorratsbehälter 5 mit aufzuschließenden Verbundwerk­ stoffen 8. Diese Verbundwerkstoffe 8 bestehen vorzugsweise aus einem elastischen Material 8.1, beispielsweise Gummi, Kunststoff in Verbindung mit einem metallischen Material 8.2, beispielsweise Stahl, Messing. Am Ende der Transporteinrichtung 6 befindet sich ein Auffangcontainer 7 zur Aufnahme des aufgeschlossenen Materials 8.1 und 8.2. Die Wanne 2 und Elektrodenanordnung 3 sind vorzugsweise in einem aus Übersichtlichkeitsgründen nicht dargestellten Gehäuse untergebracht, um Verletzungen durch die Hochsprung zu vermeiden. Dabei weist dieses Gehäuse Öffnungen für die Transporteinrichtung mit Verbundstoffen 8 bzw. die aufgeschlossenen Materialien 8.1. und 8.2 auf.

Das Verfahren läuft wie folgt ab.

Der aufzuschließende Verbundwerkstoff 8 wird aus dem Vorratsbehälter 5 auf die Transporteinrichtung 6 gebracht. Bei größeren Verbundwerkstoffen 8 liegt die metal­ lische Materialkomponente 8.2 vorzugsweise auf der Transporteinrichtung 6, die elastische Materialkomponente 8.1 weist zur Elektrodenanordnung 3 hin. Die Transport­ einrichtung 6 taucht danach in die Wanne 2 mit flüssigem Stickstoff 4, wo die Ver­ bundwerkstoffe 8 bei ca. -195°C verspröden. Dieses Verspröden bewirkt, daß die in den Verbundwerkstoffen 8 vorhandenen Stoffunstetigkeitsstellen stärker zum Tragen kommen. Im flüssigen Stickstoff 4 gelangt der Verbundwerkstoff 8 unter das einpolige Elektrodensystem 3. Dort wird der versprödete Verbundwerkstoff 8 durch die in der Energieversorgung herkömmlich erzeugten Hochspannungspulse 9 durchschlagen und aufgeschlossen. Als Masse und Gegenelektrode der Elektrodenanordnung 3 fungiert dabei die isolierte Wanne 2. Der Durchschlag des erzeugten Hochleistungspulses 9, der sich von der einpoligen Elektrodenanordnung 3 zur isolierten Wanne 2 entlädt, reißt den Verbundstoff 8 an den versprödeten Stoffunstetigkeitsstellen im ersten Schritt auf der Transporteinrichtung 6 auseinander. Der nachfolgende Druckimpuls, der durch den Hochleistungspuls 9 hervorgerufen wird, trennt im 2. Schritt die einzelnen Materialkom­ ponenten 8.1 und 8.2 an den aufgerissenen Stellen voneinander. Dabei verdichtet sich eine Schicht im flüssigen Stickstoff und wirkt mit dem Druck dieser verdichteten Schicht auf die bereits auseinander gerissenen Materialkomponenten 8.1 und 8.2. Die Hochspannungspulse 9 werden je nach dem aufzuschließenden Verbundwerkstoff 8 in ihren Parametern variiert.

Die Spannung beträgt 50 bis 250 kV, Strom 10-100 kA.

Energie 200 bis 900 J pro Puls.

Ein Druckmaximum von 50 bis 600 bar sowie eine Druckzeit von 10 bis 50 µs sind ausreichend, um auch beispielsweise Panzerketten­ glieder in die Komponenten Stahl und Gummi zu trennen. Die Pulswiederholrate beträgt allgemein bis zu 10 Hz, d. h. 10 Pulse pro Sekunde und wird durch den aufzuschlie­ ßenden Verbundwerkstoff 8 sowie den Anforderungen an den Aufschluß bestimmt.

Die aufgeschlossenen Materialien 8.1 und 8.2 werden in der Transporteinrichtung 6 aus der Wanne 2 in den Auffangcontainer 7 befördert, von wo sie auch einzeln entnehmbar sind.

Es versteht sich, daß die Erfindung nicht nur auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt ist, sondern im Rahmen der Ansprüche Abänderungen zuläßt. So zeigt Fig. 2, daß die einpolige Elektrodenanordnung 3 in der Wanne 2 gleichzeitig mehr­ mals in der Wanne 2 angeordnet sein kann. Auch eine flexible Verstellbarkeit über den zu verarbeitenden Verbundstoff 8 ist möglich. Statt der einpoligen Elektrodenanordnung 3 kann gleichfalls eine herkömmliche Elektrodenanordnung gekapselt oder ungekapselt, verwendet werden. Hierbei sind jedoch höhere Parameter für den Hochleistungspuls 9 notwendig.

Claims (7)

1. Verfahren zum Aufschluß von elastischen Materialien (8.1) in Verbindung mit metallischen Materialien (8.2) als Verbundwerkstoffe (8), dadurch gekennzeichnet, daß

• - der Verbundwerkstoff (8) in eine Wanne (2) mit flüssigem Stickstoff (4) über eine Transporteinrichtung (6) eingebracht wird,
• - der so versprödete Verbundwerkstoff (8) von einem über eine Energieversorgung (1) in einer Elektrodenanordnung (3) erzeugten Hochleistungspuls (9) ausein­ andergerissen und
• - durch einen aus dem Hochleistungspuls (9) resultierendem nachfolgendem Druckimpuls das elastische Material (8.1) vom metallischen Material (8.2) getrennt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenanord­ nung (3) über den Verbundwerkstoff (8) beweglich geführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hochlei­ stungspuls (9) eine Energiemenge von 200 bis 1200 J pro Puls besitzt.

4. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine Elektrodenanordnung (3) in einer Wanne (2) mit flüssigem Stickstoff (4) direkt über dem Verbundwerkstoff (8) auf einer Transporteinrichtung (6) positioniert angebracht ist.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenanord­ nung (3) einpolig ausgeführt ist, wobei die Wanne (2) kälte- und elektrisch isoliert und als Masseelektrode der Elektrodenanordnung (3) angeordnet ist.

6. Anordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden­ anordnung (3) beweglich über dem Verbundwerkstoff (8) angebracht ist.

7. Anordnung nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenanordnung (3) mehrfach in der Wanne (2) angeordnet ist.