EP1023940A2

EP1023940A2 - Zerlegungseinrichtung für Altgeräte

Info

Publication number: EP1023940A2
Application number: EP00101149A
Authority: EP
Inventors: Gert Pohl
Original assignee: MeWa Recycling Maschinen und Anlagenbau GmbH
Current assignee: MeWa Recycling Maschinen und Anlagenbau GmbH
Priority date: 1999-01-29
Filing date: 2000-01-21
Publication date: 2000-08-02
Also published as: EP1023940A3; DE19903525A1; JP2000218185A

Abstract

Zum Aufschluss von auf zubereitenden Gegenständen ist eine Aufbereitungseinrichtung (1) vorgesehen, die dazu eingerichtet ist, den vorhandenen Verbund zwischen unterschiedlichen Materialien des Gegenstands aufzulösen. Diese Aufbereitungseinrichtung weist einen Aufschlussraum (3) mit einem darin umlaufenden Schleuderwerkzeug (12) auf. Der Aufschlussraum (3) ist von einer Wandung (2) umschlossen, die wenigstens bereichsweise mit Vorsprüngen versehen ist. Dies können Rippen, Zacken, Noppen, Wellen, fingerartige Vorsprünge und dgl. sein. Durch Größenbemessung der Vorsprünge und Gestaltung der Form der Noppen kann sowohl die Zerkleinerung der Teile, die Trennung der stofflichen Bestandteile und die Formung der entstehenden Bruchstücke wunschgemäß beeinflusst werden. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Auflösung des Materialverbands unterschiedlicher miteinander verbundener Materialien oder von Verbundwerkstoffen.

Die Wiederverwertung von Stoffen setzt in der Regel eine Trennung der enthaltenen unterschiedlichen Materialien voraus. Zu verwertende Produkte, Stoffe oder Geräte wie bspw. Kopierer, Drucker, Kühlschränke, Elektroherde oder anderweitige aufzubereitende Verbundabfälle die Holz, Steine, Glas, Keramik, Metall und/oder Kunststoff enthalten können, wie bspw. Holzpaletten, sollten zur Verwertung zerlegt werden, dass der Materialverband unterschiedlicher Materialien aufgelöst ist. Die verschiedenen Materialien sind in der Regel jedoch mechanisch, stoffschlüssig oder formschlüssig so miteinander verbunden, dass eine vollständige Demontage kaum wirtschaftlich möglich ist. Es ist deshalb ein Ziel, solche aus mehreren Stoffen bestehenden Gegenstände auf effektive Weise so zu zerlegen, dass mechanische Verbindungen zwischen Teilen oder Bruchstücken unterschiedlichen Materials zweitgehend aufgelöst werden. Dies ist jedoch, insbesondere bei Gegenständen, deren Bestandteile sehr unterschiedliche mechanische Eigenschaften haben, zuweilen schwierig. Bspw. kann in Geräten Kunststoffschaum, Hartkunststoff, Metall, wie Aluminium, Kupfer oder Eisen, Glas, Gummi und dgl. enthalten. Bei Bürogeräten kommen häufig noch weitere problematische Komponenten wie bspw. gehärtete Stahlwellen und ähnliches hinzu. Eine Herausforderung kann auch das Recycling von Holz darstellen, z.B. in Form von Paletten darstellen, die viele Nägel enthalten.

Aus der DE 4300784 A1 ist eine Vorrichtung zur Zerkleinerung von Haushaltsgeräten bekannt. Diese Vorrichtung wird im Wesentlichen durch eine Trommel gebildet, in der zwei an einer Nabe aufgehängte Kettentrume als Schleuderwerkzeug umlaufen. Die Nabe ist von einem Elektromotor drehend angetrieben. In die Trommel gegebene Haushaltsgeräte oder Teilen von diesen werden zerschlagen und durch die Reibung der Bruchstücke aneinander wird der Materialverband weitgehend aufgelöst.

Es ist Ziel der Erfindung, eine Aufbereitungseinrichtung zu schaffen, die für unterschiedliche Geräte und Materialien geeignet ist.

Diese Aufgabe wird mit der Aufbereitungseinrichtung nach Anspruch 1 gelöst.

Die Aufbereitungseinrichtung weist einen Aufschlussraum auf, unter dem ein Schleuderwerkzeug umläuft. Das Schleuderwerkzeug erteilt den Gegenständen und Bruchstücken einen tangential nach außen gerichteten Impuls, so dass sie an der Wandung des Aufschlussraums auftreffen. Es entsteht ein wirbelnder Materialstrom, der auf einem schraubenlinienförmigen Weg in den Aufschlussraum aufsteigt, sich an dessen Oberseite nach innen richtet und etwa axial wieder zu dem Schleuderwerkzeug herabfällt. Das Schleuderwerkzeug ist in den meisten Fällen stumpf, d.h. ohne Schneidkanten auszubilden. In einigen Fällen kann es jedoch zweckmäßig sein, an dem Schleuderwerkzeug ein oder mehrere Schneidkanten auszubilden. Z.B. kann zur Verarbeitung von Papiermaterialien ein flexibles Werkzeug mit einer rauen Oberfläche ähnlich einer Raspel zweckmäßig sein.

Die Wandung des Aufschlussraums ist wenigstens an einigen Stellen mit vorzugsweise stumpfen Vorsprüngen oder einer vergleichbaren Profilierung versehen, die mehr oder weniger in den Innenraum hineinragen. Das Schleuderwerkzeug verleiht den in dem Aufschlussraum gegebenen Teilen oder Gegenständen einen Impuls. Trifft der Gegenstand an der Wandung auf, tritt es mit den Vorsprüngen in Wechselwirkung. Z.B. können sie einen zusätzlichen Drehimpuls erhalten. Dies gilt auch für einzelne Bruchstücke, die in dem Aufschlussraum herumgewirbelt werden.

Die an der Wandung vorgesehenen Vorsprünge können unmittelbar im Schleuderbereich, d.h. in radialer Verlängerung des Schleuderwerkzeugs angeordnet sein. Jedoch hat es sich in vielen Fällen als zweckmäßig herausgestellt, die Wandung über ihre gesamte Höhe oder nur in einem Teil oberhalb des Schleuderwerkzeugs mit einer Profilierung zu versehen. Die in Axialrichtung unterschiedliche Anordnung, Gestaltung oder Zahl der Vorsprünge kann dazu führen, dass in unterschiedlicher Höhe des Aufschlussraums verschiedene Umlaufgeschwindigkeiten auftreten, was die Wechselwirkung und mechanische Beanspruchung der Bruchstücke mit- und untereinander intensivieren kann. Durch die Vorsprünge an der Wandung wird dadurch eine stärkere Verwirbelung und Vermischung der Teile und Bruchstücke miteinander und dadurch eine intensivere Reibung und Stoßwechselwirkung zwischen diesen Teilen erreicht. Das Ergebnis ist ein wirksamerer Aufschluss und eine wirksamere Auflösung des Materialverbands zwischen unterschiedlichen Materialien. Die Zerlegung von Geräten und anderweitigen aus mehreren Stoffen bestehenden Gegenständen ist dadurch sehr effektiv und die Einwirkungszeiten können reduziert werden. Außerdem kann die Form der Bruchstücke beeinflusst werden. Je nach Ausbildung der Vorsprünge kann der Materialfluss derart abgelenkt werden, dass er schneller wieder in den unteren Mahlraum gedrängt wird, um z.B. bei leichten Mahlgütern den Prozess zu intensivieren.

Neben der Profilierung des Aufschlussraums durch Vorsprünge an der Wandung, kann der Aufschlussraum auch zusätzlich Drofiliert sein. Bspw. ist es zweckmäßig, von der Zylinderform wenigstens insoweit abzuweichen als die Übergänge zwischen dem Boden und der Zylinderwand und evt1. der Zylinderwand und dem oberen Teil ausgerundet sind. Dies begünstigt die Umlenkung der Materialströme in diesen Bereichen. Damit wird die Materialbewegung während des Aufschluss insoweit beeinflusst, dass durch die entstehenden Prallwinkel zum einen das Verkugeln des Materials gefördert und gleichzeitig ein energetisch günstiges Fließprofil entsteht, das den Energieeintrag (Motorleistung und den Verschleiß positiv beeinflusst.

Mit der Profilierung der Wandung kann nicht nur die Trennung der verschiedenen Materialien günstig beeinflusst, sondern auch deren Formung, bspw. zu Pulver, Granulat oder Bruchstücken anderweitiger gewünschter Form, begünstigt werden. Bspw. können an der Wandung angeordnete Rippen, Finger oder sonstige Vorsprünge Flächen aufweisen, die gegen die an der Wandung entlang laufende Umlaufströmung in einem spitzen Winkel geneigt sind, so dass die umlaufenden Bruchstücke und Teile auf diese Schrägfläche treffen. Dies fördert insbesondere die Verkugelung von Metallbruchstücken, d.h. die plastische Umformung von Metallfetzen in einer Weise, dass deren Oberfläche vermindert wird. Dies ist für die weitere Trennung und Verarbeitung der Metallbruchstücke von großem Vorteil. Es bildet sich ein schütt- und rieselfähiges kiesähnliches Granulat, bei dem unterschiedliche Metalle aufgrund ihrer unterschiedlichen mechanisch / physikalischen Eigenschaften weitgehend auf verschiedene Körner aufgeteilt sind. Ein ähnlicher Effekt wird erreicht, wenn die Rippen oder sonstige in den Innenraum ragenden Vorsprünge stumpf sind. Bspw. kann die Wandung dazu mit einem Wellenprofil oder mit Noppen versehen sein.

Alternativ können Vorsprünge vorgesehen sein, die Prallflächen aufweisen, die weitgehend quer zu der Umlaufrichtung stehen. Solche entgegen der Umlaufrichtung weisenden Prallflächen können insbesondere zur Zerlegung spröder Materialien und deren Aufbereitung zu einem Pulver (< 500 µm) dienen.

Die Vorsprünge oder Rippen können außerdem mit scharfen Kanten versehen sein. Die Kanten können dabei dazu herangezogen werden, zähe Materialien zu zertrennen und die Zerkleinerung von Materialien zu fördern. Dies kann Bedeutung haben, wenn die aufzubereitenden Geräte oder sonstigen Materialien folienartige Bestandteile aufweisen.

Es ist möglich, in einem Aufschlussraum an der Wandung unterschiedliche Vorsprünge miteinander zu kombinieren, so dass sich deren Wirkungen gegenseitig ergänzen. Dabei können unterschiedliche Vorsprünge auf unterschiedlicher Höhe oder in Umfangsrichtung nacheinander zugeordnet werden.

Es ist z.B. auch möglich Vorsprünge mit scharfen Kanten so miteinander zu kombinieren, dass die scharfen Kanten einer Gruppe von Vorsprüngen in eine erste Richtung zeigen und bei einer ersten Drehrichtung aktiv sind, während die Vorsprünge der anderen Gruppe in eine zweite Richtung zeigen und bei einer zweiten Drehrichtung aktiv sind. Durch die wechselweise Umkehrung der Drehrichtung steht jeweils sofort ein Satz scharfer Kanten zur Verfügung, währender gleichzeitig die stumpf gewordenen nun passiven Kante der anderen Vorsprünge wieder geschärft werden. Die ist insbesondere mit Vorsprüngen nach Figur 2, jedoch abwechselnd ausgerichtet, möglich.

Die zur Profilierung des Aufschlussraums dienenden Vorsprünge können fest an der Wandung angeordnet werden. Bspw. können sie durch Schweiß- oder Nietverbindungen am Platz gehalten sein. Es ist jedoch auch möglich, die Vorsprünge einstückig mit der Wandung auszubilden. Dies kann bspw. durch eine Profilierung der Wandung in einer von der Zylinderform abweichenden Form oder durch die Ausbildung von Ausnehmungen geschehen, zwischen denen dann Vorsprünge verbleiben.

Die in den Aufschlussraum ragenden Vorsprünge können insbesondere wenn sie mit funktionellen scharfen Kanten versehen sind, einem deutlichen Verschleiß unterliegen. Funktionelle scharfe Kanten sind solche, die mit der in dem Aufschlussraum vorhandenen Materialströmung in Wechselwirkung treten und die Bruchstücke beeinflussen, insbesondere zerkleinern. Es ist deshalb möglich, die Vorsprünge lösbar an der Wandung anzuordnen. Bspw. können die Vorsprünge mit der Wandung verschraubt sein. Bedarfsweise ist dann der Ersatz einzelnar oder aller Vorsprünge möglich, wenn der Verschleiß dies erfordert. Außerdem schafft dies die Möglichkeit, durch Auswechseln von Vorsprüngen eine Anpassung an unterschiedliche Geräte und Materialien vorzunehmen. Ein komfortable Möglichkeit zur lösbaren Fixierung der Vorsprünge an der Wandung ist es, die Wandung mit hinterschnittenen Nuten zu versehen, die etwa parallel zu der Drehachse des Schleuderwerkzeugs oder der Längsmittelachse des sonst zylinderförmigen Aufschlussraums ausgerichtet sind. In die Nuten können die Vorsprünge als separate Elemente jeweils mit ihrem Fuß eingeschoben und fixiert werden. Dies ermöglicht dann auch die manuelle Auswechslung einer relativ großen Zahl von Vorsprüngen zur Umgestaltung des Aufschlussraums.

Als Schleuderwerkzeug können je nach zu verarbeitendem Material umlaufende Messer, Stangen, an Stangen gehaltene Kugeln oder dgl. zur Anwendung kommen. Es hat sich gezeigt, dass stumpfe Schleuderwerkzeuge eine besonders gute Zerlegung der Materialien ergeben. Wesentlich ist, dass das Schleuderwerkzeug einen relativ großen Impuls auf die Gerätebruchstücke und in dem Aufschlussraum herumgewirbelten Materialien überträgt. Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform werden als Schleuderwerkzeuge an einer Nabe aufgehängte Kettentrume verwendet. Diese verschleißen im Wesentlichen nur an ihrem äußersten Ende, so dass sie, wenn sie gliedweise kürzer werden, im übrigen weitgehend unversehrt sind. Dies ermöglicht einen langdauernden Einsatz.

Das Schleuderwerkzeug kann außerdem axial verstellbar gelagert sein. Dies ermöglicht eine Anpassung an verschiedene Gegebenheiten beim Zerlegen von Geräten. Außerdem kann das Schleuderwerkzeug zum Leeren des Aufschlussraums als Räumwerkzeug benutzt werden, wenn es fortgesetzt angetrieben näher an den Boden herangeführt wird.

Das Schleuderwerkzeug ist mit einer Antriebseinrichtung verbunden, die es in Drehbewegung versetzt. Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Drehrichtung wählbar. Dadurch können insbesondere asymmetrische Vorsprünge unterschiedlich genutzt werden. Bspw. können sie, wenn sie einen asymmetrisch-dreieckigen Querschnitt aufweisen, in einer Drehrichtung das Zerkleinern der Bruchstücke befördern, während sie in der anderen Drehrichtung die Verkugelung der Metallteile fördern. Es ist somit möglich, bei chargenweisen diskontinuierlichem Betrieb der Aufbereitungseinrichtung Geräte zunächst in einer Drehrichtung vor zu zerkleinern und das erhaltene Materialgemisch in entgegengesetzter Drehrichtung weiter zu bearbeiten. Bedarfsweise kann auch ein kontinuierlicher Betrieb durchgeführt werden.

Bei einer weiteren Ausführungsform können die Vorsprünge oder Profile ein Sieb bilden oder von einem Sieb getragen sein. Das Sieb ist dann von einer weiteren Wandung umgeben. Die Wand des Aufschlussgefäß ist dann gewissermaßen zweischalig aufgebaut.

Vorteilhafte Einzelheiten von Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus der Zeichnung, der Beschreibung oder Unteransprüchen.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung veranschaulicht. Es zeigen:

Fig. 1 eine Aufbereitungseinrichtung in ausschnittsweiser schematisierter längsgeschnittener Darstellung,

Fig. 2 die Wandung des Aufschlussraums der Aufbereitungseinrichtung nach Figur 1, in ausschnittsweiser quergeschnittener Darstellung,

Fig. 3 die Wandung nach Figur 2, in einer ausschnittsweisen Ansicht von der Innenseite her gesehen,

Fig. 4 einen Ausschnitt einer anderen Ausführungsform eines Aufschlussgefäßes mit einem an der Wandung vorgesehenen Vorsprung,

Fig. 5 die Wandung mit dem Vorsprung nach Figur 4, in ausschnittsweiser Draufsicht,

Fig. 6 eine Wandung in einer weiteren Ausführungsform mit scheibenförmigen Vorsprüngen in horizontal geschnittener ausschnittsweiser Darstellung,

Fig. 7 die Wändung nach Figur 6, in einer Draufsicht von innen her, radial nach außen gesehen,

Fig. 8 die Aufbereitungseinrichtung nach Figur 1, in einer ausschnittsweisen Schnittdarstellung, und

Fig. 9 eine abgewandelte Ausführungsform der Aufbereitungseinrichtung, in Schnittdarstellung.

Beschreibung:

In Figur 1 ist eine Aufschlusseinrichtung 1 veranschaulicht, die einen von einer Wandung 2 umschlossenen Aufschlussraum 3 aufweist. Dieser ist etwa zylinder- oder trommelförmig mit vorzugsweise vertikaler Mittelachse 4. Die trommelförmige Wandung 2 geht mit einem nach Art eines Klöpperbodens ausgebildeten Übergang 5 in einen im Wesentlichen Planen Kesselboden 6 über. An ihrem oberen Ende geht die Wandung 2 ebenfalls über einen einem Klöpperboden ähnlichen Übergang 7 zu einem Kesseldeckel 8 über. Dieser weist konzentrisch zu der Mittelachse 4 eine Einfüllöffnung 9 auf, die bedarfsweise verschließbar ist. Dazu dient eine Verschlusseinrichtung, die in Figur 1 symbolisch durch einen Deckel 11 angedeutet ist.

Unterhalb des Aufschlussraums 3 ist ein Schleuderwerkzeug 12 angeordnet, das um die Mittelachse 4 drehbar gelagert ist. Zu dem Aufschlusswerkzeug 12 gehört eine Nabe 14, die von einer Welle 15 getragen ist. Diese ist vorzugsweise über ein Getriebe mit einem Elektromotor verbunden und trägt bei einer bevorzugten Ausführungsform ein Schwungrad. Die Drehrichtung des Elektromotors kann unveränderlich festgelegt sein. Jedoch ist es auch möglich, hier einen Elektromotor einzusetzen, der in beiden Drehrichtungen arbeiten kann. An der Nabe 14 sind über entsprechende Aufhängungen 16, 17 einander gegenüberliegend zwei Kettentrume 18, 19 befestigt, die sich in Betrieb unter Wirkung der Fliehkraft radial nach außen strecken. Die Kettentrume 18, 19 sind jeweils Abschnitte einer Rundgliederkette, die aus einzelnen Stahlgliedern 20 zusammengefügt ist.

Die Wandung 2 des Aufschlussraums 3 ist mit einer Profilierung versehen, wie sie sich bspw. aus den Figuren 2 und 3 ergibt. Zu dem Aufschlussraum 3 hin ist die Wandung 2, wie insbesondere Figur 2 zeigt, mit zueinander parallelen Rippen 21 versehen, die vorzugsweise stumpfe Vorsprünge bilden. Die Vorsprünge sind vorzugsweise außerhalb des Schleuderbereichs des Schleuderwerkzeugs 3 angeordnet. Jede Rippe 21 hat dabei einen etwa dreieckförmigen Querschnitt. Der Querschnitt kann symmetrisch sein. Hier ist er jedoch asymmetrisch. Zu dem Aufschlussraum 3 hin schließt die Rippe 21 mit einer relativ scharfen Kante 22 ab. An beide Seiten der Kante schließen sich vorzugsweise plan ausgebildete Flächen 23, 24 an, die miteinander einen Winkel, bspw. einen rechten Winkel einschließen. Die beiden Flächen 23, 24 können unterschiedlich breit und zur übrigen Wandung 2 unterschiedlich ausgerichtet sein. Bezüglich der in Figur 2 durch einen Pfeil 25 angedeuteten Drehrichtung des Schleuderwerkzeugs 12 kann bspw. die auflaufende Fläche 23 in einem spitzen Winkel ausgerichtet sein. Die auflaufende Fläche 23 weist der Drehrichtung (Pfeil 25) entgegen und wird deshalb von in dem Aufschlussraum 3 in Drehrichtung herumwirbelnden Teilen getroffen. Dagegen weist die Flächennormale der anderen Fläche 24 etwa in Drehrichtung, so dass sie von herumwirbelnden Bruchstücken kaum getroffen wird. Die Rippen 2 können den auftretenden Teilen einen zusätzlichen Drehimpuls erteilen, der die Reibung zwischen den Bruchstücken erhöht und die Materialtrennung verbessert.

Die Wandung 2 des Aufschlussraums 3 ist außerdem mit einer Entnahmeöffnung 26 versehen, die in Figur 1 schematisch durch eine gestrichelte Linie angeordnet ist und sich bis zu dem Kesselboden 6 erstrecken kann. Die Entnahmeöffnung 26 ist verschließbar und ist zumindest teilweise im Schleuderbereich des Schleuderwerkzeugs 2 angeordnet.

Die insoweit beschriebene Aufbereitungseinrichtung arbeitet wie folgt:

Zur Aufbereitung von Bürogeräten, Küchengeräten, Haushaltsgeräten sowie sonstigen Verbundstoffen, müssen diese zunächst in ihre Materialbestandteile zerlegt werden. Dazu wird ein solches Gerät oder anderweitiger Abfall durch die Einfüllöffnung 9 bei laufendem Schleuderwerkzeug 12 in den Aufschlussraum 3 gegeben. Bedarfsweise kann auch die Anlage auch bei ruhendem Schleuderwerkzeug 12 befüllt werden. Der Anlauf kann wegen der Flexibilität des Schleuderwerkzeugs 12 auch bei befülltem Innenraum erfolgen.

Das Schleuderwerkzeug 12 ist um die Mittelachse 4 drehend angetrieben. Die Kettentrume 18, 19 sind durch Fliehkraft in Radialrichtung nach außen gestreckt und berühren weder die Wandung 2 noch den Kesselboden 6 oder die Übergänge 5 des Aufschlussraums 3. Die in den Aufschlussraum 3 gegebenen Gegenstände erhalten von dem Schleuderwerkzeug 12 einen starken Impuls, sobald sie von den Kettentrumen 18, 19 getroffen und/oder erfasst worden sind. Die Gegenstände werden schon dadurch deformiert oder zerrissen, gegen die Wandung 2 geschleudert und letztlich in den oberhalb des Beschleunigungswerkzeugs befindlichen Flugbereich gefördert.

Sobald erste Bruchstücke entstehen, wirbeln diese unter der antreibenden Wirkung des Schleuderwerkzeugs 12 in dem Aufschlussraum 3 herum. Es ergibt sich hier eine Zentrifugalbewegung der entstehenden Bruchstücke in dem Aufschlussraum 3 in Umfangsrichtung entlang der Wandung 2 sowie eine Auf- und Abbewegung (außen aufwärts, innen abwärts). Die entstehenden Bruchstücke stoßen und reiben aneinander sowie an der Wandung 2. Durch deren Profilierung können einzelne Bruchstücke zusätzliche Drehimpulse erhalten. Außerdem bewirkt die Wandprofilierung eine stärkere Deformierung oder Auflösung auf den Rippen 21 auftreffender Teile.

Wird ein einzelnes Teil oder ein Bruchstück schräg zu der Wandung auf diese geworfen, wobei sich die Bewegungen in Umfangsrichtung mit einer durch die Fliehkraft bedingten radial nach außen gerichteten Bewegungen überlagert, trifft das betreffende Teil mehr oder weniger steil auf eine der Flächen 23, was zur Deformierung des Teils führt. Plastische Teile wie bspw. Metallbruchstücke werden dadurch so deformiert, dass deren Oberfläche abnimmt. Dadurch werden auch aus blechartigen Teile entstandene Bruchstücke in eine Klumpenform überführt. Dieser Vorgang wird Verkugeln genannt.

In den Aufschlussraum 3 sind zu Beginn der Bearbeitung Geräte eingeführt worden, die aus einer Vielzahl mechanisch miteinander verbundener Teile unterschiedlichen Materials bestehen. Die einzelnen Bestandteile können miteinander verschweißt, verklebt, vernietet oder anderweitig miteinander verbunden gewesen sein. Durch die mechanische Beanspruchung der jeweiligen Verbundstoffe und deren charakteristische Brucheingenschaften lösen sie sich entsprechend in einzelne Bruchstücke und deren Einwirkung aufeinander, löst sich der Materialverband. Es entsteht nach einer gewissen Einwirkungszeit ein Gemisch aus mehr oder weniger pulverisierten, granulierten oder zerstückelten Materialen, bspw. verschieden großen Metaliklumpen, Plastikfetzen und sonstigen Bruchstücken. Ungeachtet seiner Größe besteht jedes Bruchstück im Wesentlichen nur noch aus einem einzigen Material. Das entstandene Gemisch unzähliger Bruchstücke kann nun über die Entnahmeöffnung 26 aus dem Aufschlussraum 3 heraus und einer weiteren Bearbeitung zugeführt werden. Dies ist insbesondere die Separierung der Bruchstücke nach Materialbeschaffenheit. Dazu können Siebprozesse, Windsichterprozesse, Magnetabschneideprozesse und ähnliche Prozesse dienen.

Abweichend von der vorbeschriebenen Arbeitsweise kann der Aufschlussvorgang auch so gestaltet werden, dass zunächst eine Vorzerkleinerung der in den Aufschlussraum 3 eingeführten Teile in einer ersten Drehrichtung des Schleuderwerkzeugs 12 durchgeführt wird, die nach einiger Zeit umgekehrt wird. Dadurch kann zunächst bspw. durch Herumwirbeln der Teile und Bruchstücke entgegen der in Figur 2 durch den Pfeil 25 bezeichneten Richtung eine starke Zerkleinerung der Teile bewirkt werden. Ist die Zerkleinerung weit genug fortgeschritten, kann die Drehrichtung umgekehrt werden, um die Metallteile weitgehend zu verkugeln. Somit können asymmetrische Vorsprünge eine doppelte Wirkung entfalten.

Als Vorsprünge können bei einer abgewandelten Ausführungsform anstelle der Rippen 21 auch einzelne Zacken 31 Anwendung finden, wie sie aus Figur 4 und 5 hervorgehen. Die Zapfen können einzeln und in Gruppen an der Wandung 2 angeordnet sein. Im Beispiel sind sie mit in Figur 4 und 5 symbolisch angedeuteten Schrauben 32 an der Wandung 2 befestigt. Jeder Zacken 31 weist einen Fuß 33 zur Befestigung an der Wandung 2 und einen sich von diesem weg erstreckenden flossenartigen Abschnitt 34 auf. Der flossenartige Abschnitt 34 ist an seiner der durch den Pfeil 25 bezeichneten Umlaufrichtung zugewandten Schmalseite keilförmig ausgebildet, und weist somit eine etwas abgerundete Kante 35 zur Teilung des ankommenden Materialstroms auf. Die Kante 35 ist gegen die Radialrichtung geneigt. Die Neigung kann bedarfsweise mehr oder weniger steil sein. Außerdem kann sie sich entlang der Kante 35 ändern. Die Abschnitte 34 können abgerundet oder scharfkantig sein.

Die Zacken 31 ragen relativ weit in den Zerspanungsraum 3 hinein und dienen dazu, die in dem Aufschlussraum 3 vorhandenen Teile aufzureißen und zu zerteilen, wenn diese auf die Zacken 31 treffen. Die Zacken können dabei sowohl entlang des gesamten Umfangs der Wandung 2 und über deren gesamte Höhe verteilt, als auch lediglich bereichsweise in Gruppen angeordnet sein. Die Zacken 31 können sowohl auf zu der Mittelachse 4 konzentrischen Kreisen hinter- und übereinander als auch gegeneinander versetzt angeordnet werden.

Alternativ können als Vorsprünge, wie in Figur 6 und 7 veranschaulicht, an der Wandung 2 auch noppenartige Vorsprünge 41 vorgesehen sein, die bspw. einstückig mit der übrigen Wandung 2 ausgebildet, mit dieser verschweißt oder an dieser angeschraubt sind. Die Noppen 41 sind dabei wie Figur 7 veranschaulicht, in zu der Mittelachse 4 parallelen Reihen und in Umfangsrichtung gegeneinander versetzt angeordnet. Die Noppen 41 sind flache zylindrische Scheiben, die an ihrer nach innen weisenden Stirnseite von einer Kante 42 begrenzt sind. Die Abstände der Noppen 41 untereinander entsprechen etwa deren Durchmesser. Die Höhe jedes Noppens ist deutlich geringer als sein Durchmesser. Bedarfsweise können die Noppen auch abgerundet sein.

Zur weiteren Anpassung des Betriebs der Aufbereitungseinrichtung 1 an durch die aufzubereitenden Wertstoffe festgelegte Vorgaben, kann die Arbeitsposition des Schleuderwerkzeugs 12 in dem Aufschlussraum 3 verstellbar sein. Dies ist bspw. bei der in Figur 8 veranschaulichten Ausführungsform der Aufschlusseinrichtung 1 der Fall. Die Welle 15 ist axial zu der Mittelachse 4 verstellbar gelagert. Dazu ist sie an ihrer Außenseite mit einer Verzahnung versehen und in eine mit einer entsprechenden Innenverzahnung versehene Hohlwelle 45 eingeführt. Zu dem Aufschlussraum 3 hin ist die Hohlwelle 45 gegen die Welle 15 mit einer Manschette 46 abgedichtet. Die Hohlwelle 45 ist durch Lagereinrichtungen, bspw. Wälzlager 47, 48 in einem mit dem Kesselboden 6 verschraubten Lagerbock 49 drehbar gelagert. An dem unteren aus dem Lagerbock 49 herausragenden Ende ist die Hohlwelle 45 mit einer Riemenscheibe 51 drehfest verbunden, die dem Antrieb dient. Die Hohlwelle 45 ist auch hier mit einer Manschette 52 gegen die Welle 15 abgedichtet.

Zur Verstellung der Höhe des Schleuderwerkzeugs 12 dient eine Hubeinrichtung 53, die über ein Axialdrucklager 54 auf das untere stirnseitige Ende der Welle 15 wirkt. Das Axialdrucklager 54 ist in Figur 8 durch eine Kugel angedeutet. Es wird eine Wälzlageranordnung bevorzugt, die sowohl Druck als auch Zug überträgt.

Die Hubeinrichtung 53 ist vorzugsweise eine hydraulische Hubeinrichtung, deren Stempel 55 mit dem axialen Drucklager 54 verbunden ist und die Position des Schleuderwerkzeugs 12, insbesondere die Höhe der Nabe 14 über dem Kesselboden 6 festlegt.

Mit der Hubeinrichtung 53 lässt sich bedarfsweise die Arbeitsposition des Schleuderwerkzeugs 12 einstellen. Zusätzlich kann das Schleuderwerkzeug 12 (evtl. bei verminderter Drehzahl) zur Entleerung des Aufschlussraums 3 abgesenkt werden. Dabei durchläuft die Nabe 14 den in Figur 8 markierten Hub H, so dass die Kettentrume 18, 19 bodennah laufen. Damit kann das entstandene Mahlgut durch die Entnahmeöffnung 26 nahezu vollständig ausgetragen werden. So wird verhindert, dass einzelne Teile der Mahlfraktion oder Reste des entstandenen Stoffgemischs an dem nächsten Mahlgang erneut teilnehmen und somit eine unerwünschte Körnung erreichen, die Effizienz verschlechtern und der Energieverbrauch unnötig ansteigt.

Zur Höhenveränderung des Schleuderwerkzeugs 12 kann bedarfsweise auch der gesamte Lagerbock 49 höhenverstellbar ausgebildet sein.

In einigen Fällen kann es zweckmäßig sein, die Aufbereitungseinrichtung 1 soweit abzudichten, dass sie für den Nassbetrieb nutzbar ist. Durch ein oder mehrere bedarfsweise vorzusehende Einlassöffnungen kann dass Flüssigkeit in den Aufschlussraum 3 geleitet werden. Außerdem kann das Mahlgut eingeschwemmt und/oder ausgeschwemmt werden. Durch die Nassvermahlung ist eine Unterbindung oder Verminderung der Staubentwicklung möglich.

Eine weiter abgewandelte Ausführungsform der Aufbereitungs- und Aufschlusseinrichtung 1 ist in Figur 9 veranschaulicht. Diese weicht von den vorstehend beschriebenen Aufschlusseinrichtungen 1 im Wesentlichen hinsichtlich der Profilierung des Aufschlussraums 3 ab. Anstelle der klöpperbodenartigen Übergänge 5, 7 ist der Übergang von der trommelförmigen Wandung 2 zu dem. Kesselboden 6 und dem Kesseldeckel 8 ohne Ausrundung ausgebildet. Ringförmige Einsatzteile 61, 62 mit konischer Innenfläche 63, 64 sind jeweils als Übergang zwischen dem Kesselboden 6 und der Wandung 2 bzw. zwischen der Kesseldecke 8 und der Wandung 2 angeordnet. Die Einsatzteile 61, 62 verhindern die Ausbildung von Toträumen, in denen sich Mahlgut ansammeln könnte. Auch die Einsatzteile 61, 62 können an ihren Flächen 63, 64 mit Vorsprüngen versehen sein. Die Vorsprünge können auch auf diese Flächen 63, 64 beschränkt sein, um bspw. ein schnelles und leichtes Auswechseln der zur Beeinflussung des Aufschluss- und Trennvorgangs vorgesehenen Vorsprünge zu erleichtern. Zur Anpassung an unterschiedliche Materialien oder Geräte müssen dann lediglich die Einsatzteile 61, 62 gewechselt werden. Als Vorsprünge kommen alle vorstehend beschriebenen Rippen, Noppen, Zacken sowie sonstige Vorsprünge in Betracht.

Zum Aufschluss von aufzubereitenden Gegenständen ist eine Aufbereitungseinrichtung 1 vorgesehen, die dazu eingerichtet ist, den vorhandenen Verbund zwischen unterschiedlichen Materialien des Gegenstands aufzulösen. Diese Aufbereitungseinrichtung weist einen Aufschlussraum 3 mit einem darin umlaufenden Schleuderwerkzeug 12 auf. Der Aufschlussraum 3 ist von einer Wandung 2 umschlossen, die wenigstens bereichsweise mit Vorsprüngen versehen ist. Dies können Rippen, Zacken, Noppen, Wellen, fingerartige Vorsprünge und dgl. sein. Durch Größenbemessung der Vorsprünge und Gestaltung der Form der Noppen kann sowohl die Zerkleinerung der Teile, die Trennung der stofflichen Bestandteile und die Formung der entstehenden Bruchstücke wunschgemäß beeinflusst werden.

Claims

Aufbereitungseinrichtung (1), insbesondere zur Auflösung des Materialverbands zwischen unterschiedlichen Materialien,

mit einem Aufschlussraum (3), dessen Wandung (2) wenigstens bereichsweise mit Vorsprüngen (21, 31, 41) versehen ist, und

mit einem in dem Aufschlussraum (3) umlaufenden Schleuderwerkzeug (12).
Aufbereitungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufschlussraum (3) im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet und vorzugsweise vertikal angeordnet ist.
Aufbereitungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufschlussraum (3) an seiner Oberseite eine Einfüllöffnung (9) aufweist.
Aufbereitungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufschlussraum (3) eine Entnahmeöffnung (26) aufweist, die in der Wandung (2) vorzugsweise im Schleuderbereich des Schleuderwerkzeug (12) angeordnet ist.
Aufbereitungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schleuderwerkzeug (12) durch wenigstens zwei in Betrieb sich radial von einer drehbar gelagerten Nabe (14) weg erstreckende Arme (18, 19) gebildet ist.
Aufbereitungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Arme (18, 19) Kettentrume sind, deren eines Ende jeweils mit der Nabe (14) verbunden ist und deren anderes Ende frei ist.
Aufbereitungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schleuderwerkzeug (12) um eine Drehachse drehbar gelagert ist, die im Wesentlichen mit der Mittelachse (4) des Aufschlussraums (3) übereinstimmt.
Aufbereitungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schleuderwerkzeug (12) axial zu seiner seiner Drehachse verstellbar gelagert ist.
Aufbereitungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die an der Wandung (2) ausgebildeten Vorsprünge (21, 31, 41) scharfkantig sind.
Aufbereitungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die an der Wandung (2) ausgebildeten Vorsprünge stumpf sind.
Aufbereitungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge (21) durch an der Wandung (2) vorgesehene Rippen gebildet sind.
Aufbereitungseinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippen (21) im Wesentliche parallel zu der Drehachse des Schleuderwerkzeugs (12) angeordnet sind.
Aufbereitungseinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippen (21) einen im Wesentlichen dreieckigen Querschnitt aufweisen.
Aufbereitungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge (21) ein Ende (22) aufweisen an das sich zu beiden Seiten jeweils ein vorzugsweise planer Flächenbereich (23, 24) anschließt.
Aufbereitungseinrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der gegen die Umlaufrichtung (25) des Schleuderwerkzeugs (12) weisende Flächenbereich (23) mit der Radialrichtung einen größeren Winkel einschließt als der in Umlaufrichtung weisende Flächenbereich (24).
Aufbereitungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schleuderwerkzeug (12) mit einer Antriebseinrichtung verbunden ist, die vorzugsweise in ihrer Drehrichtung umkehrbar ist.
Aufbereitungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge durch Zacken (31) gebildet sind.
Aufbereitungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge durch Noppen (41) gebildet sind.
Aufbereitungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge (21, 41) mit der Wandung (2) des Aufschlussraums (3) unlösbar verbunden, vorzugsweise einstückig ausgebildet sind.
Aufbereitungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge (31) mit der Wändung (2) des Aufschlussraums (3) lösbar verbunden sind.
Aufbereitungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schleuderwerkzeug (12) stumpf ausgebildet ist.
Aufbereitungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schleuderwerkzeug (12) Schneidkanten aufweist.