DE4426834A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von Metallpartikeln, die in einem Kunststoff eingebettet sind, aus dem Kunststoff heraus oder zur Gewinnung eines Kunststoffes, in den Metallpartikel eingebettet sind, von den Metallpartikeln befreit oder zur Trennung eines von Metallpartikeln durchsetzten Kunststoffes in den Metallpartikelanteil und den Kunststoffanteil - Google Patents

Description

Die sich in weiten Bereichen geänderte und kritischer ge­ wordene Haltung zu Fragen der Wiederverwendung von ge­ brauchten Rohstoffen und der Kostenersparnis bzw. -senkung hat die Aufgabe entstehen lassen, Materialien mehrfach einzusetzen, die auf Schießanlagen zum Einsatz kommen. Da­ bei handelt es sich insbesondere um die Bestandteile der Munition, die nicht verbraucht werden, sowie um Geschoß­ fangmaterial. Bei der Munition bzw. deren wiederverwendba­ ren Komponenten handelt es sich primär um das Metall der "Kugeln", beim Geschoßfangmaterial handelt es sich um ein Material, das von den Geschossen mit hoher kinetischer Energie getroffen wird, in das die Geschosse eindringen, in dem die kinetische Energie der Geschosse bis auf den Wert "Null" abgebaut wird und in dem demzufolge die Ge­ schosse steckenbleiben. Dieses Geschoßfangmaterial ist klassischerweise Holz in der Form von "Schießscheiben", wenn kein angemessener Anlaß für die Anwendung der oft kunstvoll bemalten Schießscheiben besteht, sind es einfa­ che Karten mit im Regelfall zwölf konzentrisch angeordne­ ten Ringen vor einem "Kugelfang", einem Erdwall, in dem die Kugeln nach dem Durchschlagen der Karte steckenblei­ ben.

Geschoßfangmaterial wird in neuerer Zeit auch "kugelsiche­ ren" Behältnissen zugeordnet, beispielsweise den Fahrgast­ zellen von Personenkraftwagen, um die sich darin aufhal­ tenden Personen vor Attentaten mit Pistolen und Gewehren zu schützen. Dabei wurde erhebliche Energie auf die Ent­ wicklung von Matten verwendet, die in die Seitenwände und Türen von PKW eingearbeitet werden können und einerseits hochwirksam sein sollen, andererseits geringes Gewicht und geringes Volumen haben sollen.

Die Wiedergewinnung der Geschosse ist bei allen diesen An­ wendungsfällen grundsätzlich möglich, aber doch mit einem Aufwand verbunden, der nur in Ausnahmefällen gerechtfer­ tigt ist, beispielsweise, wenn zur Beweissicherung eine Kugel aus dem Kugelfang geborgen werden soll.

Aufgabe der Erfindung ist es, in Anlagen mit einem relativ hohen Anfall von verschossenem Material, dieses möglichst weitgehend und mit relativ geringem Einsatz an Mitteln und Arbeitszeit wiedergewinnen zu können, um es zu "recyclen", d. h. der Wiederverwendung zuzuführen. Daraus kann dann die adäquate Aufgabe abgeleitet werden, das Fangmaterial einer Wiederverwendung zuführen zu können, was die Aussonderung des verschossenen Materials voraussetzt bzw. zumindest voraussetzen kann. Es kann schließlich die adäquale Aufga­ be abgeleitet werden, verschossenes Material und Ku­ gelfangmaterial voneinander getrennt wiedergewinnen zu können und beide Komponenten getrennt voneinander einer Wiederverwendung zuführen zu können. Auf welchem Gesichts­ punkt das Schwergewicht liegt, hängt vom Einzelfall ab, in der Regel von der Kostenrelation zwischen verschossenem Material und Kugelfangmaterial. Das Kugelfangmaterial kann dabei durchaus im Vordergrund stehen, da seit einiger Zeit hierzu gelegentlich teuere Kunststoffe verwendet werden, insbesondere wenn diese trotz geringer Dicke eine beson­ ders gute Wirkung haben sollen, wie es beispielsweise bei der Panzerung von Fahrzeugen gegen Attentatsversuche oft der Fall ist. Daraus ergibt sich, daß bei der Erfindung in erster Linie an regelmäßig frequentierte Schießanlagen ge­ dacht ist, damit aber trotzdem nur ein bevorzugter Anwen­ dungsfall für die Erfindung genannt sein soll, die Erfin­ dung also mit vergleichbarem Nutzen auch in vergleichbaren Fällen einsetzbar ist.

Die Erfindung ist ein besonders vorteilhaftes Verfahren sowie eine Vorrichtung, mit der das Verfahren besonders zweckmäßig durchgeführt werden kann. Die Merkmale der Er­ findung ergeben sich aus den Ansprüchen.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand der Zeichnung erläu­ tert. In der Zeichnung zeigt jede der Fig. 1 und 2 eine von zwei zueinander senkrechten Ansichten mit horizontaler Blickrichtung.

Zweckmäßigerweise, wenn auch nicht notwendigerweise ist der erfindungsgemäße "Recyclingkocher" als fahrbares Gerät ausgebildet. Ein Grundrahmen 1 ist am einen Ende mit zwei achsgleichen Rädern 2, 3 und am anderen Ende mit einem mittleren Rad 4 auf einer Verkehrsfläche abgestützt und am Ende mit dem einen, um eine vertikale Achse schwenkbaren Rad 4 mit einem Führungsmittel 5 versehen. An der Stelle des einen Rades 4 mögen zwei dicht beieinander angeordnete Räder vorgesehen werden, die um eine gemeinsame vertikale Achse schwenkbar dem Grundrahmen zugeordnet sind. Zweckmä­ ßigerweise sind sie um einen gemeinsame Drehachse drehbar in einem Drehschemel gelagert, der seinerseits um eine vertikale Achse zwischen den Rädern schwenkbar dem Grund­ rahmen zugeordnet ist.

Kernstück der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist ein qua­ derförmiger Kocherkessel 6 mit rechteckiger Grundfläche, dessen beiden längeren Seitenwände in der Längsrichtung des Fahrgestelles mit dem Grundrahmen 1, den Rädern 2-4 und dem Führungsmittel 5 gerichtet sind. Die hintere, d. h. dem Führungsmittel 5 nähere Querwand des Kocherkessels 6 ist auf der gesamten Außenseite mit einer isolierenden Platte bzw. Schicht 7 belegt. Der vorderen Querwand des Kocherkessels 6 ist unter Einhaltung eines festgelegten Abstandes, der auf der ganzen Höhe gleichbleibt, eine iso­ lierende Platte 8 vorgestellt, wobei vordere Kocherkessel­ querwand und isolierende Platte 8 einen Rauchgaskanal 9 für eine noch zu beschreibende Befeuerung 10 bilden (Fig. 1). Zwischen jeder Seitenwand des Kocherkessels 6 und je einer von zwei Isolierplatten 11, 12, die beide in Ausbil­ dung und Anordnung vor der jeweiligen Seitenwand der isolierenden Platte 8 in deren Zuordnung zur vorderen Kesselquerwand entsprechen, ist ein teilweise mit Öl gefüllter Spalt 13 bzw. 14 gebildet und beide mit Öl gefüllte Spalte 13 und 14 stehen mit einer Ölwanne 15 unter dem Kesselboden in Verbindung (Fig. 2), so daß ein Ölmantel um den Kocherkessel gebildet ist. Das eingefüllte Öl dient einerseits der Wärmeübertragung auf die Kessel­ wandung, andererseits dem Schutz vor Überhitzung. Die Ölwanne 15 trennt den Kesselboden von einer Brennerkammer 16, was bedeutet, daß sowohl die obere Deckplatte als auch die untere Deckplatte der Ölwanne 15 aus Wärme gut leiten­ dem Material bestehen. In der Brennerkammer 16 ist ein Propangasbrenner 17 mit drei hintereinander liegenden Brennstellen (Fig. 1) angeordnet. Weitere Bestandteile der Befeuerung 10 sind eine Propangasflasche 18 als Energie­ quelle ebenfalls auf dem Fahrgestell, ein Thermostatventil 19, ein Absperrventil 20 mit integrierter Flammenüberwa­ chung, ein Piezozünder 21 und ein Temperaturfühler 22 im Wärmeträgeröl. Die Kesselwände selbst (vordere Kesselquer­ wand) sowie in Verbindung mit den Isolierplatten (Seiten­ wände, hintere Querwand) bilden Füße, mit denen der Kessel 6 auf dem Fahrgestell abgestützt ist und die die Brenner­ kammer einfassen. Am oberen Ende ist der Kessel 6 mit einem um ein Scharnier 23 schwenkbaren Deckel 24 zu ver­ schließen, der ebenfalls mit einer Isolierung versehen ist. In der Schließstellung (Fig. 1, ausgezogene Linie) ist der Kessel geschlossen und betriebsbereit. In der Öffnungsstellung (Fig. 1, unterbrochene Linie) des Deckels 24 kann der Kessel 6 beladen werden.

Innerhalb des Kessels 6 ist ein herausnehmbarer Siebein­ satz 25 angeordnet, wobei durch geeignete, dem Fachmann geläufige und deshalb nicht dargestellte Mittel dafür ge­ sorgt ist, daß sich der Siebeinsatz im eingebauten Zustand in einer gewollten Beziehung zu den Kesselwänden befindet, d. h. vorgegebene Abstände von der Kesselwandung und der Ölwanne 15 hat.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird nun nachfolgend anhand der Zeichnung bei Einsatz einer erfindungsgemäßen Vorrich­ tung gemäß Fig. 1, 2 beschrieben.

Zum Einsatz als Kugelfang kommt ein Kunststoff, wie er un­ ter dem Namen "Polywall" im Handel ist. Dieser Kunststoff kommt bereits in einer Schießanlage in der Form von Blöcken zum Einsatz, oder es wird als flächiges Gebilde einge­ setzt und in einzelne Blöcke zerlegt, nachdem es mit Me­ tallstücken als Teilen von Geschossen, insbesondere aus Blei oder auch anderen Metallen vollgeschossen ist. Jeden­ falls werden die mit Metallpartikeln durchsetzten Blöcke 25 in den Kochkessel 6 eingegeben. Dieses Geschoßfangmate­ rial ist aufgrund seiner Struktur und Dimensionierung in der Lage, mit hoher kinetischer Energie auftreffende Me­ tallpartikel 26 eindringen zu lassen, wobei innerhalb des Geschoßfangmaterials die kinetische Energie bis zum Wert "Null" abgebaut wird, so daß die Metallpartikel in dem Fangmaterial bleiben und von ihm, mit Ausnahme des Ein­ schußkanals, umgeben sind. Eine weitere wichtige Eigen­ schaft des Fangmaterials ist seine Schmelztemperatur, die niedriger, insbesondere 100°C niedriger, ist als die Schmelztemperatur der Metallpartikel. Liegen Partikel aus Metallen verschiedener Schmelztemperatur vor, so hat die Schmelztemperatur des Fangmaterials niedriger zu sein als die des Metalles mit der niedrigsten Schmelztemperatur. Sind derartige Blöcke 25 bei geöffnetem Deckel 24 in den Kocherkessel 6 eingegeben und ist der Deckel 24 in seine Schließstellung gebracht worden, so wird der Propangas­ brenner 10 angeheizt und das Öl in der Ölkammer 13-15 wird so weit erwärmt, daß im Kocherkessel 6 eine Temperatur entsteht, die niedriger ist als die Schmelztemperatur der Metallpartikel 26 aber mindestens so hoch ist wie die Schmelztemperatur des Geschoßfangmateriales. Ist diese Temperatur erreicht, schmilzt das Geschoßfangmaterial und es wird zum Abfließen aus dem Kocherkessel 6 durch eine Auslaßöffnung 27 gebracht, die die Isolierwand 8 durch­ setzt, von dem Kocherkessel ausgeht und in einer Be­ triebsstellung eines Schließorgans offen, in dessen ande­ rer Stellung verschlossen ist. Die Metallpartikel bleiben dagegen auf dem Siebeinsatz 25 mit entsprechender Maschen­ weite liegen und sie können; wenn das geschmolzene Block­ material abgelaufen ist, mit dem Sieb aus dem Kocherkessel herausgenommen werden.

Dabei können Staubanteile, Feinanteile bzw. sehr kleine Metallpartikel infolge der Schwerkraft durch das Sieb bzw. dessen Boden auf den Kesselboden gelangen, dort mehr oder weniger zu einem Kuchen zusammenbacken. Sie gelangen je­ denfalls nicht mit dem geschmolzenen Fangmaterial aus dem Kessel heraus, sondern bleiben im Kessel bzw. auf dem Kes­ selboden liegen, bilden dort einen "Kuchen" und dieser Ku­ chen kann in bestimmten Zeitintervallen herausgeschält werden, um entsorgt zu werden. In diesem Zusammenhang ist es bisher so, daß bei den Sandwällen oder sonstigen Wällen hinter den Schießscheiben der Bleigehalt so extrem hoch ist, daß er als stark gesundheitsgefährdend angesehen wer­ den muß. Hier schaffen Verfahren und Vorrichtung gemäß der Erfindung Abhilfe, indem das Fangmaterial gereinigt und erneut verwendet werden kann.

Verfahren und Vorrichtung gemäß der Erfindung können, wie bereits eingangs erwähnt, der Gewinnung des Fangmaterials, von den zurückgehaltenen Metallpartikeln befreit, der Me­ tallwiedergewinnung, getrennt vom Fangmaterial oder der getrennten Wiedergewinnung von Fangmaterial und Metall dienen, um die eine, die andere oder beide Komponenten ge­ trennt voneinander nach entsprechender Aufbereitung wie­ derverwenden zu können, wenn und soweit dies die Umstände zulassen bzw. geboten erscheinen lassen.

Der Auslaß 27 befindet sich in einer Höhe über dem Boden des Kocherkessels, der die Entnahme des geschmolzenen Fangmaterials im Bodenbereich ermöglicht, ohne daß die Me­ tallkomponente mit abfließt bzw. die Auslaßeinrichtung 27 verstopft, die aufgrund ihrer geringen Masse wie das Fang­ material schmilzt oder zumindest teigig wird, durch den Boden des Fangkorbes unter diesen gelangt und sich dort als Metallkuchen niederschlägt.

Zur Entleerung des Kocherkessels ist es zweckmäßig, das geschmolzene Fangmaterial durch die Entnahmeeinrichtung 27 zuerst zu entnehmen, um den ungeschmolzenen Metallparti­ keln Gelegenheit zu geben, durch Abtropfen des geschmolze­ nen Fangmaterials frei von Fangmaterial zu werden bzw. um einen möglichst großen Anteil des ursprünglich eingesetz­ ten Fangmaterials wiedergewinnen zu können. Danach werden durch Herausnehmen des Siebeinsatzes 25 die ungeschmolze­ nen Metallpartikel entnommen und schließlich soll der Ku­ chen herausgenommen werden, beispielsweise mittels eines Schabers, der zum Zusammenwirken mit der Innenseite des Kesselbodens gebraucht wird.

Um einen wirkungsvollen und trotzdem schonenden Hitze­ transfer vom Brenner 17 in das zu schmelzenden Material im Kessel 6 sicherstellen zu können, kann es zweckmäßig sein zwischen Brenner 17 und Kesselboden bzw. Ölwanne 15 in der Brennkammer 16 ein die Hitze gleichmäßig weiterleitendes Blech 28 vorzusehen, wie es beispielsweise unter der Han­ delsbezeichnung Thermax-Blech im Handel ist. Dieses Blech 28 ist in der Art eines zweiten Bodens mit einem Luftspalt unter den Kesselboden gehängt. Damit wird eine Art indi­ rekte Beheizung erreicht, indem die Brennerflammen nicht direkt mit dem Kesselboden in Kontakt kommen und eine lo­ kale Überhitzung, die eventuell das zu erwärmende Medium schädigen oder gar in Brand setzen könnte, verhindert wer­ den kann. Die hiermit erreichte Temperaturverteilung ist ein wesentlicher Gesichtspunkt. Wärmeträger ist praktisch die Luft zwischen Thermax-Blech und Kesselboden. Die Lö­ sung ist durchaus in Verbindung mit der Anwendung der Öl­ wanne 15 innerhalb des eigentlichen Kesselbodens in Er­ wägung zu ziehen, obwohl in verständlicherweise eine be­ sondere Bedeutung hat bei Lösungen ohne den Ölwannenbe­ reich unter dem Kesselboden oder überhaupt ohne Ölwanne. In Verbindung mit der Ölwanne ist zu bedenken, daß das in der Ölwanne befindliche Thermalöl einen Brennpunkt hat, der bei jeder Beheizung berücksichtigt werden muß.

Claims (17)

1. Verfahren für die Wiedergewinnung von Metallpartikeln aus einem Fangmaterial, auf das die Metallpartikel mit hoher kinetischer Energie auftreffen, in das die Metallpartikel eindringen, in dem die kinetische Energie der Metallparti­ kel bis auf "Null" abgebaut wird, so daß die Metallparti­ kel in dem Fangmaterial verbleiben und aus dem sie wieder­ gewonnen werden sollen, gekennzeichnet durch die Verwen­ dung eines Fangmaterials, dessen Schmelzpunkt niedriger ist als der Schmelzpunkt des Metalls, aus dem die Metall­ partikel bestehen, gekennzeichnet weiter durch die Verwen­ dung des Fangmaterials in der Form handhabbarer Blöcke und gekennzeichnet durch die Eingabe von mit Metallpartikeln bestückten Fangmaterialblöcken in einen Kocher, in dem ei­ ne Erhitzung der metallbestückten Fangmaterialblöcke auf eine Temperatur im Bereich über der Schmelztemperatur des Fangmateriales und unter der Schmelztemperatur der Me­ tallpartikel erfolgt und nach der Erhitzung eine mecha­ nische Trennung zwischen geschmolzenem Fangmaterial und ungeschmolzenen Metallpartikeln erfolgt und beide Kom­ ponenten getrennt voneinander dem Kocher entnommen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Ver­ wendung einer Entnahmeeinrichtung, mit der die nach dem Schmelzen des Fangmaterials stückig gebliebenen Me­ tallpartikel dem Kocher entnommen werden und einer wei­ teren Entnahmeeinrichtung, mit der das geschmolzene Fang­ material dem Kocher entnommen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst das geschmolzene Fangmaterial, dann die Me­ tallpartikel dem Kocher entnommen werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß während des Schmelzens des Materiales Metallpartikel ab einer vorgegebenen Masse ungeschmolzen bleiben, während Metallkomponenten unter dieser Masse sowie sonstige Kompo­ nenten des zu behandelnden Produktes wie das Fangmaterial geschmolzen werden, während das Entnehmen in drei aufein­ anderfolgenden Schritten erfolgt, einem ersten Schritt, in dem das geschmolzene Fangmaterial in fließfähigem Zustand zum Austreten aus dem Kocher gebracht wird, einem an­ schließenden zweiten Schritt, in dem mit einer Entnahmeein­ richtung ungeschmolzen gebliebene Metallpartikel dem Ko­ cher entnommen werden und einem abschließenden dritten Schritt, in dem das geschmolzene Metall und die sonstigen Komponenten des zu behandelnden Produktes zum Absetzen von geschmolzenem Fangmaterial und zum so weitgehenden Er­ starren gebracht werden, daß sie als Bestandteile eines erstarrten Kuchens dem Kocher entnommen werden können.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen allseits geschlossenen Kocherkessel (6), der unter Einhal­ tung eines Spaltes einen Siebeinsatz (25) umgibt, dessen Maschenweite kleiner ist als die Erstreckung der Metall­ partikel in mehreren Richtungen, wobei zwischen Siebein­ satzboden und Kesselboden ein Freiraum besteht, der dem Volumen des geschmolzenen Materials und gegebenenfalls ge­ schmolzener Metallkomponenten und sonstiger Komponenten des zu behandelnden Produktes entspricht oder geringfügig größer ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontur des Siebeinsatzes (25) der Kontur des Kocher­ kessels (6) folgt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, gekennzeichnet durch einen Brenner (10) unter dem Kesselboden und zumindest ei­ nem vor dem Kochkessel angeordneten Rauchgaskanal (9), der im Bereich des oberen Randes des Kocherkessels (6) offen ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Brenner ein großflächiger Gasbrenner (10) ist und der Kocherboden eine mit einem wärmespeichernden Fluid gefüll­ ter Tank ist, der die Brennerkammer (16) und den Innenbe­ reich des Kocherkessels (6) voneinander trennt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen Brenner und Kesselboden ein wärmeverteilen­ des Blech befindet, das die vom Brenner eher punktuell er­ zeugte Wärme gleichmäßig auf seine gesamte Fläche verteilt und durch einen Luftspalt hindurch an den Kesselboden ab­ gibt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch die Steuerung der Brennerleistung mittels eines einstellbaren Temperaturfühlers (22) in dem mit wärmespeicherndem Fluid gefüllten Tank.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der zumindest eine Rauchgaskanal (9) ei­ nerseits von der Kochkesselwand, andererseits von einer vorgestellten Temperaturisolierung (8) begrenzt wird.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Kocherkessel (6) die Form eines Qua­ ders hat, der zumindest teilweise von einem Ölmantel umge­ ben ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Kocherkessel (6) von einem temperaturisolierten Deckel (24) verschlossen ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 13, gekennzeichnet durch einen die Rauchgaskammer (9) und die Isolierung (8) durchsetzenden regelbaren Auslaß (27) für geschmolzenes Fangmaterial in einer Höhe über dem Boden des Kocherkessels (6), der sich aus der Dicke des auf dem Kocherkesselboden absetzenden Kuchens aus geschmolzenen Metallkomponenten und sonstigen Komponenten des zu behan­ delnden Produktes ergibt.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Siebeinsatz (25) aus dem Kocherkessel (6) herauszunehmen ist.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 15, gekennzeichnet durch ihre Anordnung auf einem Fahrgestell.

17. Verwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4 und/oder einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 16, gekennzeichnet für das Recyceln von Kugelfangmateria­ lien von Schießständen.