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Patent Searching and Data


Title:
APPARATUS AND METHOD FOR REDUCING THE SIZE OF FIBER COMPOSITE MATERIALS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2016/066159
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an apparatus and a method for reducing the size of fiber composite materials, characterized in that means (6) for mechanically abrading an embedding matrix from fibers is provided, the mechanical abrasion of the embedding matrix from the fibers being performed using a rotational movement. In the method of the invention, an embedding matrix is mechanically abraded from the fibers by the means (6) using a rotational movement of the means (6) that are put in place.

Inventors:
WINTER MIRKO (DE)
Application Number:
PCT/DE2015/100447
Publication Date:
May 06, 2016
Filing Date:
October 25, 2015
Export Citation:
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Assignee:
WINTER MIRKO (DE)
International Classes:
B29B17/02; B02C2/10; B29B17/04
Domestic Patent References:
WO1993005883A11993-04-01
Foreign References:
EP0091982A21983-10-26
US5312052A1994-05-17
JP2003071839A2003-03-12
EP2288452A12011-03-02
JPH05337943A1993-12-21
EP0797496B11998-09-09
EP0443051A11991-08-28
JP2003071839A2003-03-12
DE102004017441A12005-10-27
EP1454673B12007-07-04
Attorney, Agent or Firm:
RUMRICH, Gabriele (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Vorrichtung zur Zerkleinerung von Faserverbundwerkstoffen, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (6) zum mechanischen Abrieb einer bettenden Matrix von Fasern vorhanden sind, wobei der mechanische Abrieb der bettenden Matrix von den Fasern durch eine Rotationsbewegung erfolgt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass diese zwei ineinander gelagerte rotationssymmetrische Elemente (1 , 2) aufweist, von denen wenigstens eines kegelförmig ausgebildet ist und von denen wenigstens eines um eine

Längsachse herum drehbar gelagert ist, wobei an einem Ende der

rotationssymmetrischen Elemente (1 , 2) eine Zuführöffnung (3) und am entgegen gesetzten Ende der rotationssymmetrischen Elemente (1 , 2) eine Austragsöffnung (4) angeordnet ist, und wobei der Abstand (5) zwischen den beiden

rotationssymmetrischen Elementen an der Austragsöffnung (4) schmaler ist, als an der Zuführöffnung (3).

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Austragsöffnung (4) und die Zuführöffnung (3) in dem Zwischenraum (5) zwischen den beiden

rotationssymmetrischen Elementen (1 , 2) und/oder als umfangseitige Öffnungen im äußeren (1) und/oder im inneren (2) rotationssymmetrischen Element angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Mittel (6) zum mechanischen Abrieb an wenigstens einem der beiden rotationssymmetrischen Elemente (1 , 2) auf der zum jeweils anderen

rotationssymmetrischen Element hin weisenden Fläche Erhebungen (6) angebracht sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebungen (6)

bevorzugt in Längsrichtung der rotationssymmetrischen Elemente (1 , 2) ausgerichtete Leisten oder Stäbe sind.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Variierung des Abstandes zwischen den beiden rotationssymmetrischen Elementen (1 , 2) die beiden rotationssymmetrischen Elemente (1 , 2) in Längsrichtung relativ zueinander verschiebbar sind.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der beiden rotationssymmetrischen Elemente (1 , 2) in einem Bereich (7) oberhalb der Austragsöffnung (4) perforiert ist.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden rotationssymmetrischen Elemente (1 , 2) in einem Gestell (8) schwenkbar in Bezug auf eine horizontale Ebene angeordnet sind.

9. Verfahren zur Zerkleinerung von Faserverbundwerkstoffen in einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei durch Mittel (6) ein mechanischer Abrieb einer bettenden Matrix von den Fasern (F) durch eine Rotationsbewegung erfolgt.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die folgenden Schritte durchgeführt werden:

a. Einbringen des Faserverbundwerkstoffes durch eine Zuführöffnung in einen Mahlspalt (5) der Vorrichtung, der zwischen zwei ineinander gelagerten rotationssymmetrischen Elementen (1 , 2) ausgebildet ist;

b. Versetzen von wenigstens einem rotationssymmetrischen Element (1 , 2) in eine Rotationsbewegung oder Versetzen beider rotationssymmetrischer Elemente (1 , 2) in eine relative Rotationsbewegung wodurch der Faserverbundwerkstoff in Matrixteilchen (M) und Fasern (F) aufgerieben wird und

entweder

c. Trennung von Matrixteilchen (M) und Fasern (F) des Faserverbundwerkstoffs durch Mittel (6) in der Vorrichtung,

oder

d. gemeinsames Ausführen von getrennt vorliegenden Matrixteilchen (M) und Fasern (F) über die Austragsöffnung (4) und nachgelagerte Separation von Matrixteilchen (M) und Fasern (F).

Description:
Vorrichtung und Verfahren zur Zerkleinerung von Faserverbundwerkstoffen

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Zerkleinerung und zum Recyceln von Faserverbundwerkstoffen.

Zur Auftrennung von Faserverbundwerkstoffen im Zuge von Entsorgung und Recycling sind dem Stand der Technik verschiedenste Methoden bekannt.

EP 0 797 496 B1 offenbart eine chemische Trennung von Faserverbundmaterialien, bei der durch die Einwirkung von Ozon die Fasern von der umgebenden Matrix gelöst werden.

Chemische Verfahren sind oftmals sehr aufwendig, die verwendeten Chemikalien meist teuer in der Anschaffung und Entsorgung und die gewonnenen Fasern und Matrixpartikel bedürfen einer umfangreichen Nachbehandlung bevor sie einer Weiterverwendung zugeführt werden können.

Die bisher bekannten mechanischen Trennverfahren zur Trennung von Matrixmaterial und Fasern beruhen meistens auf einem Aufbrechen der Faser-Kunststoff-Strukturen mittels Schredder, Walzen oder Pulverisator. Beispielsweise beschreibt die EP 0 443 051 A1 das mechanische Aufbrechen einer Glasfaser- Polyester-Verbundstruktur mittels Schlagwerk, welches bevorzugt eine Hammermühle ist. Auch in der WO 93/05883 wird eine Zerkleinerung von Faserverbundwerkstoffen mittels Hammermühle vorgeschlagen. Hier erfolgt eine anschließende Trennung von Fasern und Matrixteilchen mittels Sieb und Luftstrom.

In der JP 2003 071839 A wird der zu zerkleinernde Faserverbundwerkstoff zunächst geschreddert und anschließend mittels einer Siebmühle gemahlen und die enthaltenen Fasern und Matrixteilchen mittels eines Luftstromes aufgetrennt. In einer Siebmühle wird das Material üblicherweise fein gerieben und durch ein Sieb gedrückt. Ein Zerbrechen der Fasern kann hier nicht ausgeschlossen werden.

Eine Zerkleinerung durch Walzen wird beispielsweise in der DE 10 2004 017 441 A1 oder auch in der EP 1 454 673 B1 beschrieben. Bei den herkömmlichen mechanischen Trennverfahren kommt es zu einem Wegbrechen der Fasern, sodass diese nicht mehr unzerstört für die Wiederverwendung vorliegen. Vor allem häufig eingesetzte Glasfasern werden in hohem Maße zerbrochen oder verbogen. Durch den relativ hohen Marktpreis für die in Faserverbundwerkstoffen üblicherweise eingesetzten Fasern bringt eine erneute Verwendung der Fasern deutliche finanzielle Vorteile.

Aufgabe ist es daher, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, die die Fasern aus den Faserverbundwerkstoffen möglichst schonend löst, sodass sowohl die Fasern, als auch die bettende Matrix wieder einsetzbar sind.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale des 1. und 9. Patentanspruchs gelöst durch eine Vorrichtung zur Zerkleinerung von Faserverbundwerkstoffen wobei erfindungsgemäß in einem Behälter Mittel zum mechanischen Abrieb einer Matrix des Faserverbundwerkstoffs von den Fasern des Faserverbundwerkstoffs vorhanden sind, wobei der mechanische Abrieb der Matrix von den Fasern durch eine relative Rotationsbewegung erfolgt.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind in der erfindungsgemäßen Vorrichtung zwei ineinander gelagerte rotationssymmetrische Elemente enthalten, von denen wenigstens eines kegelförmig ausgebildet ist und von denen wenigstens eines um eine Längsachse herum drehbar gelagert ist, wobei an einem Ende der rotationssymmetrischen Elemente eine

Zuführöffnung und am entgegen gesetzten Ende der rotationssymmetrischen Elemente eine Austragsöffnung angeordnet ist, und der Abstand zwischen den beiden

rotationssymmetrischen Elementen an der Austragsöffnung schmaler ist, als an der

Zuführöffnung.

Bevorzugt wird eine Verjüngung des Abstandes zwischen den beiden rotationssymmetrischen Elementen von der Zuführöffnung hin zur Austragsöffnung durch unterschiedliche Kegelwinkel von äußerem und innerem rotationssymmetrischen Element erreicht. Durch die erfindungsgemäße Anordnung entsteht zwischen den beiden

rotationssymmetrischen Elementen ein Mahlspalt, in den die Faserverbundwerkstoffe (die vorher vorzerkleinert sein können) durch die Zuführöffnung eingebracht werden. Durch eine Rotation eines der beiden oder beider rotationssymmetrischer Elemente um ihre Längsache kommt es zu einem schonenden allmählichen Abreiben des Matrixmaterials von den Fasern. Dadurch, dass der Abstand zwischen den beiden rotationssymmetrischen Elementen an der Austragsöffnung schmaler ist, als an der Zuführöffnung, erfolgt einer feine Zermahlung des Mahlgutes im unteren Bereich, der Vorrichtung.

Vorzugsweise sind Austragsöffnung und Zuführöffnung direkt in dem Zwischenraum zwischen den beiden rotationssymmetrischen Elementen und/oder als umfangseitige Öffnungen im äußeren und/oder im inneren rotationssymmetrischen Element angeordnet.

Erfindungsgemäß sind in der Vorrichtung Mittel zum mechanischen Abrieb einer Matrix des Faserverbundmaterials von den Fasern vorhanden. In einer bevorzugten Ausführungsform sind diese Mittel an wenigstens einem der beiden rotationssymmetrischen Elemente auf der zum jeweils anderen rotationssymmetrischen Element hin weisenden Fläche als Erhebungen ausgebildet. Vorzugsweise sind die Erhebungen Leisten oder Stäbe, die bevorzugt in

Längsrichtung der rotationssymmetrischen Elemente ausgerichtet sind. Ebenfalls möglich ist die Ausbildung der genannten Mittel als Halbkugeln an den Wänden der

rotationssymmetrischen Elemente.

Das über die Zuführöffnung eingebrachte Material ( welches vorzerkleinert sein kann) wird somit durch„entlangreiben" an den Erhebungen der Vorrichtung weiter zerkleinert bzw. der Kunststoff (die Matrix) allmählich aufgerieben und dabei von den Fasern entfernt und das zerkleinerte bzw. teilweise zerkleinerte Material in Richtung zur Austragsöffnung verbracht und durch den sich reduzierenden Mahlspalt immer weiter zerkleinert bzw. die Matrix / der Kunststoff, in den de Fasern eingebettet sind, von den Fasern immer mehr abgerieben.

Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Mittel zum mechanischen Abrieb kommt es vorteilhafter Weise nicht zu einem Aufbrechen und Zerreiben der Fasern, sondern vielmehr zu einem schonenden Abrieb der Matrix / des Kunststoffs von den Fasern, was eine Wiederverwendung sowohl der Fasern als auch der Matrix- Partikel ermöglicht.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die beiden rotationssymmetrischen Elemente in Längsrichtung relativ zueinander verschiebbar. Auf diese Weise kann der

Abstand zwischen den beiden rotationssymmetrischen Elementen variiert und je nach den Materialeigenschaften des zu trennenden Faserverbundwerkstoffes individuell eingestellt werden. ln einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist zumindest einer der beiden rotationssymmetrischen Elemente in einem Bereich oberhalb der Austragsöffnung perforiert. Die Perforation wird dabei in einer Größe gewählt, die zwar den abgetrennten Matrixteilchen, jedoch nicht den abgetrennten Fasern einen Durchgang ermöglicht. Bevorzugt werden die Matrixteilchen mittels einer externen Saugvorrichtung durch die Perforation aus dem Bereich zwischen den beiden rotationssymmetrischen Elementen entfernt. Alternativ erfolgt ein einfaches Absieben der Matrixteilchen.

Wenn eine solche Perforation nicht vorhanden ist, so treten Fasern und Matrixteilchen in getrennter Form aber gleichzeitig aus der Austragsöffnung aus. In diesem Fall ist ein nachgeordnetes Trennverfahren, beispielsweise durch Wndsichtung nötig.

In einer bevorzugten Ausgestaltung sind die beiden rotationssymmetrischen Elemente in einem Gestell schwenkbar im Bezug auf eine horizontale Ebene angeordnet.

Vorteilhafterweise ist die Vorrichtung in einem Wnkel von 0° bis 45° schwenkbar angeordnet. Auf diese Weise kann die Durchlaufgeschwindigkeit des Mahlgutes von der Zuführöffnung zur Austragsöffnung variiert werden.

Vorzugsweise liegt die Austragsöffnung höhenmäßig unterhalb der Zuführöffnung, so dass das zerkleinerte Faserverbundmaterial im Mahlspalt durch die Schwerkraft nach unten in Richtung zur Austragsöffnung transportiert wird.

Die Erfindung liefert die Möglichkeit eines besonders effektiven Recycelns von

Faserverbundwerkstoffen. Die Fasern werden nicht wie in bekannten Methoden zerschlagen, zerbrochen oder verbogen, sondern vielmehr wird die bettende Matrix schonend von den Fasern abgerieben. Durch diesen schonenden Abrieb ist nicht nur eine Wederverwendung der abgelösten Matrixpartikel, sondern auch von deutlich mehr unzerstörten Fasern als nach gängigen Methoden möglich. Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung ist es möglich, bis zu 90 % der Fasern, welche frei von Matrixpartikeln sind, zurück zu gewinnen. Mit gängigen Methoden ist es bisher nicht möglich, Faserückgewinnung ohne Änderung der

Fasereigenschaften zu realisieren.

Ebenfalls erfindungsgemäß ist ein Verfahren zur Zerkleinerung von Faserverbundwerkstoffen in der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Dabei wird zu zerkleinerndes Material durch die Zuführöffnung in die erfindungsgemäße Vorrichtung eingebracht. Bevorzugt wird bereits vorzerkleinertes Material eingebracht. Anschließend wird das zu zerkleinernde Material im Mahlspalt durch eine relative Rotationsbewegung der beiden rotationssymmetrischen

Elemente zermahlen, wobei ein schonender Abrieb der Matixpartikel von den Fasern unter möglichst geringer Beanspruchung der Fasern erfolgt. Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles sowie dazugehöriger Figuren beschrieben, ohne dabei auf diese beschränkt zu sein. Es zeigen: eine Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen äußeren

rotationssymmetrischen Elementes in dem Bereich, welcher Mittel zum mechanischen Abrieb enthält,

eine Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen äußeren

rotationssymmetrischen Elementes in dem Bereich, welcher eine Perforation enthält,

eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen inneren

rotationssymmetrischen Elementes,

eine Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen inneren rotationssymmetrischen Elementes,

eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung im Querschnitt,

eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einem Gestell angeordnet,

eine Prinzipdarstellung der Winkel der Vorrichtung,

eine Prinzipdarstellung der Mittel 6.

Figur 1 zeigt eine Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen äußeren

rotationssymmetrischen Elementes 1 in einem ersten Bereich 1A, welcher Mittel zum mechanischen Abrieb 6 enthält. Dabei sind auf der Innenseite des äußeren

rotationssymmetrischen Elementes 1 (nachfolgend als Außenmantel bezeichnet) in Richtung zur Längsachse A1 Mittel zum mechanischen Abrieb vorhanden, welche hier in Form von Leisten 6 ausgebildet sind. Diese Leisten 6 sind bevorzugt über den gesamten Umfang des rotationssymmetrischen Elementes 1 verteilt insbesondere in gleichen Abständen angeordnet. Die Leisten 6 werden mittels Halterungen 6.1 an den Endbereichen und dazwischen an der Innenseite des Außenmantels befestigt. Mittels mehrerer Halterungen 1.1 am Außenbereich wird der Außenmantel 1 an einem hier nicht dargestellten Gestell befestigt bzw.

aufgenommen. Der Außenmantel 1 ist im Wesentlichen kegelförmig ausgebildet, wobei an der Seite 1A' des ersten Bereiches 1A, welche den kleinsten Durchmesser aufweist (in der Abbildungsebene unten) ein zweiter Bereich 1 B des Außenmantels 1 , welcher einen perforierten Bereich aufweist (siehe Figur 2), angebracht wird. ln Figur 2 ist eine dreidimensionale Teil-Schnittdarstellung eines zweiten Bereiches 1 B in Form eines Austragsbereiches des erfindungsgemäßen Außenmantels 1 dargestellt, welcher in einem Umfangsbereich eine Perforation 7 enthält,. Dieser Austragsbereich 1 B des

Außenmantels 1 wird mit der Seite 1 B', an welcher er den größten Durchmesser aufweist (in der Abbildungsebene oben) an den in Figur 1 dargestellten Teil des Außenmantels 1 , welcher die Mittel zum mechanischen Abrieb 6 aufweist, an der Seite 1' mit dem kleinsten

Durchmesser angebracht.

Das äußere rotationssymmetrische Element 1 - der Außenmantel 1 ist somit aus dem ersten Bereich 1A, der an der Innenseite die Leisten 6 enthält und aus dem zweiten Bereich 1 B = Austragsbereich, der die Perforation 7 enthält zusammengesetzt.

Der erste Bereich 1 A und der zweite Bereich 1 B, weisen bevorzugt den gleichen Kegelwinkel auf.

Aus Figur 3 ist eine schematische dreidimensionale Darstellung und aus Figur 4 eine

Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen inneren rotationssymmetrischen Elementes 2 ersichtlich. Auch am inneren rotationssymmetrischen Element 2 sind in einem ersten Bereich 2A Leisten 6 als Mittel zum mechanischen Abrieb vorhanden, jedoch am Außenumfang. Wie die Leisten 6 am äußeren rotationssymmetrischen Element / Außenmantel 1 , können auch die Leisten 6 des inneren rotationssymmetrischen Elementes über den gesamten Umfang, insbesondere in gleiche Abständen angeordnet, verteilt vorliegen, wobei sie sich entlang der Längsachse A2 des inneren rotationssymmetrischen Elements 2 erstrecken. Die Leisten 6 werden ebenfalls mittels Halterungen 6.1 am inneren rotationssymmetrischen Element 2 befestigt, jedoch am Außenumfang. In einem zweiten Bereich 2B, welcher mit der Perforation des äußeren rotationssymmetrischen Elementes 1 korrespondiert, weist das innere rotationssymmetrische Element 2 keine Mittel zum mechanischen Abrieb 6 auf. eines erfindungsgemäßen inneren rotationssymmetrischen Elementes. Der erste Bereich 2A des inneren rotationssymmetrischen Elements 2 ist ebenfalls kegelförmig ausgebildet, weist aber einen kleineren Kegelwinkel als der Außenmantel 1 auf. Der zweite Bereich 2B ist auch kegelförmig ausgebildet, wobei der Kegelwinkel des zweiten Bereiches 2B im Wesentlichen dem Kegelwinkel des Außenmantels entspricht.

Das zweite rotationssymmetrische Element 2 ist mit einer durch dieses führende Drehwelle W drehfest verbunden, die an beiden Enden das innere rotationssymmetrische Element überragt und an diesen beiden Enden drehbar gelagert ist. Die Welle W wird mittels eine nicht dargestellten Antriebes rotatorisch angetrieben. In Figur 5 wird eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung im Querschnitt gezeigt. Während das äußere rotationssymmetrische Element = Außenmantel 1 mittels Halterungen 1.1 in einem Gestell 8 drehfest gelagert ist, ist das innere

rotationssymmetrische Element 2 mittels der Welle W drehbar um seine Längsachse A2 gelagert. Die Längsachsen A1 und A2 fluchten dabei. Die Welle W wird durch einen hier nicht dargestellten Antriebsmotor ggf. unter Verwendung eines Getriebes angetrieben. Zwischen dem äußeren 1 und dem inneren rotationssymmetrischen Element 2 bildet sich ein Mahlspalt 5, in den der zu zerkleinernde Faserverbundwerkstoff über die Zuführöffnung 3 eingebracht wird. Sowohl am inneren 2 als auch am äußeren rotationssymmetrischen Element 1 befinden sich in Längsrichtung verlaufende Leisten 6, die in entsprechenden Halterungen 6.1 befestigt sind. An beiden rotationssymmetrischen Elementen verlaufen die Leisten 6 über den gesamten Umfang (bei dem Außenmantel 1 am Innenumfang und bei den Inneren Element 2 am Außenumfang) und sind in Figur 3 nur angedeutet. Durch die Rotationsbewegung des inneren rotationssymmetrischen Elementes werden die im Mahlspalt 5 vorliegenden

Faserverbundwerkstoffe schonend zerrieben. Die Drehzahl des inneren

rotationssymmetrischen Elements 2 liegt dabei bevorzugt nur zwischen 2 bis 20 U/min. Die nun getrennt vorliegenden Fasern und Matrixteilchen treten in den Austragsbereich 1 B mit dem perforierten Bereich 7 ein, in dem das äußere rotationssymmetrische Element 1 perforiert ist, d.h. eine Vielzahl von Durchbrüchen aufweist . Die Perforation 7 ist dabei in einer Größe gewählt, durch die die Matrixteilchen, jedoch nicht die Fasern passieren können. Mittels einer nicht dargestellten Absaugvorrichtung werden die Matrixteilchen M durch die Perforation 7 aus dem Mahlspalt 5 entfernt bzw. abgesaugt, was durch die vielen Pfeile mit Durchgangslinien dargestellt ist,. Die nicht abgesaugten Fasern F verlassen den Mahlspalt 5 durch die

Austragsöffnung 4 und gelangen in einen Austragsschacht S, was durch den fetten

gestrichelten Pfeil angedeutet ist. Sowohl Fasern F als auch Matrixteilchen M können im Anschluss einer weiteren Verwertung zugeführt werden.

Zur Einstellung des Mahlspaltes 5 kann das innere rotationssymmetrische Element 2 entlang seiner Längsachse A2 verstellt werden. Wrd es in Richtung zur Austragsöffnung 4 verstellt, wird der Mahlspalt 5 kleiner, wird es in Richtung zur Zuführöffnung 3 verstellt wird der

Mahlspalt 5 größer. Die Verstellbarkeit wird durch den fetten Doppelpfeil angedeutet.

In Figur 6 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung in einem Gestell angeordnet schematisch dargestellt. Das äußere rotationssymmetrische Element 1 und das innere

rotationssymmetrische Element 2 sind dabei schwenkbar im Gestell 8 gelagert, so dass die zueinander fluchtenden Längsachsen A1 , A2 während der Zerkleinerungsvorgangs entweder horizontal ausgerichtet oder bis zu einem Neigungswinkel γ von ca. 45° geneigt sind. Das Schwenken wird ermöglicht, durch ein Mittel zum Schwenken 10, welches beispielsweise hydraulisch angetrieben sein kann. Zur erleichterten Einfuhr des Faserverbundwerkstoffes und Austragung des aufgetrennten Materials kann ein Hilfsmittel wie etwa ein Zuführkanal 9 am Gestell in der Nähe der Zuführöffnung bzw. ein hier nicht dargestellter Austragsschacht in der Nähe der Austragungsöffnung angebracht sein. Der perforierte Bereich 7, an den sich eine nicht dargestellte Absaugung anschließt, weist bevorzugt nach unten.

Verfahrensgemäß wird durch den oben liegende Zuführkanal 9 der zu zerkleinernde

Faserverbundwerkstoff eingebracht, der optional vorzerkleinert vorliegen kann. Durch die Schwerkraft sinkt das zu zerkleinernde Material im Mahlspalt 5 nach unten, wo sich der

Mahlspalt 5 durch die Kegelform des Außenmantels und des inneren rotationssymmetrischen Elements mehr und mehr verjüngt. Durch eine relative Rotationsbewegung der beiden rotationssymmetrischen Elemente 1 , 2 wird die Matrix des Faserverbundwerkstoffes zwischen den an den rotationssymmetrischen Elementen vorhandenen Leisten, schonend von den Fasern abgerieben. Die so zerkleinerten Teile sinken nach unten in den engeren Bereich des Mahlspaltes 5 wo es zu einem weiteren Abreiben der an den Fasern verbliebenen

Matrixteilchen kommt. Im unteren Bereich des Mahlspaltes 5 erreichen die Fasern und die abgeriebenen Matrixteilchen einen Bereich 7, in welchem das äußere rotationssymmetrische Element 1 perforiert ist. Die abgeriebenen Matrixteilchen werden durch die Perforation 7 abgetrennt / abgesaugt, während die verbleibenden Fasern im Mahlspalt 5 weiter nach unten wandern und die erfindungsgemäße Vorrichtung schließlich durch die Austragungsöffnung 4 verlassen. Wenn kein perforierter Bereich 7 vorhanden ist, verlassen Matrixteilchen und Fasern die erfindungsgemäße Vorrichtung in getrennt vorliegender Form gemeinsam durch die Austragungsöffnung 4 und den Austragsschacht S.

Die Figur 7 zeigt eine Prinzipdarstellung des Außenmantels 1 und des inneren

rotationssymmetrischen Elements 2 mit den Kegelwinkeln.

Der Außenmantel 1 wird aus dem ersten Bereich 1A und dem zweiten Bereich 1 B gebildet, die beide einen ersten Kegelwinkel a1 aufweisen, der zwischen 20 und 30° liegt. Das innere rotationssymmetrische Element 2, welches über die Welle W und einen nicht dargestellten

Antrieb in Rotation versetzt wird, weist einen ersten Bereich 2A und einen zweiten Bereich 2B auf. Der erste Bereich 2A weist einen zweiten Kegelwinkel a2 auf, der kleiner als a1 ist und bevorzugt zwischen 7 und 15° liegt. Der zweite Bereich 2B ist mit einem dritten Kegelwinkel a2.1 versehen, der im Wesentlichen dem ersten Kegelwinkel a1 entspricht. Der erste Bereich 1A des Außenmantels 1 ist an seinem Innendurchmesser und der erste Bereich 2A des inneren rotationssymmetrischen Elements 2 an seinem Außendurchmesser mit hier nicht dargestellten Erhebungen/Leisten versehen.

Der zweite Bereich 1 B des Außenmantels ist in dem nach unten weisenden Bereich mit einer Perforation 7 versehen und der zweite Bereich 2B des inneren rotationssymmetrischen Elements 2 fluchtet zumindest bereichsweise mit dem zweiten Bereich 1A.

Die zweiten Bereiche 1 B, 2B sind an ihren aufeinander zuweisenden Seiten im Wesentlichen glatt ausgebildet.

Zwischen dem ersten und dem zweiten rotationssymmetrischen Element 1 , 2 ist ein Mahlspalt 5 vorhanden. Die zermahlenden Matrixteilchen M werden durch die Perforation mittels einer nicht dargestellten Absaugung abgesaugt und die Fasern F über die Austragsöffnung 4 ausgetragen.

Der Abstand zwischen den hier nicht dargestellten Stäben / Mitteln des Außenmantels und den Stäben / Mitteln des inneren rotationssymmetrischen Elements bestimmt den Malspalt 5 und wird in Richtung zur Austragsöffnung 4 immer kleiner. Der für das zu zerkleinernde

Faserverbundmaterial günstigste Mahlspalt 5 kann durch Referenzversuche ermittelt werden. Günstig ist dabei, dass das innere rotationssymmetrische Element entlang seiner Längsachse A2 relativ zum Außenmantel 1 verstellt werden kann, was durch den dicken Doppelpfeil dargestellt ist. Durch diese Verstellung wird bedingt durch die Kegelform von Außenmantel 1 und innerem rotationssymmetrischen Element 2 der Mahlspalt 5 einfach vergrößert, wenn das innere rotationssymmetrische Element 2 in Richtung zum Zuführkanal 9 verstellt wird und kleiner, wenn das innere rotationssymmetrische Element in Richtung zur Austragsöffnung 4 verstellt wird. Die Austragsöffnung 4 ist verschlossen, wenn der nicht bezeichnete

Außendurchmesser des zweiten Bereichs 2B des inneren rotationssymmetrischen Elements 1 am nicht bezeichneten Innendurchmesser des zweiten Bereichs 1 B des Außenmantels 1 anliegt.

In Figur 8 wird eine Prinzipskizze der Anordnung und Ausbildung der Mittel zum

mechanischen Abrieb 6 dargestellt. Die Mittel 6 sind hier in Form von runden Stäben ausgebildet. Die Stäbe /Mittel 6 weisen abwechselnd einen kleinen und einen großen

Durchmesser auf. Der kleinere Durchmesser liegt bevorzugt zwischen 3 und 15 mm, der große Durchmesser zwischen 5 und 30 mm. Es können jedoch auch Stäbe mit größeren oder kleineren Durchmessern verwendet werden. Die Stäbe/Mittel 6 des Außenmantels sind beispielsweise an ihrem oberen Ende auf einem ersten Teilkreis T1 und die Stäbe/Mittel 6 des inneren rotationssymmetrischen Elements beispielsweise an ihrem oberen Ende auf einem kleineren zweiten Teilkreis T2 befestigt, so dass die Mitte jedes Stabes (Mittel 6) auf dem entsprechenden Teilkreis T1 , T2 liegt. Dadurch ergeben sich Höhenunterschiede, zwischen denen das zu zerkleinernde Material aus Matrixteichen M und Fasern F bei der

Rotationsbewegung des inneren rotationssymmetrischen Elements entlang gefördert und zerrieben/zermahlen wird. Der Durchmesserunterschied der Stäbe, der für ein bestimmtes Material am günstigsten ist, kann durch Vorversuche bestimmt werden,

Die separierten und ausgetragenen Fasern können F dann als hochwertiger Rohstoff wieder zur Herstellung von faserverstärkten Kunststoffen eingesetzt werden.

Auch die aus Kunststoff bestehenden Matrixteilchen M können wieder verwertet werden.

Bezugszeichenliste

1 äußeres rotationssymmetrisches Element - Außenmantel 1.1 Halterung für das äußere rotationssymmetrische Element 1A erster Bereich mit Mitteln zum mechanischen Abrieb

1A' Seite des Außenmantels mit dem kleinsten Durchmesser

1 B zweiter Bereich = Austragsbereich mit Perforation

1 B' Seite des Austragsbereichs mit dem größten Durchmesser

2 inneres rotationssymmetrisches Element

2A erster Bereich mit Mitteln zum mechanischen Abrieb

2B zweiter Bereich

3 Zuführöffnung

4 Austragsöffnung

5 Mahlspalt

6 Mittel zum mechanischen Abrieb / Erhebungen / Leisten 6.1 Halterung für die Mittel zum mechanischen Abrieb

7 perforierter Bereich

8 Gestell

9 Zuführkanal zur Einfuhr des Materials

10 Mittel zum Schwenken der erfindungsgemäßen Vorrichtung

A1 Längsachse Außenmantel

A2 Längsachse inneres rotationssymmetrisches Element

M Matrixteichen

F Fasern

S Austragsschacht

W Welle

a1 erster Kegelwinkel

a2 zweiter Kegelwinkel

a2.1 dritter Kegelwinkel

γ Neigungswinkel