DE9413310U1 - Vorrichtung zur Trennung und Zerlegung von Bildröhren - Google Patents

Description

Vorrichtung zur Trennung und Zerlegung von Bildröhren

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Trennung und Zerlegung von Bildröhren zur nachfolgenden sortengerechten Entsorgung und Rückgewinnung von Wertstoffen, zur Rückgewinnung von Bildröhren mit mangelhafter Qualität im Herstellungsprozeß und ist anwendbar insbesondere zur Rückgewinnung von Bildröhren zur Ausbeuteverbesserung, zur Aufbereitung von Abfallbildröhren aus Schwarz/Weiß- bzw. Farbfernsehgeräten, Computerbildschirmen sowie weiteren Anzeigegeräten
mit Elektronenstrahlröhren.

Abfallbildröhren fallen in immer größer werdenem Umfang an und wurden bisher vordergründig als Sperrmüll bzw. aufgrund der insbesondere im Leuchtstoff enthaltenen Schadstoffe als Sondermüll entsorgt.

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Ein ständiges Ziel der Bildröhrenproduktion ist weiterhin, die sehr teuren Glasteile der Bildröhre möglichst vollständig zu nutzen. Daher müssen im Herstellungsprozeß unbrauchbar gewordene Bildröhren oder Röhren minderer Qualität mit dem Ziel einer Wiedergewinnung aufbereitet werden.

Mit der DE 41 30 531 Al wurde ein Verfahren und eine Vorrichtung bekannt, welches der mechanischen Aufbe-

&Iacgr;Q reitung von aus Bildschirmröhren bestehendem Abfallmaterial dient. Es werden zunächst in einer Vorzerkleinerungsstufe, zum Beispiel in einem Backenbrecher, die Bildschirmröhren soweit grob vorzerkleinert, daß die metallischen Rahmenteile und Innenbau-

&Iacgr;5 teile abgetrennt werden können. Das von den Metallteilen befreite Gut wird anschließend einer Attritionsmahlung unterzogen, wobei das an den Glasbruchstücken haftende Beschichtungsmaterial abgetrennt wird. Mittels Siebung und Sichtung wird im Anschluß an die Attritionsmahlung ein im wesentlichen das Beschichtungsmaterial enthaltene Metallkonzentrat und ein Glaskonzentral gewonnen.

Nachteilig ist, daß das gewonnene Glaskonzentrat eine Mischung aus dem Schirmglas und des Konusglas der Bildröhre ist. Hierdurch ist eine gesonderte Aufbereitung des wertvollen Schirmglases nicht möglich. Auch ist das Verfahren durch mehrere Zerkleinerungsschritte und Sortierungen recht aufwendig.

Eine weitere Möglichkeit zur Trennung und Zerlegung von Bildröhren zur nachfolgenden sortengerechten Entsorgung und Rückgewinnung von Wertstoffen ist aus DE 39 01 842 Al bekannt.

Hier werden der Implosionsschutzrahmen und der Sockel mit Strahlsystem mechanisch entfernt, die Bildröhre umlaufend am Schirmteil nahe der Verbindung zwischen Schirmteil und Konus mechanisch aufgetrennt und nachfolgend der Konus abgenommen, die Maske ausgeknöpft und der Schirm durch ein Absaugverfahren von den Beschichtungsmaterialien befreit.

Bekannt ist weiterhin ein Verfahren zur Abtrennung eines Teils einer Elektronenstrahlröhre, bei dem die Elektronenstrahröhre umlaufend mechanisch angeritzt und-danach entlang des Ritzes umlaufend mit mindestens einer Flamme bis zum Absprengen des abzutrennenden Röhrenteils erhitzt wird.

Es ist weiterhin aus eigenen Entwicklungen bekannt, Bildröhren elektrothermisch zu zerlegen. Hierzu wird ein Heizband entlang der Lotschicht um den Umfang der Bildröhre gelegt und dieses elektrisch erhitzt. Durch Abschrecken erfolgt ein Absprengen des Schirmteiles vom Konus der Bildröhre in der Nähe der Lotnaht. Nachteilig ist, daß das Heizband einem starken Verschleiß durch Verzunderungen, bedingt durch Klebstoffreste, unterliegt und die Trennlinie zwischen Schirm und Konus nicht definiert verläuft, so,daß Glasreste vom Schirm am Konus verbleiben. Es existiert bisher keine Vorrichtung, die gestattet in kostensparend kurzen Taktzeiten eine exakte Auftrennung von Schirmteil und Konus zu ermöglichen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine wirtschaftliche und umweltfreundliche Vorrichtung zu schaffen, welche es ermöglicht, mit einfachen Mitteln eine definierte Trennung und Zerlegung von Bildröhren

so zu realisieren, daß die anfallenden Einzelteile wieder verwendet werden bzw. die Bestandteile und Wertstoffe der Bildröhren sortengerecht entsorgt bzw. aufbereitet werden können.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil der Schutzansprüche 1 bis 5 in Verbindung mit den jeweiligen Oberbegriffen.

Der besondere Vorteil besteht darin, daß durch eine neuartige Ausgestaltung der Vorrichtung das

mechanische Trennen des Implosionsschutzrahmens Entfernen des Sockels mit Strahlsystem - mechanische Anritzen der Bildröhren mit Hilfe

eines geeigneten Hilfsmittels(z.B.Glasschneider) thermische Trennen des Bildschirmes vom Konus Ausknöpfen der Maske (bei Farbbildröhren) Ausbürsten und Absaugen der Schirmbeschichtung 20

mit einfachen Mitteln eine sortengerechte Bereitstellung der Abprodukte bzw. Wertstoffe ermöglicht. Dies trifft insbesondere auf das wertvolle Schirmglas sowie den Leuchtstoff zu. Dabei wird die zu zerle-5 gende Bildröhre mit dem Schirmteil auf einem Drehteller gelagert, durch Elemente zentriert und mittels eines Saugelementes fixiert und gehalten, durch Drehung entlang mindestens eines Glasschneiders angeritzt und nachfolgend entlang des Ritzes durch vorteilhafterweise zwei gegenüber angeordnete Gasbrenner bis zum exakten Absprengen des Schirmteiles genau an der Lotstelle zwischen Glashals bzw. -konus und Bildschirm erhitzt.

Von besonderem Vorteil ist die Tatsache daß mit der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Vorrichtung eine wesentlich kürzere Trennzeit mit der spitzen Flamme erreicht wird und so kurze Takt-zeiten beim Bildröh- ~. renrecycling und der Rückgewinnung von Bildröhren möglich sind. Das trägt zu einer erheblichen Kostenverminderung beim Betreiben der Gesamtanlage bei.

Der wesentliche Vorteil der Erfindung resultiert aus der Positionierung der Flamme. Es ist erfindungsgemäß, daß der Abstand der Flammenspitze vom Ritz bis 50 + 2 mm gehalten wird und der Winkel der Flamme 30° &iacgr; 5 in der waagerechten Ebene beträgt. Diese Verfahrensweise führt zu einer hohen Linearität in der Erwärmung der mechanisch vorgespannten Glasstruktur. Es wird auch so ein negativer Wärmestau vermieden.

Die Gasbrenner mit ausgeformten Düsen werden vorteilhafterweise durch ein Wasserstoff-Sauerstoff-Gemisch gespeist, um die erfindungsgemäße besonders spitze, sehr heiße Flamme zu erzeugen. Hieraus resultiert im Zusammenwirken mit dem vorher erzeugten Ritz eine gemau definierte Absprenglinie.
Damit gelingt es, sowohl die verschiedenen Glassorten und Teile exakt voneinander zu trennen, um die Teile wiederzuverwenden bzw. zu entsorgen.

Zum genauen Einhalten des Abstandes der Absprengflamme vom mechanischen Ritzgraben dient das Abtasten der Bildröhrenkonturen zur Erzeugung von Steuersignalen für den Verfahrensablauf. Dabei ist sowohl eine mechanische als auch eine optische Abtastung möglich.

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Die erzeugten Steuersignale werden zur automatischen Höheneinstellung des Drehtellers sowie zur Positionierung der Glasschneider und der Gasbrenner verwendet. Hierdurch wird es möglich, Bildröhren verschie-"' denster Abmessungen ohne aufwendige Umstellungen der Anlage zu verarbeiten.

Eine besonders effektive Arbeitsweise der Anlage wird durch den Einsatz eines optischen Sensors erreicht, welcher die Höhenpositionierung des Drehtellers auf Basis der Farbabweichung des Glaslotringes gegenüber dem Glas steuert.

Durch die Verknüpfung des optischen Sensors mit der 5 Steuerung der Höhenpositionierung des Drehtellers und des für eine effektive, schnelle und exakte Auftrennung des Bildschirms in Konus und Schirmteil im Bereich des Glaslotringes erforderlichen Abstandes der spitzen Flamme oder Flammen, die erfindungsgemäß in Bruchteilen von Sekunden oder wenigen Sekunden erfolgt, gelingt es innerhalb von 5-20 s,je nach Umfangslänge der aufzutrennenden Bildröhre, Bildschirm- und Konusbereich aufzusprengen.

Dabei unterbleibt jedwede Verschmutzung der aktiven Ritz- und thermischen Trennwerkzeuge.Ein besonderer erfindungsgemäßer Vorteil besteht in der kurzen Taktzeit, die in jedem Fall unter einer Minute gehalten werden kann, in der exakten stets wiederholbaren Auftrennung im Glaslotbereich an der technologisch angestrebten Trennlinie und in der hohen Standzeit der Trennwerkzeuge, ganz im Gegensatz zu bisher arbeitenden Vorrichtungen.

Zusätzliche Brennenergieeinsparungen werden durch einen Ruhebetrieb der Brenner mit einer Sparflarame möglich. Die Sparflamme wird dabei im Ruhebetrieb lediglich mit einer Mindestzufuhr an Wasserstoff aufrechterhalten. Zur Aufnahme der Aktivphase, also zur Erhitzung entlang des Ritzes, wird gesteuert eine größere Menge Wasserstoff zugeführt und Sauerstoff zugeschaltet.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß der abgesprengte Konus mittels eines Spezialgreifers abgenommen und abgelegt wird. Hierdurch wird der Automatisierungsgrad der Anlage erhöht und einer Verletzungsgefahr, die bei einer manuellen Entnahme stets besteht, vorgebeugt.

Der konstruktive Aufbau der Vorrichtung benötigt einen außerordentlich geringen Platzbedarf, indem an einem Arbeitstisch ein Drehteller zur Halterung der 0 Bildröhre, zwei gegenüberliegende Zentrierelemente zum Zentrieren der Bildröhre, ein Glasschneider, mechanische und/oder optische Abtastsensoren, eine Steuereinrichtung sowie zwei gegenüberliegende Gasbrenner angeordnet sind. Die Zentrierelemente beste-5 hen aus einem Fußteil mit im Abstand daran befestigten Stäben und sind aufeinander zu beweglich angeordnet und gewährleisten dadurch, daß die Stäbe der Zentrierelemente gegenüberliegend jeweils an zwei aneinandergrenzende Seiten des Bildschirmteils angreifen, 0 eine exakte und reproduzierbare Zentrierung.

Die Erfindung soll nachstehend anhand von teilweise in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben werden. Es zeigen:

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Fig. 1 ein Fließbild

Fig. 2 eine Darstellung der Vorrichtung

Wie in Fig. 1 dargestellt, erfolgt nach Anlieferung der aufzubereitenden Bildröhren.eine Vorsortierung nach verschiedenen Kriterien.

0 Danach wird der Sockel mit dem Strahlsystem entfernt und der Implosionsschutzrahmen mechanisch abgetrennt. Die Implosionsschutzmetallbänder und die Sockel mit dem Strahlsystem werden in separaten Containern abgelegt und später einer Weiterverarbeitung zugeführt.

Wie einer Zusammenschau der Fign. 1 und 2 zu entnehmen ist, wird die Bildröhre 1 nun mit der Bildschirmseite nach unten auf den Drehteller 2 aufgelegt und nachfolgend durch die Zentrierelemente 4a und 4b zentriert. Die Zentrierelemente 4a, 4b bestehen aus einem Fußteil 5 mit im Abstand voneinander daran befestigten Zentrierstäben 5a und 5b.

Der Abstand zwischen den Zentrierstäben 5a und 5b beträgt im vorliegenden Ausführungsbeispiel 100 mm. Die Zentrierelemente 4a, 4b sind aufeinander zu beweglich angeordnet. Beim Zentriervorgang greifen jeweils die Zentrierstäbe 5a und 5b an zwei aneinandergrenzenden Seiten des Bildschirmteiles an, wobei der von den aneinandergrenzenden Seiten gebildete Eckpunkt mittig zwischen den Zentrierstäben 5a und 5b liegt.

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Nach Abschluß der Zentrierung wird die Bildröhre 1 durch das nun aktivierte Saugelement 3 am Drehteller 2 fest gehalten.

Als nächster Schritt oder auch parallel zur Zentrierung erfolgt die automatische Höheneinstellung des Drehtellers. Dies erfolgt im vorliegenden Ausführungsbeispiel durch eine pneumatische Kaskadenschaltung mit vier Festpunkten nach einem vorgegebenen Programm in Abhängigkeit der Bildschirmgröße. Es ist selbstverständlich ebenso möglich, die Konturen des Bildschirmes mit mechanischen und/oder optischen Sensoren abzutasten und auf Basis dieser Informationen die Höheneinstellung zu steuern.

In einem weiteren, in der Figur nicht dargestellten Ausführungsbeispiel wird ein optischer Sensor verwendet, welcher auf die Farbabweichung des Glaslotringes gegenüber dem Glas anspricht. Mit dieser Information 0 wird dann die Höheneinstellung des Drehtellers realisiert.

Der Drehteller 2 rotiert nun mit der befestigt aufliegenden Bildröhre 1 entlang eines herangeführten ~5 Glasschneiders 6, wobei der Glasschneider 6 die Sollbruchstelle zwischen Konus 7 und Bildschirm kurz unterhalb des Glaslotringes anreißt.

Die Tiefe des Ritzes beträgt vorteilhafterweise ca.

0 10 jLtm. Nach Abschluß des Anreißvorganges werden zwei um 180° versetzt am Arbeitstisch 9 angeordnete Spitzbrenner 10a und 10b an die Sollbruchstelle herangeführt und die Trennflamme wird aktiviert. Der Abstand der Flammenspitze zum Trennritz beträgt vorteilhaf-5 terweise ca. 50 mm. Der Neigungswinkel zwischen Flam-

sehen Flamme und Trennritz in der waagerechten Ebene beträgt ca. 30°.

Die Spitzbrenner 10a und 10b werden mit einem Gemisch aus Wasserstoff und Sauerstoff betrieben. Nach Abschluß des Erwärmens werden die Spitzbrenner 10a und lOb in Ruhestellung zurückgeführt. In der Ruhestellung wird die Sauerstoffzufuhr abgeschaltet und die Wasserstoffzufuhr auf eine Sparflamme zurückgeschaltet.

In einem weiteren, in der Fig. 2 nicht dargestellten Ausführungsbeispiel wird anstelle der Spitzbrenner 10a und 10b ein Ringbrenner, welcher um den Umfang des Bildschirmteiles 8 herum angeordnet wird, eingesetzt.

Die Bildröhre rotiert nun während einer Zeitdauer von ca. 3 0 bis 60 Sekunden entlang der beiden Spitzbren-0 ner 10a und 10b und die Sollbruchstelle wird erhitzt und durch Zusammenwirken zwischen dem Trennritz und den Wärmespannungen erfolgt ein Absprengen des Bildschirmes 8 vom Konus 7.

5 Sollte das Absprengen aufgrund von beispielsweise Materialtoleranzen oder anderen Einflußgrößen nicht praktisch von selbst erfolgen, so ist zur Auslösung des Absprengens ein Abschrecken des erhitzten Ritzes vorgesehen. Das Abschrecken erfolgt durch ein geeig-0 netes Schockmittel, beispielsweise einen Luftstrahl, einen feuchten Pinsel oder einen Kühlkörper.

Nach dem Absprengen wird der Konus 7 mit einem Spezialgreifer, welcher in den Hals der Bildröhre einge-5 führt wird, abgehoben und in einem Container abge-

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legt. Nachfolgend wird - falls vorhanden - die Maske ausgeknöpft und ebenfalls in einem Container abgelegt. Bei diesem und dem nachfolgenden Verfahrensschritt verbleibt der abgesprengte Bildschirm befestigt auf dem Drehteller 2. Nach Ausknöpfen der Maske wird die Innenseite des Bildschirmes ausgebürstet, um die Leuchtstoffschicht zu beseitigen. Das Ausbürsten erfolgt mittels spezieller Saugbürsten, wodurch der Leuchtstoff abgesaugt und in einem Spezialbehälter gesammelt wird. Die Befestigung des nunmehr gereinigten Bildschirmes am Drehteller 2 wird jetzt gelöst und der Bildschirm ebenfalls in einem Container abgelagert.

Der Prozeß der Trennung und Zerlegung der Bildröhre 1 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel teilweise automatisiert und wird durch die Steuereinheit 11 gesteuert.

Claims (5)

Schutzansprüche

1. Vorrichtung zur beschleunigten Auftrennung und

Zerlegung von Bildröhren zur Rückspeisung in den :: Produktionsprozeß und zur nachfolgenden

sortengerechten Entsorgung und Rückgewinnung von Wertstoffen durch mechanische Entfernung des Implosionsschutzrahmens und des Sockels mit Strahlsystem, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildröhre umlaufend am Schirmteil unterhalb der

Verbindung zwischen Schirmteil und Konus mechanisch bis in eine Tiefe von 8 - 12 um angeritzt und danach entlang des Ritzes umlaufend mit mindestens einer Flamme, vorzugsweise

5 zwei Flammen, bis zum Absprengen des Schirmtei

les erhitzt wird, wobei der Abstand der Flamme zum Ritzgraben genau bei 50 ± 2 mm gehalten wird und der Winkel der Flamme zur Ebene 30° + 5° beträgt und daß die zu zerlegende Bildröhre mit dem Schirmteil auf einem Drehteller gelagert ist

und zum Anritzen an mindestens einem Glasschneider und zum Erhitzen entlang des Ritzes an mindestens einem Gasbrenner entlang rotiert.

2. Vorrichtung zur Trennung und Zerlegung von Bildröhren zur nachfolgenden sortengerechten Entsorgung und Rückgewinnung von Wertstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Arbeitstisch (9) ein Drehteller (2) zur Halterung der Bildröhre (1), zwei gegenüberliegende Zentrierelemente

(4a, 4b) zum Zentrieren der Bildröhre (1), einen Glasschneider (6), mechanische und/oder optische Abtastsensoren, eine Steuereinrichtung(11) sowie zwei gegenüberliegende Gasbrenner (10a, 10b) angeordnet sind.

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3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehteller (2) höhenverstellbar ist und ein Saugelement (3) zur Aufnahme und Halterung der Bildröhre (1) aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrierelemente (4a, 4b) aus einem Fußteil (5) mit im Abstand daran befestigten Stäben (5a, 5b) bestehen und aufeinander zu beweglich angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stäbe (5a, 5b) der Zentrierelemente (4a, 4b) gegenüberliegend jeweils an zwei aneinandergrenzende Seiten des Bildschirmteiles angreifen.