EP0885064B1

EP0885064B1 - Vorrichtung zum behandeln von verbundelementen

Info

Publication number: EP0885064B1
Application number: EP96944668A
Authority: EP
Inventors: Rudolf Engel; Christoph Muther
Original assignee: Result AG
Current assignee: RESULT AG
Priority date: 1996-01-23
Filing date: 1996-12-28
Publication date: 2001-05-16
Anticipated expiration: 2016-12-28
Also published as: US6065697A; ATE201150T1; CA2243987C; DE19602205A1; CA2243987A1; EP0885064A1; WO1997026994A1; DE59606924D1; CN1209081A; PT885064E; ES2159777T3; JP2000503256A; DK0885064T3; CN1113699C

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Behandeln von Verbundelementen aus festen organischen und/oder anorganischen Verbundwerkstoffen wie Verbunden aus Metall/Metall, Kunststoff/Kunststoff, Metall/Kunststoff oder mineralischen Verbunden mit Metallen und/oder Kunststoffen, nach dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruches.

Verbundelemente dieser Art sind beispielsweise verzinnte Kupferleiterbahnen von Schaltungen, faserverstärkte Kunststoffe oder verkupferte Aluminiumdrähte in koextrudierter oder laminierter Form. So bestehen Metall-Metall-Verbunde -- etwa bei Koaxialkabeln -- vornehmlich aus einem Metallträger, beispielsweise einem Aluminiumdraht, mit einer galvanisch oder thermisch aufgetragenen Kupferschicht, Kunststoff-Kunststoff-Verbunde beim Anwendungsfall Verpackungsfolie für Lebensmittel aus einem von Polyamiden (PA) gebildeten Kunststoffträger mit aufkaschiertem, laminiertem oder koextrudiertem Polyethylen (PE). Auch Kunststoff-Metallverbunde sind miteinander durch einen Kaschier- oder Laminiervorgang verbunden, z. B. bei einer Glasfaserepoxidplatte als Träger mit Kupferauftrag als Basismaterial für gedruckte Schaltungen. Metall-Kunststoffverbunde umfassen u.a. einen Träger aus Aluminiumblech mit einer aufgeklebten Schutzfolie aus Polypropylen (PP) für Fassadenplatten und Wetterschutzverkleidungen.

Probleme bilden diese Verbundelemente vor allem bei der Entsorgung, da bislang ein Trennen der sich im Verbund befindlichen Stoffe nicht stattfindet. Diese Verbundelemente werden heute fast ausschließlich -- in umweltunverträglicher Weise -- verbrannt oder deponiert und so dem Wirtschaftskreislauf entzogen.

Zu den Verbundelementen, welche zukünftig geordnet entsorgt werden müssen, gehören vor allem auch Rückstände aus dem Verpackungsbereich. Gerade dort sind koextrudierte und laminierte Produkte bislang unersetzlich, da die im Verbund befindlichen Werkstoffe in Kombination hervorragende Verpackungseigenschaften besitzen.

Bei konventioneller Aufbereitung erfolgt der Aufschluß des Verbundelementes über die Korn- bzw. Partikelgröße, die kleiner als die jeweilige Schichtdicke der Komponenten ist. Dieser Aufschluß wird in der Regel über eine zumindest einstufige Feinstzerkleinerung in entsprechenden Mühlen -- etwa Hammer-, Prall- oder Gegenstrom-Mühlen -- durchgeführt, gegebenenfalls mit Unterstützung, von Stickstoff zur Inertisierung und Tiefkühlung.

Die DE-OS 195 09 808 der Anmelder beschreibt ein Verfahren, mittels dessen aus den erwähnten Verbundelementen Feststoffpartikel erzeugt und diese einem Transportfluid -- wie Luft -- zugeführt werden, wobei relativ zum Strom des Gemisches aus Feststoffpartikeln und Transportfluid wenigstens ein diesen Strom querendes Strömungshindernis als Abrißkante zur Bildung von das Gemisch beschleunigend aufschließenden Heckwirbeln bewegt wird. Beim Übergang in diese Heckwirbel erfolgt sowohl eine plötzliche Erhöhung der Beschleunigung der Feststoffpartikel als auch deren -- sie aufschließende -- Reibung aneinander. Das Gemisch aus Transportfluid und Feststoffpartikeln wird dem Trenn- oder Aufschließvorgang an den Abrißkanten mit einer Beschleunigung von 20 bis 25 m/sec² zugeführt, nachdem die zu behandelnden Verbundelemente grob zerkleinert oder aber vor dem Trenn- oder Aufschließvorgang verdichtet worden sind. Nach der DE -OS 195 09 808 werden die Verbundstoffe zu Partikeln vorzerkleinert, die oberhalb der Korngröße von Feinzerkleinerungen liegen, und dann der Trenn- oder Aufschließzone zugeführt, somit im Luftstrom beschleunigt. Die einzelnen im Verbund befindlichen Stoffe werden freigesetzt, die physikalisch unterschiedlichen metallischen Schichten wie auch die Kunststoffschichten lösen sich voneinander ab. Dieser Ablösevorgang erfolgt entlang der Phasengrenzen.

Durch die FR-A 1.562.613 ist eine Zerkleinerungsmühle mit -- mehrere Drehscheiben aufweisendem -- Rotor und diesen umfangendem zylindrischem Gehäuse bekannt geworden, bei der zu mahlendes Fördergut durch eine Schraube zum unteren Rotorende geführt und dann vom Luftstrom eines den Rotor -- oberhalb eines Siebbodens und unterhalb des Rotorlagers -- überspannenden Ventilators erfaßt wird. Das aufwärts wandernde Mahlgut wird von sog. plaques de broyage, also Mahl- oder Quetschplatten, die radial von drehenden Rotorplatten abragen und nahe der Gehäusewandung angeordnet sind, zerkleinert. Die mit der Gehäusewandung zusammenwirkenden Mahl- oder Quetschplatten sind jeweils an ihrem Ende mit einem elliptischen Rahmen ausgestattet; diese Rahmen verlaufen auf einem Konstruktionskreis an der Gehäuseinnenseite und sollen die Mahl- und Zerkleinerungswirkung erhöhen helfen. Im übrigen sollen an diesem Zerkleinerungsvorgang nach Ansicht des Autors jener FR-A 1.562.613 zusätzlich auch Turbulenzen beteiligt sein. An dem Gehäuse dieser Zerkleinerungsmühle setzt unterhalb des Ventilators ein Bypass an, der abgesiebte Grobteile erneut dem unteren Zulauf zuträgt.

Auch die DE-A-42 00 827 beschreibt eine solche Zerkleinerungsmühle, deren firstwärtige Auslaßöffnung zwei hintereinandergeschaltete Zyklone als Abscheider nachgeordnet sind. Das im ersten Zyklon angefallene Mahlgut wird über eine Schnecke mit dem Mahlgut des zweiten Zyklons zusammengeführt, und beide Komponenten werden durch eine Zellenradschleuse entfernt.

Eine Anlage nach DE-A-42 13 274 enthält als eines der Aggregate die Zerkleinerungsmühle der FR-A-1 562 613 und beschreibt eine besondere Ausbildung am Stator angebrachter Mahlplatten sowie einen radialen Austragskanal nahe den Mahlplatten. Im Austragskanal ist eine in Draufsicht dreiecksförmige Pralleiste für das Mahlgut angeordnet.

In Kenntnis dieses Standes der Technik hat sich der Erfinder das Ziel gesetzt, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu entwickeln, mit welcher Verbundelemente so behandelt werden können, daß eine Rückgewinnung von Wertstoffen zu erfolgen vermag; die Verbundwerkstoffe sollen -- ohne die Umwelt zu belasten -- in die Wirtschaftskreisläufe zurückgebracht werden können. Zudem soll eine günstige Anpaßbarkeit der Vorrichtung an die Verfahrensverhältnisse erreicht werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe führt die Lehre des unabhängigen Patentanspruches; die Unteransprüche geben günstige Weiterbildungen an.

Erfindungsgemäß trägt der Rotor oberhalb eines Gehäusebodens sowie einer der zentrischen Rotorwelle benachbarten Mündung eines Zufuhrkanals für den Zufuhrstrom eine Verteilscheibe mit ihr zugeordneten, sich zwischen Rotorwelle und Scheibenrand erstreckenden Verteilstegen als Mitnehmer. Zudem weist der Rotor an seiner Rotorwelle zwischen dieser Verteilscheibe und einer den Rotor überspannenden austragsnahen Stauebene mehrere Beschleunigungsebenen mit zur Achse der Rotorwelle parallelen und radialen Beschleunigungswerkzeugen auf. Von besonderer Bedeutung ist die Maßgabe, daß die Rotorwelle zum einen am Gehäuseboden sowie zum anderen mit dem unter diesem in Abstand angeordneten freien Wellenende gelagert ist; der obere Teil der Rotorwelle mit den beschriebenen Beschleunigungs- und Stauebenen bleibt also lagerfrei und damit problemlos von oben her zugänglich.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die Mitnehmer oder Verteilstege an der Unterfläche der Verteilscheibe zu dieser parallel verlaufend gekrümmt, um ein günstiges Verteilen der Feststoffe an der Peripherie zu gewährleisten. Diesem Ziel dient auch, daß die Höhe des freien Endes des Verteilsteges größer als die Höhe von dessen anschließendem Mittelbereich sein kann; diese Maßgabe erlaubt ein besseres Fließen des Materialstromes aus dem Zufuhrkanal zur Gehäusewandung hin.

Als günstig hat sich auch erwiesen, die Verteilscheibe mit einem sie übergreifenden Beschleunigungsteller zu verbinden, der an seinem Umfangrand mit einer Mehrzahl der Beschleunigungswerkzeuge versehen ist; es handelt sich um eine Baueinheit aus Verteilscheibe und unterem Beschleunigungsteller.

Vorteilhafterweise ist in die Verteilscheibe eine sich von ihr weg öffnende zentrische Traghaube integriert, welche einen noch zu erörternden Lagerbereich für die Rotorwelle schützend übergreift.

Erfindungsgemäß soll über mehreren die Verteilscheibe überlagernden, die Beschleunigungswerkzeuge aufweisenden Beschleunigungsebenen von einem Stauteller eine Stauebene gebildet sein; dieser Stauteller ist mit von ihm radial abragenden, zu jener Ebene parallelen Flachprofilen als Stauwerkzeugen versehen. Diese regulieren den Austrag der an ihnen bereits getrennt ankommenden Komponenten. Zwischen den Beschleunigungsebenen verlaufen im übrigen erfindungsgemäß eingelegte Zwischenplatten.

Um auftretende Rotorunwuchten problemlos ausgleichen zu können, soll zumindest der Stauteller -- bevorzugt auf einem gemeinsamen Konstruktionskreis -- mit Aufnahmen für Gewichtselemente versehen sein; selbstverständlich ist es denkbar, solche Kavernen auch an anderen Rotorelementen peripher anzuordnen. Bevorzugt ist die Aufnahme als von einem Deckel überspannte Vertiefung des Stautellers gestaltet.

Dem Zusammenbau des Rotors dient die Maßgabe, sowohl den Stauteller als auch die erwähnten Beschleunigungsebenen jeweils mit einer zentrischen Nabenbüchse für die Rotorwelle auszustatten sowie diese Nabenbüchse mit wellenparallel durchgehenden Schubkanälen für Spannstäbe -- und zwischen diesen mit Schraublöchern -- zu versehen; die der aktiven Rotorhöhe in ihrer Länge etwa entsprechenden Spannstäbe werden endwärts in Gewindesacklöchern einer zentrischen Nabenbüchse der Verteilscheibe verschraubt und pressen die aufeinanderliegenden Nabenbüchsen aufeinander.

Zudem können einzelne der scheibenartigen Rotorelemente dadurch leichter axial bewegt werden, daß man zu diesem Zwecke die Spannstäbe mit ihren Enden in den Schraublöchern der Nabenbüchsen festlegt und dann als Manipulationshilfe benutzt.

Im Rahmen der Erfindung liegt, daß das Beschleunigungswerkzeug eine verstellbar an einem Radialsteg des Beschleunigungstellers oder der scheibenartigen Beschleunigungsebene vorgesehene Werkstoffplatte ist sowie durch eine Schraube mit dem Radialsteg lösbar verbunden wird.

Sowohl der Radialsteg als auch das Beschleunigungswerkzeug weisen vorteilhaft an der dem Montagepartner zugekehrten Fläche ein partielles Zahnprofil auf; die beiden Zahnprofile greifen in Betriebsstellung kämmend ineinander und vereinfachen Ausrichtung und Fixierung.

Dazu hat es sich als günstig erwiesen, zumindest einen der Montagepartner mit einem lösbaren Einlageteil -- bevorzugt einem Einlagekeil -- zu versehen, der Längsrippen als Zahnprofil aufweist. Die Längsrippen oder Rillnuten der Montagepartner sind bevorzugt parallel zur Achse der Rotorwelle ausgerichtet.

Die beschriebene Ausbildung der Werkzeuge erlaubt deren problemlosen schnellen Wechsel ohne thermische Beeinflussung des Materials.

Wie oben erwähnt, ist die Rotorwelle einseitig außerhalb des aktiven Rotorbereichs gelagert. Zudem verläuft sie außerhalb des Gehäuseinnenraumes in einem Wellenrohr, das einends am Gehäuseboden austauschbar festliegt. Es hat sich als günstig erwiesen das Lager für das freie Ende der Rotorwelle im Wellenrohr axial beweglich zu lagern.

Des Axialschubausgleiches halber soll dieses Lager oder ein ihm zugeordnetes loses Ringelement zudem über Kraftspeicher an das Wellenrohr axial angeschlossen sein. Dazu können in Kavernen des Ringelements Tellerfedern lagern, die sich an achsparallelen Stiftschrauben od. dgl. Organen des Wellenrohres abstützen; diese Stiftschrauben sind in die freie Rohrkante eingesetzt.

Der besseren Handhabung der Vorrichtung dient die Maßgabe, ein der Stauebene zugeordnetes -- vorteilhafterweise tangential zum Rotor gerichtetes -- Anschlußrohr für eine Ableitung des behandelten Gutes aus dem Gehäuseinnenraum in das Gehäuse selbst zu integrieren, nicht aber in dessen Gehäusedeckel; wird dieser abgehoben, verbleibt das Anschlußrohr einfachheitshalber am Gehäuse.

Der außerhalb bzw. unterhalb des Gehäuseinnenraums gelagerte Rotor kann nach dem Entfernen des Gehäusedeckels ohne weiteres angehoben und herausgenommen werden. Sollte der Gutstrom nicht, wie bevorzugt, durch die Luftführung von unten her aufwärts steigen -- wobei das tangentiale Anschlußrohr dem Gutaustrag dient --, so wird bei einer anderen Ausführung der Gutstrom durch das Anschlußrohr in das Gehäuse eingebracht und dann abwärts umgelenkt.

Bei üblicherweise aufsteigender Förderrichtung für den Gutstrom wird dieser durch einen Zufuhrkanal von unten her zum Gehäuseboden gebracht; gegebenenfalls sich dort ablagerndes Schwergut kann nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung durch einen Schwergutaustrag abgezogen werden.

Zufuhrkanal und Schwergutaustrag sind in einem Sockelgestell untergebracht, das erfindungsgemäß durch eine den Gehäuseboden bildende Deckelplatte überspannt wird und folglich den zweifach gelagerten freien Teil der Rotorwelle aufnimmt. Das Sockelgestell ermöglicht es, auf der Deckelplatte Gehäuse unterschiedlicher Durchmesser -- für verschieden große Rotoren -- zu montieren.

Die Antriebseinheit für den Rotor sitzt erfindungsgemäß auf einem seitlichen Sockelanbau des Sockelgestells und ist mit dem unteren Rotorende durch einen endlosen Antriebsstrang -- etwa eine Keilriemengruppe -- verbunden, was ebenfalls Antriebsvariationen gestattet.

Kern der Erfindung ist ein Rotor mit -- an sich schon aus der FR-A-1.562.613 bekannter -- vertikaler Rotorwelle. Für besondere Materialzusammensetzung kann es aber auch günstig sein, von dieser Orientierung abzuweichen, also Rotor und/oder Antriebseinheit geneigt oder liegend anzuordnen - derartige Ausführungen sollen ebenfalls von der Erfindung erfaßt werden.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in:

Fig. 1:: die Seitenansicht einer Vorrichtung zum Behandeln von Verbundelementen;
Fig. 2:: die Draufsicht auf Fig. 1;
Fig. 3,4:: die schematisierten Heck- und Frontansichten eines Sockelgestells der Vorrichtung;
Fig. 5:: den Längsschnitt durch einen Rotor der Vorrichtung in gegenüber Fig. 1 - 4 vergrößerter Darstellung;
Fig. 6:: xdie gegenüber Fig. 5 vergrößerte Rotorwelle;
Fig. 7:: einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 6 nach deren Pfeil VII;
Fig. 8:: die Draufsicht auf eine Verteilscheibe des Rotors, die mit einer -- in Fig. 8 rechts -- zur Hälfte skizzierten parallelen Beschleunigungsebene eine Baueinheit bildet;
Fig. 9:: ein vergrößertes Detail der Beschleunigungsebene der Fig. 8 nach deren Pfeil IX in Form eines -- teilweise geschnitten wiedergegebenen -- radial abstehenden Werkzeuges;
Fig. 10,12:: Diametralschnitte durch die Fig. 8 bzw. Fig.11;
Fig. 11:: die Draufsicht auf eine -- gegenüber der Beschleunigungsebene der Fig. 8 um 180° gedreht dargestellte -- weitere Beschleunigungsebene;
Fig. 13:: die Frontansicht eines gegenüber Fig. 12 vergrößerten Werkzeuges der Beschleunigungsebene samt Halterung;
Fig. 14:: zwei voneinander getrennt wiedergegebene Teile des Werkzeugs und seiner Halterung;
Fig. 15.: die Draufsicht auf eine obere Stauebene des Rotors;
Fig. 16:: den vergrößerten Diametralschnitt durch Fig. 15.

Verbundelemente aus festen organischen und/oder anorganischen Verbundwerkstoffen -- wie Verbunden aus Metall/Metall, Kunststoff/Kunststoff, Metall/Kunststoff oder mineralischen Verbunden mit Metallen und/oder Kunststoffen -- werden auf eine Korngröße von etwa 5 bis 50 mm zerkleinert sowie anschließend in einer Trenn- oder Aufschließvorrichtung 10 selektiv durch einen Beschleunigungsvorgang aufgeschlossen.

Die Aufschließvorrichtung 10 weist in einem quaderförmigen Sockelgestell 12 einen Rotor 14 mit vertikal angeordneter Rotorwelle 16 auf sowie einen Sockelanbau 18 mit einstellbaren Auflagen 19 für eine Antriebseinheit 20; das untere Ende 15 der Rotorwelle 16 trägt eine Keilrillenhülse 22, die mittels mehrerer bei 23 angedeuteter Schmalkeilriemen an die Antriebswelle 21 der Antriebseinheit 20 angeschlossen ist. Der Abstand a zwischen der Rotorachse A und der Antriebsachse B ist durch Verschieben der Antriebseinheit veränderlich einstellbar.

Den Rotor 14 des beispielsweisen Außendurchmessers d von 1200 mm umgibt oberhalb seines Sockelgestells 12 ein zylindrisches Gehäuse 24, dessen Gehäuseinnenraum 25 nach oben hin mittels eines austauschbaren Gehäusedeckels 26 geschlossen ist; dieser trägt innenseitig einen zentrischen Ansatz 27 des Durchmessers b von etwa 600 mm. Der scheibenartige Boden 28 dieses Ansatzes 27 verläuft nahe dem oberen Ende 17 des Rotors 16 und bietet für dieses eine Aufnahme 29 an.

In einer auch als Gehäuseboden dienenden Deckelplatte 30 des Sockelgestells 12 ist -- nahe der die Deckelplatte 30 mit Spiel durchsetzenden Rotorwelle 16 -- die Mündung 32 eines Zufuhrkanals 34 für den luftgesteuerten Strom zerkleinerter Verbundelemente vorgesehen; der Zufuhrkanal 34 bietet an der Gestellfront 36 einen Anschlußstutzen 35 an. Neben diesem verläuft ein Schwergutaustrag 37; schwere Schwebteile fallen aus dem luftgeteuerten Gutstrom abwärts und werden dank des Schwergutaustrages 37 von der Deckelplatte 30 entfernt.

Im Kopfbereich des Rotors 14 ragt tangential vom Gehäuse 14 ein Austragsrohr 38 mit Anschlußflansch 39 ab. Da das Austragsrohr 38 am Gehäuse 24 festliegt, kann jener Gehäusedeckel 26 problemlos -- beispielsweise zum Austausch des Rotors 14 -- angehoben werden. Bei besonderen Anwendungen kann das Austragsrohr 38 auch für den Eintrag in Anspruch genommen werden; die Förderung des Gutstroms erfolgt dann in -- zum beschriebenen Vorgang -- umgekehrter Richtung. Nicht dargestellt sind Gehäusetüren und am Gehäuse 24 angebrachte Steuerkästen od. dgl. Anbauten.

Die Rotorwelle 16 ist im Bereich jener Deckelplatte 30 mittels eines Schrägkugellagers 40 in einem Wellenrohr 42 des Außendurchmessers d₁ von etwa 260 mm gelagert, ihr unteres Ende 15 ruht in einem Rillenkugellager 44. Das Wellenrohr 42 endet nach oben hin mit einem -- Verstärkungsrippen 43_a aufweisenden --Montagekragen 43, mit dem der -- im Wellenrohr 42 drehbare -- Rotor 14 in das Sockelgestell 12 eingehängt und mit dessen Deckelplatte 30 verschraubt wird.

Zur Kompensation der Lagerkräfte im oberen Festlager, dem mit inneren Distanzbüchsen 46 ausgestatteten sowie unterhalb einer -- mit einer weiteren Distanzbüchse 46_a versehenen -- Stauscheibe 47 an eine Wellenmutter 48 angrenzenden Schrägkugellager 40, wird das Wellenrohr 42 gegen Tellerfedern 50 verspannt; letztere umgeben Stiftschrauben 52, die senkrecht zur Rohrkante 41 im Wellenrohr 42 sitzen, und lagern in Kavernen oder Bohrungen 54 eines Entlastungsringes 55, der sich gegen das untere Rillenkugellager 44 -- einem Loslager -- abstützt.

In Fig. 6 ist über einem Rohrdeckel 56 ein diesen überlagernder Bund 57 des freien Teiles 16_a der Rotorwelle 16 zu erkennen. Dieser freie Rotorteil 16_a definiert mit seinen noch zu beschreibenden Anbauten den aktiven Rotorbereich.

In Höhe des Bundes 57 verläuft der Boden 58 -- einer sich abwärts öffnenden und den erwähnten Montagekragen 43 des Wellenrohres 42 aufnehmenden -- zentrischen Traghaube 59 für eine Verteilscheibe 60, an deren Unterfläche 61 -- hier acht -- Verteilstege 64 auswechselbar festgeschraubt sind. Jeder Verteilsteg 64 ist gemäß Fig. 8 an der Unterfläche 61 -- also horizontal -- etwa in Form einer e-Funktion gekrümmt und bildet einen Mitnehmer zum Transport der durch den Zufuhrkanal 34 auf die Deckelplatte 30 geführten Verbundpartikel von der Mündung 32 zum Umfangsrand 62 der Verteilscheibe 60 hin. Außerdem ist die Höhe h des freien Endes 65 des Verteilersteges 64 größer als dessen Höhe h₁ in einem Bereich 64_z, der an jene zentrische Traghaube 59 angrenzt.

Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist im übrigen eine Ausführung der Verteilerstege 64 aus in Abstand zueinander montierten Stegabschnitten, also ein unterbrochener Verteilersteg, nicht dargestellt.

Auf der Traghaube 59 zylindrischen Umrisses sitzt eine Nabenbüchse 66_a mit radialem Distanzkragen 67, auf welchem ein erster Beschleunigungsteller 68_a verschraubt ist; dieser bietet eine Beschleunigungsebene an und trägt an seiner Umfangskante 69 eine Mehrzahl von radial abstehenden Beschleunigungsflossen 70 als Werkzeuge. Beschleunigungsteller 68_a und Verteilscheibe 60 bilden eine Baueinheit. Benachbarte Beschleunigungsflossen 70 bestimmen miteinander einen Mittelpunktswinkel w von hier etwa 10°.

Die plattenartige Beschleunigungsflosse 70 ist in Abhängigkeit vom jeweiligen Einsatzzweck besonders ausgebildet und im ausgewählten Ausführungsbeispiel -- wie vor allem Fig. 9 erkennen läßt -- an einer Seitenfläche eines lotrecht zu den Oberflächen des Beschleunigungstellers 68_a angeschweißten Radialstegs oder Flacheisens 72 austauschbar verschraubt; der Beschleunigungsteller 68_a greift mittig in das Flacheisen 72 ein, d. h. es ist zu gleichen Teilen beiden Telleroberflächen zugeordnet (Höhen i in Fig. 13). Die Gesamthöhe i₁ des Flacheisens 72 ist etwas größer als die Höhe n der Beschleunigungsflosse oder -platte 70. Diese wird am Flacheisen 72 mittels einer beide durchsetzenden Schraube 74 gehalten und ist somit leicht austauschbar.

Um ein schnelles Fixieren der Beschleunigungsflosse 70 am Flacheisen 72 zu ermöglichen, ruht in diesem in einer zur Rotorachse A parallelen langlochartigen Ausnehmung 76 zumindest ein Einlagekeil 78 mit achsparallel gerichteten Längsrippen 79, die zwischen Reihen von Rillnuten 80 entsprechenden Zahnprofils der Beschleunigungsflosse 70 eingreifen. Der Einlagekeil 78 wird in der Ausnehmung 76 des Flacheisens 72 durch die -- dank der Schraube 74 fest anliegende -- Beschleunigungsflosse 70 gehalten.

Unter Zwischenschaltung jeweils eines Zwischenbleches 82 wird die Baueinheit 60/68_a von vier weiteren tellerartigen Beschleunigungsebenen 68 überspannt, deren Nabenbüchsen 66 um den freien Teil 16_a der Rotorwelle 16 axial aufeinanderliegen und von mit diesen verschraubten Paßfedern 84 gehalten werden; letztere greifen in Federnuten 85 der Nabenbüchsen 66 ein.

Auf dem Zwischenblech 82 der obersten Beschleunigungsebene 68 bildet ein Stauteller 86 eine Stauebene aus zwei an einer Haltebüchse 87 festliegenden Scheiben 88,89. Zwischen dieser stehen in Abstand e von der Rotorachse A Distanzbolzen 90.

In die Unterscheibe 88 eines -- etwa dem Durchmesser q von 1050 mm der Beschleunigungsebene 68 entsprechenden -- Durchmessers q₁ sind nahe deren Umfangsrand 91 napfartige Vertiefungen 92 eingeformt und durch einen von einer zentrischen Schraube gehaltenen Napfdeckel 93 verschlossen. In diese Vertiefungen 92 können -- Unwuchten abhelfende -- Zusatzgewichte eingesetzt werden.

Die Oberscheibe 89 des Stautellers 86 ist von geringerem Durchmesser als die Unterscheibe 88 und trägt radial von ihrer Umfangskante 94 abragende Stauwerkzeuge 96 in Form aufgeschraubter Flachprofile. Zwei benachbarte Stauwerkzeuge 96 begrenzen einen mittleren Winkel w₁ von 15°.

Die Haltebüchse 87 des Stautellers 86 wird von einem mit der Rotorwelle 16 in der Rotorachse A verschraubten Ansatzdeckel 98 überspannt. Fig. 5 läßt dazu erkennen, daß -- bevorzugt drei -- Spannstäbe 100 sowohl den Ansatzdeckel 98 als auch Schubkanäle 102 der aufeinanderliegenden Nabenbüchsen 66 parallel zur Rotorachse A durchsetzen sowie mit Schraubenden in Schraublöchern 104 der Verteilscheibe 60 sitzen.

In Fig. 11 sind beispielhaft zwischen drei Schubkanälen 102 noch- drei endliche Schraublöcher 104 zu erkennen; diese erlauben es, mittels jener Spannstäbe 100 -- als Montagehilfe -- die jeweilige Nabenbüchse 66 zu erfassen und anzuheben.

Das als Stator dienende Gehäuse 24 begrenzt als eine Seite den Strömungsweg für ein durch den Zufuhrkanal 34 nahe der Rotorwelle 16 eingeführtes Gemisch aus Feststoffpartikeln und Trägerfluid, beispielsweise Luft; die andere Seite des Strömungsweges wird in den fünf in Fig. 5 angedeuteten Etagen durch die Beschleunigungsflossen oder -platten 70 begrenzt. Das Gemisch aus Feststoffpartikeln und Transportluft wird auf der Verteilscheibe 60 -- dank deren Verteilstegen 64 bogenförmig -- einem zwischen Gehäuse 24 und Rotor 14 vorhandenen schmalen Ringraum im Bereich der Beschleunigungsflossen 70 der Baueinheit 60/68_a so zugeführt, daß es gegen die Drehrichtung x des Rotors 14 strömt. Dabei entsteht -- in Drehrichtung x -- hinter jeder Beschleunigungsflosse 70, die eine Abrißkante erzeugt, ein Heckwirbel. In diesem wird der Gemischstrom abrupt beschleunigt, die Feststoffpartikel werden aneinander gerieben und dabei in ihre Komponenten aufgelöst. Dazu sind Umfangsgeschwindigkeiten der Abrißkante, Prozeßtemperatur und Luftmengendurchsatz vorwähl- und einstellbar.

Vor Eintritt in die nächste Etage kann sich der Gemischstrom in jenem Spaltraum kurzzeitig ausdehnen, um dann in den nachgeordneten Ringraum zu gelangen. Im Bereich des Stautellers 86 gelangen die aufwärts geführten und dabei aufgeschlossenen Anteile der Feststoffpartikel zum Austragsrohr 38.

Das Verbundelement wird durch Freisetzen der unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften der Verbundwerkstoffe -- insbesondere der Dichte, Reißdehnung, Rückstellkraft, Wärmeausdehnung und Wärmeübertragung sowie der Elastizität und der damit verbundenen molekularen Strukturunterschiede -- selektiv aufgeschlossen, und die Adhäsionen der Verbundwerkstoffe werden untereinander aufgehoben.

Durch die Behandlung in der Aufschließeinheit 10 erfolgt ein Aufschluß des Verbundelementes in unterschiedliche Strukturen, wobei sich die einzelnen Komponenten bezüglich Dimension und Geometrie infolge ihrer unterschiedlichen physikalischen Charakteristiken auch unterschiedlich verhalten.

Die Verbundelemente können -- wie gesagt -- vor dem Aufschluß verdichtet werden. Es hat sich gezeigt, daß bei diesem selektiven Aufschluß die Bestandteile aus Polyethylen im wesentlichen unverändert bleiben, während metallische Bestandteile, beispielsweise aus Aluminium -- die vorher in flächiger Form vorlagen -- in zwiebelartige Strukturen deformiert werden. Kunststoffverbunde, beispielsweise Polystyrol/Polyethylen, schließen sich ohne deutliche Deformation in unterschiedliche Strukturen auf mit erkennbaren Unterschieden in Bezug auf die Partikelgrößen; diese sind erheblich größer als die erwähnten Aluminiumzwiebelstrukturen.

Durch den selektiven Aufschluß werden die einzelnen Schichten des Verbundelements abgelöst, ohne daß die Schichtdicke der Komponenten verringert werden.

Claims

Vorrichtung zum Behandeln von Verbundelementen aus festen organischen und/oder anorganischen Verbundwerkstoffen wie Verbunden aus Metall/Metall, Kunststoff/Kunststoff, Metall/Kunststoff oder mineralischen Verbunden mit Metallen und/oder Kunststoffen, mit einem Strömungsweg für ein aus dem/den Verbundelement/en durch Zerkleinerung hergestellte Feststoffpartikel tragendes Transportfluid sowie mit einer Schar von aufeinanderfolgenden, relativ zu einem Stator bewegten Beschleunigungswerkzeugen (70), die jeweils in Strömungsrichtung eine Abrißkante zum Erzeugen eines Wirbels aus dem Transportfluid und seiner Feststofffracht bilden, wobei die Beschleunigungswerkzeuge in Abstand zueinander auf einem Konstruktionskreis in mehreren übereinanderliegenden Beschleunigungsebenen (68) oberhalb eines Gehäusebodens (30) an Tellern (68_a) um eine sie drehende Welle (16) eines Rotors (14) innerhalb einer zylindrischen Wandung eines Gehäuses (24) als Stator angeordnet sind und das Gehäuse mit den zwischen einem unteren Zufuhrkanal (34) sowie einem oberen Austrag (38) vorgesehenen Tellern einen Ringraum als Strömungsweg bestimmt,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Rotor (14) oberhalb des die der zentrischen Rotorwelle (16) benachbarte Mündung (32) des Zufuhrkanals (34) enthaltenden Gehäusebodens (30) eine Verteilscheibe (60) mit ihr zugeordneten, sich zwischen Rotorwelle und Scheibenrand (62) erstreckenden Verteilstegen (64) als Mitnehmer trägt sowie zwischen dieser Verteilscheibe und einer den Rotor überspannenden austragsnahen Stauebene (86) die Beschleunigungsebenen (68) mit den zur Rotorachse (A) parallelen und radialen Beschleunigungswerkzeugen (70) aufweist, wobei die Rotorwelle zum einen am Gehäuseboden sowie zum anderen mit einem unter diesem in Abstand angeordneten Wellenende (15) gelagert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnehmer oder Verteilstege (64) an der Unterfläche (61) der Verteilscheibe (60) zu dieser parallel verlaufend gekrümmt sind, wobei gegebenenfalls zumindest ein Verteilsteg unterbrochen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe (h) des freien Endes (65) des Verteilsteges (64) größer ist als die Höhe (h₁) von dessen anschließendem Mittelbereich (64_z), wobei gegebenenfalls zumindest ein Verteilsteg unterbrochen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilscheibe (60) mit einem sie übergreifenden Beschleunigungsteller (68_a) verbunden sowie dieser an seinem Umfangsrand (62) mit den Beschleunigungswerkzeugen (70) versehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in die Verteilscheibe (60) eine sich von ihr weg öffnende zentrische Traghaube (59) integriert ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß über mehreren die Verteilscheibe (60) überlagernden, die Beschleunigungswerkzeuge (70) aufweisenden Beschleunigungsebenen (68) von einem Stauteller (86) eine Stauebene gebildet ist, wobei gegebenenfalls der Stauteller (86) mit zu jener Ebene parallelen radialen Flachprofilen (96) als Stauwerkzeugen versehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Beschleunigungsteller (68_a) und/oder die Beschleunigungsebenen (68) jeweils von einer Zwischenplatte (82) od. dgl. Fläche überlagert sind/ist.
Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest der Stauteller (86) mit Aufnahmen (Vertiefung 92) für Gewichtselemente versehen ist, wobei gegebenenfalls die Aufnahme eine von einem Deckel (93) überspannte Vertiefung (92) des Stautellers (86) ist und/oder die Vertiefungen (92) auf einem Konstruktionskreis einer Unterscheibe (88) des Stautellers (86) angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der Stauteller (86) als auch die Beschleunigungsebenen (68) jeweils eine zentrische Nabenbüchse (66) für die Rotorwelle (10) aufweisen und die Nabenbüchse mit wellenparallel durchgehenden Schubkanälen (102) für Spannstäbe (100) sowie zwischen diesem mit Schraublöchern (104) versehen ist.
Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilscheibe (60) eine zentrische Nabenbüchse (66_a) mit endlichen Schraublöchern (104) aufweist.
Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Beschleunigungswerkzeug (70) eine verstellbar an einem Radialsteg (72) des Beschleunigungstellers (68_a) oder der Beschleunigungsebene (68) vorgesehene Werkstoffplatte ist, wobei gegebenenfalls das Beschleunigungswerkzeug (70) durch wenigstens eine Schraube (74) mit dem Radialsteg (72) lösbar verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der Radialsteg (72) als auch das Beschleunigungswerkzeug (70) an der dem Montagepartner zugekehrten Fläche ein partielles Zahnprofil (79,80) aufweist und die Zahnprofile in Betriebsstellung kämmend ineinandergreifen, wobei gegebenenfalls zumindest ein Montagepartner (72) mit einem lösbaren Einlageteil, bevorzugt einem Einlagekeil (78), versehen ist, dessen Zahnprofil von Längsrippen (79) gebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsrippen (79) oder Rillnuten (80) der Montagepartner (70,72) parallel zur Achse (A) der Rotorwelle (16) gerichtet sind.
Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die einseitig außerhalb des aktiven Rotorbereiches (16_a) gelagerte Rotorwelle (16) in einem Wellenrohr (42) verläuft, das einends am Gehäuseboden (30) festgelegt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit dem Gehäuseboden (30) verbundener Montagekragen (43) des Wellenrohres (42) von der Traghaube (59) der Verteilscheibe (60) übergriffen ist.
Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager (44) für das freie Ende (15) der Rotorwelle (16) im Wellenrohr (42) axial beweglich gelagert ist, wobei gegebenenfalls das Lager (44) bzw. ein ihm zugeorndetes loses Ringelement (55) über Kraftspeicher (50) an das Wellenrohr (42) axial angeschlossen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß in Kavernen (54) des Ringelements (55) Tellerfedern (50) lagern, die sich an achsparallelen Stiftschrauben (52) od. dgl. Organen des Wellenrohres (42) abstützen.
Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß ein der Stauebene (86) zugeordnetes Anschlußrohr (38) des Gehäuseinnenraumes (25) in das Gehäuse (24) integriert ist, und/oder daß vom Gehäuseboden (30) ein Schwergutaustrag (37) ausgeht, und/oder daß die Rotorwelle (16) des Rotors (14) in einem Winkel zur Vertikalen eingestellt ist.