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Die Erfindung bezieht sich auf die Zerlegung und Zerstörung von Konstruktionen mit Hilfe einer Einrichtung zur Durchführung des Explosionsverfahrens. Es kann bei der Verwertung von gummitechnischen Erzeugnisse, z. B. Altreifen, eingesetzt werden.
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Aus dem Stand der Technik ist eine Einrichtung [1] für das Verfahren der Zerlegung von abgefahrenen Reifen bekannt. Diese Einrichtung besteht aus einer gepanzerten Kammer, den Altreifen und einer kontaktlosen, verlängerten Ladung aus Sprengstoff, der in der gepanzerten Kammer in der Symmetrieachse des Altreifenpakets angeordnet und gesprengt wird.
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Die bekannte Einrichtung für die Ausführung des Verfahrens zur Zerstörung der Altreifen besteht aus einer gepanzerten Kammer, abgefahrenen Reifen und einer kontaktlosen, verlängerten Ladung aus Sprengstoff, der in der gepanzerten Kammer angeordnet wird. In der ersten Sprengphase werden die ganzen Altreifen in relativ große Stücke zerlegt. Die zweite Sprengphase stellt eine gerichtete, mehrmals im geschlossenen kreisförmigen Raum mit Kraftfluss umlaufende Explosion dar. Es wird eine Zerkleinerung der gebildeten Stücke bei ihrem Aufprall gegen die zerstörenden Elemente im Leitungsraum beobachtet. Dabei wird vorausgesetzt, dass bei der Vorbereitung der Altreifen auf die Zerstörung mittels Sprengung in der bekannten Einrichtung die Wulstringe ausgeschnitten und die Reifen mit HF-Strömen oder mittels Erhitzung mit einem Draht und mit Hilfe eines Induktors oder mittels Abkühlung behandelt werden.
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Die genannte Einrichtung für das Verfahren der Altreifenzerstörung hat folgende Mängel:
- – eine Vorbehandlung der Altreifen ist erforderlich,
- – die kontaktlose Ladung von Sprengstoff führt eine Vergrößerung der bei der ersten Phase der Sprengung entstehenden Stücke herbei,
- – daraus folgt die zweite Phase der Sprengung; die darin besteht, dass die sehr schnellen Gasströmungen der Produkte nachfolgender Explosionen auf die Großstücke einwirken, wodurch ihre weitere Zerkleinerung in immer kleinere (Grieß) Stücke beim mehrmaligen Aufprall gegen die Zerkleinerungselemente der Einrichtung während der Bewegung im Raum der Rohrleitung, die mit der gepanzerten Kammer zu einem Umlaufkreis vereinigt ist, sicherstellen sollte,
- – der hergestellte Grieß muss noch weiter zerkleinert werden, und das zermahlene Gummigut ist vom Kord aus Metalldraht zu trennen.
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Im Großen und Ganzen muss geschlussfolgert werden, dass die in die gepanzerte Kammer gesetzte, kontaktlose, verlängerte Sprengstoffladung die Explosionskraft nicht wirksam ausnutzt.
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Das Patent nach [2] beschreibt eine bekannte Einrichtung für die Durchführung des Verfahrens zur Zerstörung von gummitechnischen Erzeugnissen. Diese Einrichtung wird als Prototyp betrachtet. Sie umfasst eine Kontaktladung. Die Kontaktladung wird auf der Oberfläche des Materials, meistens eines Reifens, und zwar an seinen stark strapazierten Stellen angeordnet und gesprengt. Dabei wird die Kontaktladung in Form von Ringen ausgebildet, die miteinander zwecks gleichzeitiger, dynamischer Belastung verbunden werden. Die Kontaktladung befindet sich an der Innenwand des Reifens, so dass die Ebene jedes Rings rechtwinklig zur Reifenoberfläche liegt und mit dem Reifenradius zusammenfällt.
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Obwohl die Sprengstoffladung in dieser Einrichtung als eine an der Innenfläche des Reifens angeordnete Kontaktladung ausgebildet ist, resultiert ihre Ausführung in Form von gebundenen Ringen, deren Ebene rechtwinklig zur Reifenoberfläche verläuft, nur in der Zerlegung des Reifens in einzelne Stücke gemäß den Kontaktlinien mit der Ladung. Deswegen müssen in diesem Fall die entstandenen Stücke zusätzlich zerkleinert werden, während das Gummigut vom Metallkord getrennt werden muss.
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Die Mängel dieser Einrichtung sind dadurch bedingt, dass die Sprengstoffladung mit dem Reifen nur an den Kontaktlinien in Berührung kommt. Der Hauptteil der Kraft wird im Raum innerhalb des Reifens zerstreut.
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Die durch die Erfindung zu lösende Aufgabe besteht in der Entwicklung einer wirksameren Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Spaltung von Altreifen in Reifenkord und Gummigut. Die Altreifen sollten direkt in den Kord und das Gummigut aufgeteilt werden, ohne jede Reifenvorbehandlung und nachfolgende Nachzerkleinerung.
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Die gestellte Aufgabe wird wie folgt gelöst.
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Die Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Spaltung von Altreifen in Reifenkord und Gummigut besteht aus einer gepanzerten Kammer, den in die Kammer eingebrachten Altreifen und einer Ladung. Die Ladung wird als Flachschicht ausgebildet, deren Breite mit der Reifenbreite zusammenfällt. Die Ladung wird an der Außenseite, d. h. an der Lauffläche des Reifens über den gesamten Kreisumfang angeordnet. Bei einer der Ausgestaltungen kann die Sprengstoffschichtbreite der Reifenbreite gleich sein.
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Die neuen, wesentlichen Merkmale, die die Erfindung gegenüber der bekannten Einrichtung kennzeichnen, stellen folgende Gesamtheit von Eigenschaften dar.
- 1. Die Kontaktladung wird als flache Schicht aus Sprengstoff ausgebildet, deren Breite der Reifenbreite entspricht. Das ist erforderlich, um die maximale Kontaktfläche zu erreichen. Das stellt seinerseits die höchsten Spannungen im beanspruchten Teil des Reifens sicher.
- 2. Die Kontaktladung befindet sich außerhalb und zwar an der Lauffläche des Reifens, um während der zum Zentrum hin gerichteten Bewegung der durch die Explosion belasteten Reifenteile die Druckspannungen darin hervorzurufen. Diese entstehenden Druckspannungen sind ihrer Intensität nach im Kord und im Gummi und folglich an der Grenze dazwischen unterschiedlich, um sie wirksam zu spalten und das Gummi mit guter Qualität zu zerkleinern.
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Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
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1 ein Übersichtsschema der Einrichtung für die Durchführung des vorgeschlagenen Verfahrens und
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2 ein Schema der Anordnung aus Sprengstoff und Detonator auf dem Reifen.
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Beschreibung des Ausführungsbeispiels
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Eine Einrichtung gemäß der Erfindung ist skizzenhaft in den 1 und 2 dargestellt. Die Bezugszeichen bedeuten:
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Bezugszeichenliste
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- 1
- gepanzerte Grube (bzw. gepanzerte Kammer),
- 2
- Reifen,
- 3
- Flachladungen (Schichten) aus Sprengstoff,
- 4
- Detonator und
- 5
- Kord.
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Die Einrichtung enthält eine gepanzerte Grube (oder gepanzerte Kammer) 1, einen Stapel von zu zerstörenden Altreifen 2, Kontaktladungen 3 aus Sprengstoff und einen Detonator 4. Die Kontaktladungen 3 aus Sprengstoff sind als feine Flachschicht ausgebildet, dessen Breite mit der Reifenbreite übereinstimmt. Der Detonator 4 dient zur Zündung (Auslösung der Detonation). Die Ladungen 3 können miteinander verbunden sein, um die Detonation einer Ladung an die andere weiterzuleiten (z. B. mit Hilfe von Sprengschnüren), oder jede der Ladungen kann jeweils von ihrem eigenen Detonator gesprengt werden.
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Die Gestaltung der Kontaktladung aus Sprengstoff in Form einer Flachschicht und ihre Anordnung an der Reifenaußenfläche sorgt dafür, dass der beanspruchte Teil des Reifens nach der Detonation der Ladung unter der Wirkung der Detonationsprodukte in die Bewegung zum Zentrum hin versetzt wird. Dabei entstehen Druckspannungen sowohl im Gummimaterial und als auch im Kord 5. ihre Intensität nimmt während der Bewegung zu. Da die Materialien (Kord und Gummi) ihren mechanischen Eigenschaften nach sehr unterschiedlich sind, werden die darin entstehenden Spannungen auch unterschiedlich sein. Sobald die Differenz dazwischen einen kritischen Wert, und zwar die Festigkeitsgrenze, im System Kord-Klebstoff-Gummi erreicht, löst sich das Gummi vom Kord ab. Danach wird sich jedes dieser Materialien selbständig in Form von getrennten Massen bewegen.
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Besteht der Kord aus Metall (bzw. aus Kunststoff), so wird am Ende der Bewegung an der Symmetrieachse des Reifens eine verwirrte Knolle aus Draht (Kunststofffasern) gebildet. Sie ist völlig gummifrei und kann sofort für die weitere Verarbeitung abtransportiert werden.
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Infolge der unabhängigen Bewegung von Gummi zum Zentrum hin entstehen darin Druckspannungen, die beim Kollaps an der Symmetrieachse mehrfach zunehmen. Da Gummi sich gut auf Zug und beachtlich weniger auf Druck beanspruchen lässt, werden die großen Gummistücke als Ergebnis der Wirkung dieser Spannungen zum feinen Gummigut zerkleinert sein.
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Somit entstehen aus jedem Reifen nach der Sprengung folgende Endprodukte:
- 1. Drahtknolle (Kunststofffaserknolle);
- 2. feines Gummigut aus dem durch die Explosion beanspruchten Teil des Reifens;
- 3. zwei Gummiwulste mit Wulstringen, die nachher mit Hilfe von mechanischen Verfahren leicht verwertet werden können.
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Die Funktionsweise der Einrichtung für die Durchführung des Verfahrens ist wie folgt.
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Ein Stapel einiger Altreifenreihen 2 wird in die gepanzerte Grube (gepanzerte Kammer) 1 gegeben. Die Altreifen 2 sind mit Ladungen 3 an der äußeren Lauffläche der Reifen versehen. Die Ladungen 3 werden miteinander mittels Sprengschnüren für die Übertragung der Detonation verbunden. Alternativ werden die Detonatoren 4 auf jede Ladung separat gesetzt. Danach wird die gepanzerte Grube gepanzerte Kammer) 1 mit einem Schutzdeckel (einer Abdeckung) geschlossen. Anschließend werden die Ladungen 3 gesprengt.
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Nach der Sprengung wird der Schutzdeckel (die Abdeckung) weggenommen, und die entstandenen Spaltungsprodukte werden entnommen.
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Beispiel
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Die Einrichtung gemäß der Erfindung wurde für die Explosionsspaltung von abgefahrenen LKW-Drahtkordreifen angewendet. Als Sprengstoff wurde ein elastischer Sprengstoff in Form eines 3–4 mm dicken Streifens benutzt. Der Streifen wurde frei auf die Außenfläche des Reifens einlagig aufgewickelt. Die Explosion wurde mit einem Detonator ausgelöst.
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Nach der Explosion wurden eine verwirrte, völlig gummifreie Drahtknolle, fein zerkleinertes Gummigut mit typischer Korngröße von unter 1 mm (das Gummi aus dem beanspruchten Teil des Reifens wurde praktisch zerstäubt) und zwei Gummiwulste mit Ringen produziert.
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Die durchgeführten Versuche haben das Leistungsvermögen und den hohen Nutzeffekt der Einrichtung gemäß der Erfindung zur Zerstörung von ringförmigen gummitechnischen Erzeugnissen, z. B. Flugzeug- und Autoreifen, nachgewiesen.
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Informationsquellen
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- [1] Patent RU 2057014 , 15.02.1994.
- [2] Patent RU 2338642 , 07.05.2007
