DE68911604T2 - Rotor für die magnetische Sortierung von verschiedenen Metallen. - Google Patents

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf einen Dauermagnet-Rotor, der bei Rotation eine Zone schnell umkehrenden magnetischen Flusses hoher Dichte erzeugt, durch welche Zone aus unterschiedlichen Metallen bestehende Gegenstände oder Stücke geleitet werden können, um sie magnetisch in Gruppen aufzuteilen. Dieser Rotor steht in Beziehung zu dem Verfahren und der Vorrichtung zum Sortieren von aus Nichteisen-Metallen bestehenden Stücken, wie in unserem Patent EP-A-0 305 881 beschrieben, das im Hinblick auf Art 54(3) EPC zu berücksichtigen ist. Dieser Vorichtung gegenüber zeigt die Erfindung eine verbesserte und wirkungsvollere Anordnung von Dauermagneten an der Außenseite des Rotors.
• Es ist üblich, Kraftfahrzeuge zu schreddern oder zu kleinen Stücken zu verschrotten. Diese Stücke bestehen aus unterschiedlichen Metallen, die beim Schreddern oder beim Verschrottungs vorgang miteinander vermischt werden. Magnetisierbare Stücke aus Eisenmetall können mit geeigneten Magnetgeräten herausgeholt werden. Dann verbleibt ein Rest aus unterschiedlichen Metallen wie Blei, Zink, Kupfer, Messing, Aluminium und rostfreiem Stahl, die von magnetischen Aussonderungsgeräten nicht erfaßt werden. Diese Metallteile sind als Gemisch wertlos, sie können aber recycled und wiederverwendet werden, wenn sie in Gruppen gleicher Metalle aufgeteilt werden.
• Bisher wurde das Trennen oder Sortieren von NE-Metallstücken (zu den NE-Metallen ist auch rostfreier Stahl zu rechnen, weil er auf Magnet-Sortiergeräte nicht anspricht) von Hand vorgenommen. Das heißt, ein Arbeiter untersucht mit freiem Auge eine Ansammlung von vermischten Teilen und wählt nach dem Augenschein die Teile aus (und nimmt sie mit der Hand aus dem Gemisch), die aus demselben Metall zu bestehen scheinen. Besonders wenn es sich um Kraftfahrzeug-Metallschrott handelt, lassen sich die Teile aus unterschiedlichem Metall wegen ihrer unterschiedlichen Größe oder ihres unterschiedlichen Aussehens leicht erkennen. Jedoch ist dafür ein erheblicher Einsatz von Arbeitskraft erforderlich, und das Sortieren ist zeitraubend. Diese Arbeit läßt sich praktisch nur dort durchführen, wo die Arbeitslöhne außerordentlich niedrig sind, wie etwa in einigen Ländern der Dritten Welt. Dazu wurden bislang Ladungen von Metallschrott- Gemisch in diese Länder verschifft, und nach dem Sortieren der Metallstücke wurden sie zum Einschmelzen und zur Wiederverwendung zurückgebracht. Wegen der erheblichen Frachtkosten war es trotz der niedrigen Arbeitskosten in vielen Fällen nicht möglich, solche Gemische von Stücken aus verschiedenem Metall zu sortieren, und daher wurden diese Metallgemische nicht weiter verwendet und weggeworfen.
• Wir haben festgestellt, daß, wenn derartige Stücke aus NE-Metallen einem sich schnell umkehrenden, starken Magnetflußfeld hoher Dichte ausgesetzt werden, in den Stücken ein Wirbelstrom induziert wird, der in ihnen eine magnetische Abstoßungskraft erzeugt, die allgemein proportional der Metallart ist, aus der die Stücke bestehen. Diese Abstoßungskraft kann die betreffenden Stücke, wenn sie durch eine Zone mit einem derartigen Magnetfluß geführt werden, veranlassen, je nach der Art des Metalls in unterschiedlich weiten Bahnen wegzufliegen. Werden somit Stücke von im wesentlichen gleicher Form einem derartigen Magnetflußfeld ausgesetzt, so können sie wegen ihrer unterschiedlichen Flugbahnen in Gruppen verschiedener Metalle gesammelt werden.
• Werden zum Beispiel verschiedene Stücke etwa gleicher Größe aus verschiedenen Metallen durch eine Zone oder einen Bereich eines derartigen schnell umkehrenden starken Magnetflußfeldes hoher Dichte geleitet, sind die Aluminiumteile bestrebt, eine viel weitere Strecke aus dem Feld herauszufliegen als Kupferstücke, die ihrerseits weiter aus dem Feld heraus fliegen als Teile aus Zink. Messingteile bleiben näher an dem Feld und Bleistücke noch näher. Somit werden Stücke aus unterschiedlichem Material durch die Länge der von ihnen durchflogenen Strecke magnetisch sortiert.
• Um das benötigte Magnetfeld herzustellen, kann ein magnetischer Rotor benutzt werden. Die Erfindung bezieht sich auf einen Dauermagnetrotor, der ein schnell umkehrendes starkes Magnetflußfeld sehr hoher Dichte in einer vorgewählten Zone erzeugt, durch welche Metallschrottstücke zu Sortierzwecken hindurchgeleitet werden können. Dieser Rotor läßt sich auch für andere Zwecke einsetzen, für die ein solches Magnetfeld erforderlich sein kann.
• FR-A-2 038 878 beschreibt einen drehbaren Magnetrotor nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. In diesem bekannten Rotor sind in jeder Reihe Magnete vorgesehen, die in Längsrichtung des Rotors wechselnde Polarität haben, wobei die Breite der Reihen ganz beträchtlich ist, um magnetische Felder zu erzeugen, die sich diagonal um die Oberfläche des Rotors erstrecken. Um die sehr schnell wechselnden Felder zu erzeugen, die für das Trennen von NE-Metallen geeignet sind, sieht der erfindungsgemäße Rotor eine große Zahl von Reihen von Magneten vor, wobei die Magnete in jeder Reihe übereinstimmende Polarität haben, damit schnell wechselnde Felder in einer schmalen länglichen Zone angewandt werden können, die sich parallel zu der Trommelachse erstreckt.
• Die vorliegende Erfindung sieht also einen Dauermagnetrotor vor, der aus einer hohlzylindrischen Trommel besteht, auf deren Mantelfläche Reihen von Dauermagneten befestigt sind. Die Reihen verlaufen in Längsrichtung des Rotors und liegen eng nebeneinander. Die Polaritätsrichtung jeder zweiten Reihe ist radial, wobei die Polaritäten ihrer Außenseiten einander entgegengesetzt sind. Die Polaritätsrichtung der dazwischenliegenden Reihen ist dagegen die Umfangsrichtung oder Querrichtung, wobei die Polarität an den Rändern dieselbe ist wie die Polarität der Außenfläche der benachbarten Reihe, an der die jeweilige Kante anliegt. Diese Anordnung der abwechselnden Polarität in radialer Richtung und in Umfangsrichtung bei benachbarten Reihen erzeugt einen Pfad des magnetischen Flusses, der in Umfangsrichtung in der einen Reihe, radial nach außen in der nächsten Reihe, in Umfangsrichtung oberhalb der erstgenannten Reihe, und radial einwärts in der nächsten Reihe verläuft, um dann zurückzukehren zu der in Umfangsrichtung durchlaufenen erstgenannten Reihe. Das ergibt eine Folge geschlossener, um die Gesamtperipherie der Rotortrommel verlaufender Magnetflußschleifen.
• Die Intensität der Folge magnetischer Schleifen wird erheblich erhöht durch Verringern der Dicken der Reihen von in Umfangsrichtung verlaufender Polarität im Vergleich zu den Dicken der Reihen mit radial gerichteter Polarität. Das heißt, die Außenseiten der Magnete in den Reihen mit in Umfangsrichtung verlaufender Polarität liegen radial tiefer als die Außenseiten der Magnete in den benachbarten Reihen mit radial gerichteter Polarität.
• Bei der Verwendung des Rotors in einer Sortieranlage durch schnelles Rotierenlassen des Rotors wird eine bandförmige Zone von schnell umkehrendem Magnetfluß hoher Dichte über die Länge des Rotors erzeugt. Wird der Rotor horizontal gelagert, und wählt man eine schmale bandförmige Zone oder einen schmalen Bereich oberhalb des Rotors, können Metallstücke horizontal durch die Zone oberhalb des Rotors bewegt werden. Wenn ein Stück die Zone durchläuft, wird es vorübergehend dem Magnetfluß ausgesetzt, der im Inneren der Stücke einen Wirbelstrom induziert. Dieser Wirbelstrom erzeugt seinerseits eine magnetische Abstoßungskraft in dem Stück, die das Stück von der Zone zurücktreibt. Wird das Stück durch die Zone auf einem Horizontalförderer bewegt, der an der Zone endet, veranlaßt die Abstoßungskraft das Stück, sich in freiem Flug auf einer Bahn über ein Streckenstück weiterzubewegen, dessen Länge von der Stärke der auf das Stück ausgeübten Abstoßungskraft abhängt. Diese Stärke steht in Beziehung zu der jeweiligen Art des Metalls, aus dem das Stück besteht. Die Strecke, um die sich das Stück von der Zone entfernt, ist somit abhängig von der Art des Metalls, aus dem das Stück hergestellt ist. Die Trennung der verschiedenartigen Metalle erfolgt daher dadurch, daß die einzelnen Stücke von der Zone aus unterschiedlich weit fliegen.
• Um die Reihen enger zusammenzuführen, damit die gebogene Manteloberfläche des Rotors vollständig bedeckt ist, können die dünneren, in Umfangsrichtung polarisierten Reihen von Magneten im wesentlichen Trapezform erhalten. Die dickeren Magnete können jedoch im wesentlichen Rechteckquerschnitt erhalten. Die nebeneinanderliegenden Reihen lassen sich somit eng aneinanderlegen. Die Reihen werden mit einem starken Klebstoff aneinander und an der Oberseite der Rotortrommel befestigt.
• Ein Ziel der Erfindung ist es somit, einen Rotor mit Dauermagnetreihen zu besetzen, die so angeordnet sind, daß zahlreiche Magnetflußschleifen hoher Dichte erzeugt werden, die in Umfangsrichtung, radial auswärts, in Umfangsrichtung zurück und radial einwärts zu dem Rotor auf schmalen Segmenten des Rotors verlaufen. Schnelle Rotation des Rotors ruft daher schnelle Änderungen des Magentflußfeldes innerhalb einer speziellen schmalen, bandförmigen Zone längs der Seite des Rotors hervor.
• Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, die Flußdichte und damit die Stärke des Magnetfeldes in geringem Abstand von der Rotoroberfläche wesentlich zu erhöhen, indem dünnere Magnete für die in Umfangsrichtung polarisierten Reihen verwendet werden und indem die Polarität der Seitenkanten der dünneren Reihen der Polarität der freiliegenden Außenseiten der Reihen dickerer Magnete angepaßt wird.
• Weiter soll die Erfindung die Aufgabe lösen, einen verhältnismäßig wenig kostspieligen und verhältnismäßig einfach herzustellenden, mit Dauermagneten bestückten Rotor zu entwickeln, der ein schnell wechselndes Magnetfeld hoher Flußdichte in einer schmalen, bandförmigen Zone erzeugt, durch die aus unterschiedlichem Metall bestehende Stücke geleitet werden können, um in diesen Stücken Abstoßungskräfte zu erzeugen.
• Diese und weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind in der nachstehenden Beschreibung und den zugehörigen Zeichnungen erläutert.
• Fig.1 zeigt eine Schemazeichnung der Sortieranlage und die Trennung der aus unterschiedlichem Metall bestehenden Stücke längs unterschiedlich langer Wurfwege.
• Fig.2 ist eine schematische perspektivische Teilansicht des Magnetrotors und des um den Rotor gelegten Förderbandes, auf dem die zu sortierenden Stücke herangeführt werden.
• Fig.3 ist eine schematische Ansicht des die Stücke heranführenden Förderers sowie des Rotors und seiner Lagerung, teilweise im Schnitt.
• Fig.4 zeigt den Rotor im Schnitt.
• Fig.5 zeigt schematisch im Schnitt in größerem Maßstab ein Teilstück des Rotors in Blickrichtung auf das Ende der Dauermagnetreihen.
• Fig.6 ist eine perspektivische Ansicht zweier benachbarter Magnetreihen.
• Wie Fig.4 erkennen läßt, hat der Rotor 10 die Form einer hohlen, langgestreckten, insgesamt zylindrischen Trommel 11 aus magnetisierbarem Eisenmetall. Die beiden entgegengesetzten Enden der Trommel sind mit Verschlüssen 12 und 13 abgedeckt. Eine Spindel oder Welle 15 ist an dem Verschluß 12 befestigt, eine entsprechende Spindel oder Welle 16 ist an dem gegenüberliegenden Verschluß 13 befestigt.
• Wie in Fig.3 schematisch angedeutet, sind die Rotorspindeln in passenden Stützlagern 19 aufgenommen, die oben auf Stützen 20 angeordnet sind. Die Stützen sind auf einem feststehenden Rahmen oder dem Boden 21 angebracht.
• Auf der Spindel 15 ist eine Antriebsscheibe 24 befestigt. Die Antriebsscheibe ist über einen passenden Antriebsriemen oder eine Antriebskette 25 mit einer Motorscheibe 26 verbunden, die auf einem drehzahlgeregelten Elektromotor 27 sitzt. Beim Einschalten des Motors wird demnach der Rotor mit vorbestimmter Drehzahl angetrieben, z.B. mit 1500 bis 2000 Upm.
• Miteinander abwechselnde Reihen 30 und 31 von Dauermagneten sind auf dem Außenmantel der Trommel befestigt. Die Reihen haben zwei unterschiedliche Dicken, so daß Paare von abwechselnd dicken und dünnen Reihen 30 und 31 gebildet werden. Alle dicken Reihen haben übereinstimmende radiale Abmessung oder die gleiche Dicke, und alle dünnen Reihen haben übereinstimmende radiale Abmessung.
• Nach den Figuren 5 und 6 haben die zahlreichen Dauermagnete 32, die die dicken Reihen 30 bilden, vorzugsweise Rechteckquerschnitt und stoßen mit ihren Enden aneinander, um die jeweiligen Reihen zu bilden. Jeder Magnet 32 besitzt eine freiliegende Stirnseite 33, eine zu der Trommel hin gerichtete Basis 34 sowie Seitenwände 35.
• Die zahlreichen Dauermagnete 36, die die dünnen Reihen 31 bilden, haben im Querschnitt vorzugsweise die Gestalt von gleichschenkligen Trapezen. Die breitere Basis 37 jedes Magneten bildet die freiliegende Stirnseite des Magneten. Seine schmale Basis 38 ist gegen den Außenmantel der Trommel gerichtet. Die schrägen Seitenwände 39 haben vorzugsweise gleiche Neigung.
• Um die beiden Magnetreihen auf der Trommel anzubringen, werden auf dem Außenmantel der Trommel längliche Streifen 40 und 41 ausgebildet. Die Streifen 40 sind so breit, daß sie die Basen 34 der Magnete 32 der dicken Reihe aufnehmen können. In entsprechender Weise sind die Streifen 41, die mit den Streifen 40 abwechseln, so breit, daß sie die schmalen Basen 38 der Magnete 36 der dünnen Reihe aufnehmen und richtig lagern können.
• Die Magnete werden auf der Trommel und aneinander jeweils durch einen geeigneten hochfesten Klebstoff befestigt. Geeignete Klebstoffe sind im Handel erhältlich, so daß der Fachmann die nötige Auswahl treffen kann. Eine Klebstoffschicht 43 wird auf die Streifen 40 und 41 aufgetragen, um die Magnetbasen 34 und 38 auf den ihnen zugeordneten Streifen zu befestigen. Ebenso werden Klebstoffschichten 44 zwischen nebeneinanderliegende Magnet-Seitenwände gebracht, um die Magnete miteinander zu verbinden.
• Nachdem die Magnete miteinander und mit der Trommel verklebt sind, kann eine Außenschicht 45 auf die Außenseiten der Magnete aufgebracht werden, um sie zu schützen und zu verhindern, daß sie sich lockern. Die Schicht 45 besteht vorzugsweise aus einem kunstharzverstärkten Glasfasergewebe, das straff über die jeweiligen Außenseiten der Magnete gespannt werden kann oder auch als glatter Außenmantel ausgebildet sein kann, d.h. wechselnde Dicke haben kann, um sich an die im Vergleich zu den dickeren Magneten tiefer liegenden Oberseiten der dünneren Magnete anpassen zu lassen.
• Die Magnete bestehen aus hochwirksamem Dauermagnetwerkstoff, etwa aus handelsüblichem Neodym-Eisen-Bor-Material. Dieses Material kann einen starken Magneten mit einer ungefähren Magnetflußdichte von 50.10&sup6; Wb/m² (5000 G) liefern. Um beispielsweise die relativen Abmessungen der Magnete zu zeigen: die dickeren Magnete können etwa 1,59 cm (5/8") breit, 1,9 cm (3/4") hoch (d.h. in Richtung des Trommelradius) und etwa 2,54 cm (1") lang (d.h. gemessen in Trommellängsrichtung) sein. Die entsprechenden dünneren Magnete 36 können etwa 1,27 cm (1/2") breit, etwa 1,59 cm (5/8") hoch und etwa 2,54 cm (1") lang (in Richtung der Trommelachse) sein.
• Wenn die dünneren Magnete Trapezquerschnitt haben, sind ihre breiteren oder frei liegenden Basen etwas breiter als ihre schmalen Basen, beispielsweise etwa 1,47 cm (0,580 inch) Außenbreite gegenüber 1,27 cm (0,500 inch) Innenbreite. Bei diesen Maßen kann ein Zwischenraum von etwa 2,54 bis 3,05 mm (0,10 bis 0,12 inch) zwischen den Wänden benachbarter Reihen von Magneten für die Aufnahme von Klebstoff verbleiben.
• Kennzeichnenderweise verlaufen die Richtungen der Polarität der dickeren Magnete radial, wie in den Figuren 5 und 6 durch die Pfeile und die Bezeichnungen N und S angedeutet. Die Richtung der Polaritäten der dünneren Magnete liegen quer zu dem Rotor oder in Umfangsrichtung des Rotors, wie in den Figuren 5 und 6 durch die Pfeile und die Bezeichnungen N und S angedeutet.
• Fig.5 zeigt, daß die Polarität der freiliegenden Fläche jedes Magneten in jeder Reihe dicker Magnete entgegengesetzt der Polarität der Magnete in der nächstbenachbarten Reihe dicker Magnete ist. An der Außenseite 33 der Reihen dicker Magnete am Rotorumfang tritt daher abwechselnd Nord- und Süd-Polarität auf. Die Polarität der Seitenflächen 39 oder Kanten der dünneren Magnete sind jedoch koordiniert mit der Außenseiten-Polarität der dickeren Magnete. Die Polarität an jeder Seitenfläche 39 jedes dünneren Magneten ist daher dieselbe wie die Polarität der freiliegenden Stirnseite 33 seines benachbarten dickeren Magneten. Somit addieren sich die quer oder in Umfangsrichtung verlaufenden Polaritäten der dünnen Magnete zu dem radialen Magnetflußstrom und erhöhen wesentlich die Flußliniendichte, die zwischen jeweils benachbarten Gruppen zweier dicker Magneten und dem jeweils dazwischen liegenden dünnen Magneten erzeugt wird. Dieser Flußstrom wird vergrößert und verstärkt durch die Absenkung der Außenseiten der dünnen Magnete um einen ausreichenden Betrag, der das Kurzschließen von magnetischem Fluß über die freiliegenden Flächen der inneren Magnete verhindert. Das Maß der Absenkung der freiliegenden Fläche des dünnen Magneten gegenüber den freiliegenden Flächen der dicken Magnete läßt sich variieren und kann durch Versuche auf den günstigsten Wert gebracht werden. Beispielsweise werden bei den obenerwähnten Abmessungen für die Magnete die freiliegenden Flächen der dünneren Magnete um etwa 3,2 mm (1/8") radial nach innen gegenüber den freiliegenden Flächen der dickeren Magnete abgesenkt.
• Die schnell wechselnden Magnetfelder führen zu einer Erwärmung der Trommel, und die Erwärmung kann, falls keine Regelung erfolgt, einen Grad erreichen, bei dem die Dauermagnete zerstört werden. Magnete aus Neodym-Eisen-Bor-Material können entmagnetisiert oder zerstört werden bei etwa 232 ºC (450 ºF). Die Trommeltemperatur wird daher zweckmäßigerweise unter diesem Betrag gehalten, vorzugsweise unter etwa 66 ºC (150 ºF). Das läßt sich erreichen, indem kühles Leitungswasser durch die Trommel geführt wird. Dazu ist die Spindel 15 mit einer Mittelbohrung 47 versehen, deren Innenabschnitt 48 aufgeweitet ist. Das Wasser fließt durch die Bohrung in die Trommel und bildet eine Wasserschicht 50 an der Innenseite der Trommel, wie in Fig.4 durch gestrichelte Linien angedeutet.
• Eine Bohrung 49 in der Spindel 16 stellt einen Auslaß für das Wasser dar, wenn die Wasserschicht 50 so hoch reicht, daß es über die Bohrung 49 abfließen kann. Um Wasser zuzuführen, wird eine Zulaufleitung 51 an die Bohrung 47 in der Spindel 15 angeschlossen, und an die Bohrung 49 wird eine Ablaufleitung 52 angeschlossen.
• Nach Fig.1 ist der Rotor umgeben von einer vorderen Förderbandrolle 54, die als dünnwandiger Zylinder aus unmagnetischem Werkstoff ausgeführt sein kann. Als Material für die Zylinderwand kommt z.B. Kevlar (DuPont-Warenzeichen für ein Kunststoffmaterial) in Betracht, das in Verbindung mit einer geeigneten Kunstharzverstärkung zu einem steifen, dünnen Zylinder von etwa 1,6 mm (1/16") Wandstärke geformt werden kann. Die Rolle ist mit Abschlußkappen 55 (vgl. Fig.3) versehen, die Mittelbohrungen 56 aufweisen, durch die die Spindeln 15 und 16 hindurchführen.
• Eine hintere Rolle 58 gleicher Ausführung wie die vordere Rolle 54 ist drehbar auf einer passenden Welle in einigem Abstand von der vorderen Rolle angeordnet. Die Welle 59 trägt eine Antriebsscheibe 60, die durch einen passenden Riemen oder eine Antriebskette 61 mit einer Antriebsscheibe 62 auf einem drehzahlregelbaren Motor verbunden.
• Ein Förderband 65 aus unmagnetischem, biegsamem Material, das die erforderliche Verschleiß- und Belastungsfestigkeit besitzt, läuft über die vordere bzw. die hintere Rolle 54 bzw. 58. Die Laufgeschwindigkeit des Förderbandes kann durch Verändern der Drehzahl der angetriebenen Scheibe 62 variiert werden. Das Förderband und seine Rollen sollen sich wesentlich langasamer bewegen als der Rotor. Die vordere Rolle 54 bewegt sich nämlich unabhängig von dem Rotor, weil sie drehbar auf den Rotorwellen angeordnet ist.
• Eine passende Ausgaberutsche oder ein Förderband 68 (vgl.Fig.1) leitet Stücke 70 auf das Förderband 65. Die Stücke 70 können aus unterschiedlichen Metallen bestehen und sind zu einem unsortierten Gemisch von Stücken von insgesamt gleicher Größe zusammengeführt. Das bedeutet, daß es zweckmäßig ist, die Schrottstücke vor dem magnetischen Sortieren zu Gruppen ungefähr gleicher Größe zusammenzustellen.
• Wenn die Stücke 70 auf dem Förderband vorwärts transportiert werden, gelangen sie durch eine bandförmige längliche Zone 71, in der ein Magnetfluß hoher Dichte herrscht. Die Zone liegt oberhalb des Rotors. Da die Magnetflußdichte mit zunehmendem Abstand von der Magnetquelle schnell abnimmt, liegt die Zone nahe an dem Rotor. Das heißt, die Rolle ist eine dünnwandige Konstruktion, z.B. 1,6 mm (1/16") Wanddicke, und das Band hat ebenfalls geringe Stärke, z.B. ebenfalls 1,6 mm (1/16"). Die Rolle hat geringen Abstand von dem Rotor, größenordnungsmäßig 3,2 mm (1/8"). Die Oberfläche des Förderbandes kann somit ungefähr 6,4 mm (1/4") Abstand von der Rotoroberfläche haben, und die "Arbeitszone" kann etwa zwischen 6,4 mm (1/4") und etwa 1,9 cm (3/4") oder ungefähr 1,27 cm (1/2") hoch gegenüber dem Rotor liegen. Diese Abmessungen sind ungefähre Größen und können sich je nach dem Aufbau des speziellen Geräts ändern. Die Arbeitszone, durch die die Metallstücke geführt werden, muß jedoch so nahe wie möglich an der Rotoroberfläche liegen, um die größtmögliche Flußdichte zu erzielen.
• Wenn das jeweilige Stück die Arbeitszone 71 passiert, induziert die schnelle Änderung der Stromrichtung des Magnetflusses in diesem Stück einen Wirbelstrom, der seinerseits in dem Stück eine Abstoßungskraft hervorruft. Diese Abstoßungskraft schleudert in Verbindung mit der aus der Vorschubbewegung des Stückes auf dein Förderband herrührenden Kraft das Stück vorwärts auf einer voraus und abwärts gerichteten Bahn. Die Bahnbewegungen der Stücke hängen ab von der Art des Metalls, aus dem das Stück besteht. So zeigt die Fig.1 drei Bahnlinien 70a, 70b und 70c, um drei Stücke aus unterschiedlichem Werkstoff anzudeuten. Die am weitesten reichende Bahnlinie 70a zum Beispiel könnte für ein Stück aus Aluminium gelten. Die kürzeste Bahnlinie 70c könnte für ein Stück Blei gelten, und die mittlere Bahnlinie 70b für ein Stück aus Messing oder Zink. Stücke aus Kunststoff, Glas oder rostfreiem Stahl fallen im Prinzip sofort nach unten, wie durch die insgesamt vertikal abwärts gerichtete Bahnlinie 70d angedeutet wird.
• Als ungefähres Beispiel für die Arbeitsgeschwindigkeit sei ein Metallstück von 25 mm (1") Länge und eine Förderbandgeschwindigkeit von etwa 15,24 m.min&supmin;¹ (50 ft/min) angenommen; dann beträgt die Zeit für den Durchlauf des Stückes durch die Arbeitszone 71 etwa 0,04 Sekunden je Zentimeter Stücklänge (0,10 Sekunden je Inch Stücklänge). Arbeitet man mit einer Trommel, die 52 Reihen aus 26 Paaren dicker und dünner Reihen aufweist, könnte die Zahl der auf dieses Stück einwirkenden Magnetfeldwechsel die Zahl von 100 Umkehrungen überschreiten. Dadurch werden Bahnlinien unterschiedlicher Länge erzeugt, wodurch eine ausreichende Trennung der Stücke nach dem Werkstoff, aus dem sie bestehen, möglich ist.
• Bei der gewerblichen Nutzung können vorzugsweise mehrere getrennte Rotor-Förderband-Anordnungen der schematisch in Fig.1 dargestellten Form eingesetzt werden, um aufeinanderfolgende Sortierstationen einzurichten. Jedes Gemisch kann dabei sortiert und nachsortiert werden, um fortschreitend an jeder Station Stücke von speziellen Metallen aus dem Gemisch auszusondern.
• Über dem Rotor läßt sich ein Dipol vorsehen, um die Magnetfelder in der Arbeitszone zu verformen oder vertikal zu dehnen. Ein solcher Dipol kann aus einem länglichen Stück Eisen bestehen, das wenig oberhalb und parallel zu der Rotorachse über dem Rotor angeordnet wird. Die Unterseite des Eisenstücks kann mit einer Reihe Dauermagnete der obenbezeichneten Art bedeckt werden. Diese Reihe von Dauermagneten ist bestrebt, die wechselnden Magnetfelder anzuziehen und zurückzustoßen und auf diese Weise den schnellen Wechsel der Felder zu unterstützen, wenn sie auf die sie durchlaufenden Stücke einwirken.

Claims (13)

1. Drehbarer Magnetrotor zur Erzeugung eines hochdichten schnellkommutierenden Magnetflußfeldes in einer Zone (71), die in einem geringen Abstand von der Rotorperipherie liegt, enthaltend eine zylindrische Trommel (11) mit im wesentlichen gleichmäßiger Wanddicke, bestehend aus einem Eisenmetall und mit einer Außenfläche und einer Mittelachse, um die die Trommel (11) gedreht werden kann, eine Vielzahl dicht nebeneinanderliegender, axial verlaufender Reihen (30, 31) von Dauermagneten (32, 36), die an der Außenfläche der Trommel befestigt sind, wobei die Magnetpolaritätsrichtungen an der gleichen axialen Stelle entlang der Rotorlänge radial und am Kreisumfang in abwechselnden Reihen verlaufen, wobei jeder Pol der am Kreisumfang befindlichen Magnete (36) die gleiche Polarität hat wie der radial äußere Pol des radial angeordneten Magneten (32), woran er anstößt, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (11) zur Erzeugung des Magnetflußfeldes in einer länglichen, schmalen Zone (71) geeignet ist, die parallel zur Achse des Rotors (11) verläuft und zahlreiche schmale Reihen (30, 31) von Dauermagneten (32, 36) enthält, wobei die Reihen (30, 31) bei Messung in radialer Richtung zur Trommel (11) abwechselnd dicker und dünner sind, um so Paare aneinander angrenzender dickerer und dünnerer Reihen rund um den Kreisumfang der Trommel zu bilden, und wobei die Reihen freiliegende Außenflächen besitzen, so daß die Außenflächen der dünneren Reihen (31) im Verhältnis zu den Außenflächen der dickeren Reihen (30) tiefer liegen, während die Polaritätsrichtungen der Magnete (32) der dickeren Reihen (30) radial von der Trommel (11) verlaufen und die freiliegende Außenfläche (33) jeder dickeren Reihe eine der Polarität der nächsten angrenzenden dickeren Reihe entgegengesetzte Polarität hat, wodurch ein geschlossener Magnetflußweg zwischen jeder dünneren Reihe (31) und den beiden angrenzenden dickeren Reihen (30) gebildet wird, der sich allgemein in Kreisumfangsrichtung durch die dünnere Reihe und allgemein in radialer Außenrichtung durch eine der angrenzenden dickeren Reihe erstreckt, dann über die freiliegende Außenfläche der dünneren Reihe zur gegenüberliegenden dickeren Reihe und zurück durch diese gegenüberliegende dickere Reihe verläuft, wobei jeder der genannten geschlossenen Magnetflußwege durch Drehung der Trommel (11) kurzzeitig in die Zone (71) positioniert wird, um durch die Zone (71) ein schnellkommutierendes, hochdichtes Magnetflußfeld zu erzeugen.

2. Drehbarer Magnetrotor gemäß Anspruch 1, bei dem jede Reihe (30, 31) aus einer Vielzahl im wesentlichen identischer Dauermagneten (32, 36) besteht, die Ende-zu-Ende angeordnet sind.

3. Drehbarer Magnetrotor gemäß Anspruch 2, bei dem jede Reihe (30, 31) aus einer Anzahl kleiner, blockartig ausgebildeter Dauermagnete besteht.

4. Drehbarer Magnetrotor gemäß Anspruch 1 oder 2, bei dem die Magnete (36) in jeder der dünneren Reihen (31) mit ihren Seiten (39) geringfügig in einer Richtung zum Innern der Trommel (11) hin konvergieren, so daß sie eine allgemein trapezförmige Ausbildung haben, um die Zwischenräume zwischen jedem angrenzenden Paar dickerer Reihen (30) genau auszufüllen.

5. Drehbarer Magnetrotor gemäß Anspruch 4, bei dem die Magnete (32) der dickeren Reihe (30) einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt haben, während die Nagnete (36) der dünneren Reihe (31) im wesentlichen im Querschnitt die Form gleichschenkliger Trapeze haben.

6. Drehbarer Magnetrotor gemäß einem der vorherigen Ansprüche, enthaltend flache, in axialer Richtung verlaufende Streifen (40, 41), die an der Außenumfangsfläche der Trommel (11) ausgebildet sind, wobei jede Reihe (30, 31) auf einem der Streifen (40, 41) sitzt und jeder Streifen (40, 41) etwa so breit ist wie die darauf sitzende Reihe (30, 31).

7. Drehbarer Nagnetrotor gemäß Anspruch 6, bei dem die Reihen an den Streifen mittels eines Klebstoffs befestigt sind.

8. Magnetrotor gemäß Anspruch 6 oder 7, bei dem die parallelen, flachen Streifen (40, 41) flache, längliche Stützunterlagen für die Reihen bilden, während die Breite der Unterlagen (41) für die dünneren Reihen (31) nur geringfügig schmaler sind als die Breiten der Unterlagen (40) für die dickeren Reihen (32).

9. Magnetrotor gemäß einem der vorherigen Ansprüche, bei dem um die Außenumfangsfläche des Rotors zum Schutz der genannten Magnete eine Schutzschicht (48) vorgesehen ist.

10. Magnetrotor gemäß einem der vorherigen Ansprüche, bei dem Mittel (51, 52) vorgesehen sind, um Kühlflüssigkeit durch die Trommel (11) zirkulieren zu lassen.

11. Magnetsortierer für die Anwendung schnellkommutierender, hochdichter Magnetflußfelder auf Mischungen oder unregelmäßig geformte Stücke verschiedener NE-Metalle zur Erzeugung von Abstoßungskräften in den Stücken zum Einsatz beim Sortieren und Trennen der Stücke in festgelegte Gruppen, wobei die genannte Sortiervorrichtung einen Rotor (10) gemäß einem der vorherigen Ansprüche enthält, der für die Rotation um eine im wesentlichen horizontale Mittelachse angebracht ist, sowie Mittel (65) zum Einführen der Mischung in die längliche, bandförmige Zone (31), die knapp oberhalb des Rotors liegt, wobei der Rotor in der Lage ist, Abstoßungskräfte in Stücken (70) unterschiedlicher Metalle hervorzurufen, die in Querrichtung durch diese Zone bewegt werden, um das Sortieren der verschiedenen Metallstücke zu erleichtern.

12. Magnetsortierer gemäß Anspruch 11, bei dem in einem kurzen Abstand über dem Rotor ein Dipol vorgesehen ist, der sich parallel zu dessen Achse erstreckt.

13. Magnetsortierer gemäß Anspruch 12, bei dem der Dipol ein längliches Eisenstück enthält, dessen Unterseite eine Reihe von Dauermagneten trägt.