(57)【要約】  本発明は、高電圧放電を用いて材料ピース（１）を破片化および／または弱化する方法に関する。この方法によれば、材料ピース（１）は、処理液（５）内に浸漬されて、高電圧パルスが印加される複数の高電圧電極（３）から成るマトリックス（２）のそばを通過し、これによって、マトリックス（２）のそばにおける材料ピースの通過中に材料ピースを貫く高電圧衝撃が生じる。高電圧電極（３）は、互いに無関係に独立して、材料ピース（１）の通過方向（Ｓ，Ｓ２）に対してほぼ垂直に延びる移動軸線（Ｘ）に沿って移動可能であり、かつ材料ピース（１）の通過中および高電圧衝撃の発生中に、高電圧電極がそれぞれ材料ピース（１）の輪郭に特定の間隔をもって追従するように、かつ処理液（５）内に浸漬しているように移動される。本発明に係る方法によって、種々様々な形状を有する大きな材料ピース（１）を、簡単にかつ面倒な予備粉砕なしに破片化および／または弱化することができる。
2018507778.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高電圧放電を用いて材料ピース（１）を破片化および／または弱化する方法であって、
ａ）互いに無関係に独立して、特に平行な、特に鉛直方向に方向付けられた、移動軸線（Ｘ）に沿って移動可能であり、かつそれぞれ１つの共通の、またはそれぞれ１つの固有の高電圧発生器（４）に対応配置されており、該高電圧発生器（４）を用いて高電圧パルスが印加され得る、複数の高電圧電極（３）から成るマトリックス（２）を準備するステップと、
ｂ）処理液（５）内に浸漬された、破片化および／または弱化すべき前記材料ピース（１）を準備するステップと、
ｃ）前記高電圧電極（３）の前記移動軸線（Ｘ）に対して角度を成して、特にほぼ垂直に延びる方向において、前記高電圧電極（３）から成る前記マトリックス（２）のそばを、前記材料ピース（１）を通過させるステップと、
ｄ）前記高電圧電極（３）から成る前記マトリックス（２）のそばを、前記材料ピース（１）を通過させる間に、前記高電圧電極（３）に高電圧パルスを印加することによって、前記材料ピース（１）を貫通する高電圧衝撃を発生させるステップと、
を有し、
前記高電圧電極（３）から成る前記マトリックス（２）のそばにおける前記材料ピース（１）の通過中および前記材料ピースを貫通する前記高電圧衝撃の発生中に、前記高電圧電極（３）をそれぞれ該高電圧電極の前記移動軸線（Ｘ）に沿って移動させ、前記高電圧電極（３）がそれぞれ前記材料ピース（１）の輪郭に特定の間隔をもって追従するように、または前記材料ピース（１）の表面と接触しながら該材料ピース（１）の輪郭に追従するようにし、かつ前記高電圧電極（３）を前記処理液（５）内に浸漬させておくようにする、
高電圧放電を用いて材料ピース（１）を破片化および／または弱化する方法。
【請求項２】
前記材料ピース（１）を、前記高電圧電極（３）から成る前記マトリックス（２）のそばを通過させるために、ほぼ水平方向において通過させ、特に水平方向において移動させる、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記材料ピース（１）を、搬送装置（６）を用いて、特にコンベヤベルト（６）またはコンベヤチェーンを用いて、前記高電圧電極（３）から成る前記マトリックス（２）のそばを通過させる、請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記搬送装置は、前記高電圧電極に対する対向電極として働き、前記高電圧電極への高電圧パルスの印加によって、前記高電圧電極と前記コンベヤベルトとの間における高電圧衝撃を、前記材料ピースを通して発生させる、請求項３記載の方法。
【請求項５】
前記高電圧電極（３）のそれぞれに、少なくとも１つの固有の対向電極（７）が対応配置されており、該対向電極（７）は、前記各高電圧電極（３）と一緒に前記移動軸線（Ｘ）に沿って移動され、かつ前記各高電圧電極（３）に対して次のように、すなわち、前記各高電圧電極（３）への高電圧パルスの印加によって、前記高電圧電極（３）と前記対向電極（７）との間における高電圧衝撃が、前記材料ピース（１）を通して生じるように配置されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項６】
前記高電圧電極（３）のそれぞれに、固有の高電圧発生器（４）が対応配置されており、該高電圧発生器（４）を用いて前記高電圧電極（３）のそれぞれに、他の高電圧電極（３）とは無関係に前記高電圧パルスが印加される、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
【請求項７】
前記高電圧発生器（４）は、それぞれ前記高電圧電極（３）に不動に結合されており、該高電圧電極（３）と一緒に前記移動軸線（Ｘ）に沿って移動させられる、請求項６記載の方法。
【請求項８】
前記材料ピース（１）の輪郭に対する前記各高電圧電極（３）の間隔を、連続的に、特に無接触式に測定し、前記高電圧電極（３）を、測定された間隔が特定の目標間隔に相当するように、前記移動軸線（Ｘ）に沿って移動させる、請求項１から７までのいずれか１項記載の方法。
【請求項９】
前記各高電圧電極（３）のために、連続的に、特に無接触式に、前記材料ピース（１）が各高電圧電極（３）に対する特定の間隔範囲内に位置しているか否かを検査し、前記検査が、前記材料ピース（１）が前記間隔範囲内に位置していることを示した場合にだけ、前記各高電圧電極（３）に前記高電圧パルスを印加する、請求項１から８までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１０】
通過方向（Ｓ）において、該通過方向（Ｓ）における前記高電圧電極（３）から成るマトリックス（２）の長さよりも大きい、特に数倍大きい長さを有する前記材料ピース（１）を破片化および／または弱化する、請求項１から９までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１１】
前記材料ピース（１）は、繊維複合材料、特にガラス繊維強化プラスチックまたは炭素繊維強化プラスチックから成る部材またはこのような部材の一部である、請求項１から１０までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１２】
前記材料ピース（１）の材料を、前記高電圧電極（３）から成る前記マトリックス（２）のそばを前記材料ピース（１）が通過する際に、前記マトリックス（２）の前記高電圧電極（３）の少なくとも一部を用いた高電圧衝撃の印加によって弱化し、弱化された材料を、該材料を変形させながら変向させ、特に前記材料が次いでほぼ水平方向においてさらに案内されるようにし、変向されかつ弱化された前記材料を、前記高電圧衝撃のさらなる印加によって破片化する、請求項１０を引用する請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
前記材料の破片化のための、変向されかつ弱化された前記材料への前記高電圧衝撃のさらなる印加を、同様に前記マトリックス（２）の前記高電圧電極（３）の一部を用いて行う、請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
前記材料ピース（１）を、前記高電圧電極（３）から成る前記マトリックス（２）の、下方に向かって傾けられた移動方向（Ｓ１）で供給し、前記材料ピース（１）の前記材料を、前記高電圧電極（３）から成る前記マトリックス（２）のそばを通過する際に、前記マトリックス（２）の前記高電圧電極（３）の少なくとも一部を用いた前記高電圧衝撃の印加による弱化後に、前記材料を変形させながら変向させ、前記材料を変向後に、下方に向かって僅かに傾けられた移動方向（Ｓ２）で、特にほぼ水平な移動方向で、さらに案内する、請求項１２または１３記載の方法。
【請求項１５】
前記変向を、前記搬送装置（６）を用いて実施する、請求項３を引用する請求項１２から１４までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１６】
前記繊維複合材料を、プラスチック部分（８）が繊維（９）から分離されるように破片化し、かつ特に、次いで前記繊維（９）を、前記プラスチック部分（８）からの分離によって完全にまたは部分的に分離させる、請求項１１から１５までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１７】
請求項１から１６までのいずれか１項記載の方法を実施する装置であって、複数の高電圧電極（３）から成るマトリックス（２）を有しており、前記高電圧電極（３）は、互いに無関係に独立して、特に平行な、特に鉛直方向に方向付けられた移動軸線（Ｘ）に沿って移動可能である、方法を実施する装置。
【請求項１８】
前記高電圧電極（３）のそれぞれに、固有の高電圧発生器（４）が対応配置されており、該高電圧発生器（４）を用いて前記高電圧電極（３）のそれぞれに、他の高電圧電極（３）とは無関係に高電圧パルスが印加可能である、請求項１７記載の装置。
【請求項１９】
前記高電圧発生器（４）は、それぞれ前記高電圧電極（３）に不動に結合されており、該高電圧電極（３）と一緒に前記移動軸線（Ｘ）に沿って移動可能である、請求項１８記載の装置。
【請求項２０】
さらに機械制御装置が設けられており、該機械制御装置を用いて、規定通りの運転において、前記高電圧電極（３）から成る前記マトリックス（２）のそばにおける前記材料ピース（１）の通過中および前記材料ピース（１）を貫通する高電圧衝撃の発生中に、前記高電圧電極（３）は自動的に該高電圧電極（３）の移動軸線（Ｘ）に沿って移動されることができ、前記高電圧電極（３）はそれぞれ、前記材料ピース（１）の輪郭に特定の間隔をもって追従するかまたはそれぞれ前記材料ピース（１）の表面に接触して前記材料ピース（１）の輪郭に追従するようになっている、請求項１７から１９までのいずれか１項記載の装置。
【請求項２１】
前記機械制御装置は、規定通りの運転において前記材料ピース（１）が前記高電圧電極（３）から成る前記マトリックス（２）のそばを通過する間に前記高電圧電極（３）のそれぞれに対して、前記材料ピース（１）が前記高電圧電極（３）のそれぞれに対して特定の間隔範囲内に位置しているか否かを連続的に検査するように、かつこの検査から、前記材料ピース（１）が前記間隔範囲内に位置することが判明した場合にのみ、前記高電圧電極（３）のそれぞれに高電圧パルスを印加するように形成されている、請求項２０記載の装置。
【請求項２２】
さらに、特にコンベヤベルト（６）またはコンベヤチェーンとして形成された搬送装置（６）が設けられており、該搬送装置（６）は、処理液（５）を満たされた槽（１０）内に配置されており、前記搬送装置（６）を用いて、破片化および／または弱化すべき前記材料ピース（１）を、前記処理液（５）内に浸漬させて、規定通り、前記高電圧電極（３）から成る前記マトリックス（２）のそばを、前記高電圧電極（３）の移動軸線（Ｘ）に対してほぼ垂直に延びる方向（Ｓ，Ｓ２）において通過させることができる、請求項１７から２１までのいずれか１項記載の装置。
【請求項２３】
さらに、特にローラランプ（１１）として形成された供給装置（１１）が設けられており、該供給装置（１１）を用いて、破片化および／または弱化すべき前記材料ピース（１）は、下方に向かって傾けられた供給方向（Ｓ１）で、前記搬送装置（６）と前記高電圧電極（３）から成る前記マトリックス（２）との間に形成された領域内に供給可能である、請求項２２記載の装置。
【請求項２４】
前記供給装置（１１）の前記供給方向（Ｓ１）は、鉛直平面において、前記搬送装置（６）の前記搬送方向（Ｓ２）に対して角度を成して、特に１５°よりも大きな角度を成して延びている、請求項２３記載の装置。
【請求項２５】
さらに、特に１つまたは複数の圧着ローラを備えた押さえ装置（１２）が設けられており、該押さえ装置（１２）を用いて、破片化および／または弱化すべき前記材料ピース（１）は、供給中に前記供給装置（１１）からの持ち上がりを防止され、前記材料ピース（１）は、前記搬送装置（６）と前記高電圧電極（３）から成る前記マトリックス（２）との間に形成された領域を完全に通過するために、該領域において前記搬送装置（６）による変向によって変形されるようになっている、請求項２３または２４記載の装置。
【請求項２６】
前記搬送装置は、規定通りの運転において、前記高電圧電極に対する対向電極として働き、前記高電圧電極への高電圧パルスの印加によって、前記高電圧電極と前記コンベヤベルトとの間における高電圧衝撃が、破片化および／または弱化すべき前記材料ピースを通して発生可能である、請求項２２から２５までのいずれか１項記載の装置。
【請求項２７】
前記高電圧電極（３）のそれぞれに、１つの固有の対向電極（７）が対応配置されており、該対向電極（７）は、前記各高電圧電極（３）と一緒に前記移動軸線（Ｘ）に沿って移動可能であり、かつ前記各高電圧電極（３）に対して、規定通りの運転において、前記各高電圧電極（３）への高電圧パルスの印加によって、前記高電圧電極（３）と該高電圧電極（３）に対応配置された前記対向電極（７）との間における高電圧衝撃が、破片化および／または弱化すべき前記材料ピース（１）を通して発生可能であるように配置されている、請求項１７から２５までのいずれか１項記載の装置。
【請求項２８】
さらに、前記搬送装置（６）の搬送方向（Ｓ，Ｓ２）で見て、前記高電圧電極（３）から成る前記マトリックス（２）の下流側に配置された、繊維状の破片化物（９）と粒子状の破片化物（８）とを分離する分離装置（１３）が設けられている、請求項１７から２７までのいずれか１項記載の装置。
【請求項２９】
前記高電圧電極（３）から成る前記マトリックス（２）は、前記材料ピース（１）の規定通りの通過方向（Ｓ）で見て相前後して配置された複数列の高電圧電極（３）から形成されており、直接相前後して位置している列において、前記高電圧電極（３）はそれぞれ互いにずらされて配置されている、請求項１７から２８までのいずれか１項記載の装置。
【請求項３０】
繊維複合材料、特にガラス繊維強化プラスチックまたは炭素繊維強化プラスチックを破片化および／または弱化する、請求項１７から２９までのいずれか１項記載の装置の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、独立請求項の前提部に記載した、高電圧放電を用いて材料ピースを破片化および／または弱化する方法、この方法を実施する装置、および繊維複合材料を破片化および／または弱化する装置の使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
種々様々な材料を、パルス状の高電圧放電を用いて破砕すること、または種々様々な材料を、次いで行われる機械的な破砕処理においてより簡単に破砕できるように弱化することは、従来技術に基づいて公知である。
【０００３】
この技術は、例えば鉱石または宝石を得るための鉱物のような脆弱な材料を破砕するための原料獲得時に使用されるのみならず、今日益々他の技術分野においても、例えば半導体工業において生シリコンバーを破砕するために、または材料の回収を目的とした電子屑を破砕するために使用される。
【０００４】
基本的にこの方法は、例えばスキー板、スノーボード、ボディパーツ、風力発電用の羽根等のような複合材料から成る構成エレメントおよび腐食しにくい対象物のリサイクルのためにも特に適している。しかしながら、この場合における問題は、今日使用可能な高電圧式破片化設備では、処理すべき材料の特定のピースサイズが望まれていることにあり、このようなピースサイズは、このような対象物の特性および多様性に基づいて、作業が大変な個々の予備破砕によってしか得ることができない。このことは、高いコストに結び付き、かつこのような対象物のリサイクル時にこのような技術を工業的に使用することの妨げとなっていた。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ゆえに、本発明の課題は、例えば例えばスキー板、スノーボード、ボディパーツ、風力発電用の羽根のような大きな材料ピースをも、面倒なまたは高価な予備破砕なしに処理することができる、高電圧放電を用いて材料ピースを破片化および／または弱化する方法および装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この課題は、独立請求項の対象によって解決される。
【０００７】
すなわち、本発明の第１の態様は、高電圧放電を用いて材料ピースを破片化および／または弱化する方法に関する。本発明に係る方法によれば、破片化および／または弱化すべき材料ピースが、処理液内に浸漬され、複数の高電圧電極から成るマトリックスのそばを通過し、これらの高電圧電極には、１つまたは複数の高電圧発生器によって高電圧パルスが印加され、これによって、高電圧電極から成るマトリックスのそばを材料ピースが通過する間に、材料ピースを貫通する高電圧衝撃が生じる。マトリックスの高電圧電極は、互いに無関係に独立して、ワークピースの通過方向に対して角度を成して、好ましくはこの通過方向に対してほぼ垂直に延びる、好ましくは互いに平行に延びる移動軸線に沿って、移動可能であり、かつマトリックスのそばにおける材料ピースに通過中および材料ピースを貫通する高電圧衝撃の発生中に、高電圧電極の移動軸線に沿って移動され、このとき高電圧電極は、それぞれ材料ピースの輪郭に特定の間隔をもって追従するか、または材料ピースの表面と接触しながら材料ピースの輪郭に追従し、かつ高電圧電極は、処理液内に浸漬されている。高電圧電極の移動軸線は、好ましくは鉛直方向に方向付けられている。
【０００８】
本発明に係る方法によって、種々様々に異なった形状の大きな材料ピースを、簡単にかつ面倒な予備破砕なしに、破片化および／または弱化することができる。
【０００９】
好ましくは、破片化または弱化すべき材料ピースを、高電圧電極から成るマトリックスのそばを通過させるために、ほぼ水平方向において通過させ、特に水平方向において移動させる。これによって、処理液を満たされた処理ゾーンが材料ピースの最大厚さよりも僅かに高く形成されているだけでよいという利点、および材料ピースの移動時に高電圧電極マトリックスが定置であってよいという利点が得られる。
【００１０】
最後に述べた材料ピースの「移動」の場合には、材料ピースは、搬送装置を用いて、好ましくはコンベヤベルトまたはコンベヤチェーンを用いて、高電圧電極から成るマトリックスのそばを通過させられる。このようにすると、材料ピースを、弱化／破片化を進めながらコントロールして高電圧電極マトリックスのそばを通過させることができ、かつ破片化物または弱化物を処理ゾーンから確実に搬出することができる。
【００１１】
方法変化形態では、好ましくは、搬送装置は、高電圧電極に対する対向電極として使用され、この対向電極は、好ましくはアース電位にあり、かつ高電圧電極への高電圧パルスの印加によって、高電圧電極とコンベヤベルトとの間における高電圧衝撃を、材料ピースを貫通して生じさせる。このようにすると、破片化すべきまたは弱化すべき材料ピースに対して、特に集中的に作用を及ぼすことができる。それというのは、高電圧衝撃は材料にその厚さ全体にわたって衝撃を加えるからである。
【００１２】
本発明に係る方法の別の好適な実施形態では、マトリックスの高電圧電極のそれぞれが、少なくとも１つの固有の、つまり排他的に各高電圧電極に対応配置された対向電極を有しており、対向電極はアース電位にある。この対向電極はそれぞれ各高電圧電極と一緒に高電圧電極の移動軸線に沿って移動され、かつ各高電圧電極に対して次のように、すなわち、各高電圧電極への高電圧パルスの印加によって、高電圧電極と対向電極との間に高電圧衝撃を、材料ピースを通して生じさせるように配置されている。これによって、衝撃電圧は実質的に、破片化すべきまたは弱化すべき材料ピースの厚さによって束縛されなくなり、この結果、厚い材料ピースまたは厚さが顕著に変化する材料ピースをも難なく処理することが可能になる。この実施形態の別の利点としては、さらに、この実施形態が、処理ゾーンの領域における、破片化すべきまたは弱化すべき材料のための支持面または搬送装置に関して、最大に可能な構成自由度を与えるということが挙げられる。なぜならば、この支持面または搬送装置はここでは対向電極として必要とされず、ひいては他の観点に関してより良好に最適化することができるからである。
【００１３】
好ましくは、マトリックスの高電圧電極のそれぞれは、各高電圧電極に固有の高電圧発生器を有しており、高電圧発生器を用いて高電圧電極のそれぞれに、他の高電圧電極とは無関係に高電圧パルスが印加される。このようにすると、高電圧電極マトリックスのすべてのゾーンが、等しい出力を有することまたは所望のように制御されること、つまり、高電圧電極マトリックスの個々のゾーンを作動させるか否か、および作動させるなら、どのような出力で作動させるか、を保証することができる。
【００１４】
さらに好ましくは、各高電圧発生器は、それぞれ高電圧電極に不動に結合されており、高電圧電極と一緒に移動軸線に沿って移動される。このようにすると、各高電圧発生器と各高電圧電極との間における確実な結合が保証され、かつ各高電圧発生器と各高電圧電極とをユニットとして交換および保守することができる。
【００１５】
好ましくは、材料の破片化時または弱化時に、破片化すべきまたは弱化すべき材料の輪郭に対する高電圧電極マトリックスの各高電圧電極の間隔を、連続的に測定し、かつ高電圧電極を、電極の測定された間隔がそれぞれ予め設定された特定の目標間隔に相当するように、各高電圧電極の移動軸線に沿って移動させる。
【００１６】
同様に好ましくは、材料の破片化時または弱化時に、各高電圧電極のために、連続的に、材料ピースが各高電圧電極に対する特定の間隔範囲内に位置しているか否かを検査し、検査が、材料ピースが上記間隔範囲内に位置していることを示した場合にだけ、各高電圧電極に高電圧パルスを印加する。
【００１７】
このようにすることによって、処理を、エネルギ的におよび／または作用効率に関して最適化することができる。
【００１８】
間隔測定および／または、特定の間隔範囲内に材料が存在するか否かの検査は、好ましくは無接触式に、例えば光学式にまたは超音波を用いて行われる。
【００１９】
本発明に係る方法の別の好適な実施形態では、通過方向において、この通過方向における高電圧電極から成るマトリックスの長さよりも大きい、好ましくは数倍大きい長さを有する材料ピースを破片化および／または弱化する。
【００２０】
本発明に係る方法の別の好適な実施形態では、繊維複合材料、好ましくはガラス繊維強化プラスチックまたは炭素繊維強化プラスチックから成る部材またはこのような部材の一部である、材料ピースを、破片化および／または弱化する。
【００２１】
このような材料ピースでは、本発明の利点は特に顕著に明らかになる。
【００２２】
繊維複合材料から成るこのように大きな材料ピースを破片化および／または弱化する場合に、さらに好ましくは、高電圧電極から成るマトリックスのそばを材料ピースが通過する際に、マトリックスの高電圧電極の少なくとも一部を用いた高電圧衝撃の印加によって材料を弱化し、次いで、この弱化された材料を、材料を変形させながら変向させ、好ましくは、材料が次いでほぼ水平方向においてさらに案内されるようにし、変向されかつ弱化された材料を、高電圧衝撃のさらなる印加によって破片化する。このことは好ましくは同様に、マトリックスの高電圧電極の一部を用いて行われる。
【００２３】
好ましくは、材料ピースを、高電圧電極から成るマトリックスの、下方に向かって傾けられた移動方向で供給し、材料ピースがマトリックスのそばを通過する際に、マトリックスの高電圧電極の少なくとも一部を用いた高電圧衝撃の印加によって弱化させ、この弱化された材料を、次いで変形させながら変向させ、材料を変向後に、下方に向かって僅かに傾けられた移動方向で、好ましくはほぼ水平な移動方向で、さらに案内する。
【００２４】
これによって、複合材料から成る極めて長い材料ピースをも、本発明に係る装置によって、比較的短くかつフラットな処理液槽を用いて処理することが可能になる。
【００２５】
搬送装置を用いて、高電圧電極から成るマトリックスのそばに材料ピースを通過させる場合、変向が搬送装置を用いて実施されると好適である。このようにすると、追加的な変向装置を省くことができる。
【００２６】
さらに、繊維複合材料から成る材料ピースを破片化および／または弱化する場合のためには、繊維複合材料を、プラスチック部分が繊維から分離されるように破片化することが好ましい。このようにすると、プラスチック部分からの繊維の分離が可能になり、これによって、材料に適した廃棄物処理および／または特に繊維の再使用が可能になる。
【００２７】
本発明の第２の態様は、本発明の第１の態様による方法を実施する装置に関する。本発明によれば、装置は、複数の高電圧電極から成るマトリックスを有しており、高電圧電極は、互いに無関係に独立して、有利には平行な、好ましくは鉛直方向に方向付けられた移動軸線に沿って移動可能である。
【００２８】
このような装置を用いて、極めて種々様々な形状を有する大きな材料ピースを、簡単かつ面倒な予備粉砕なしに、本発明に係る方法によって処理することができる。
【００２９】
好ましくは、マトリックスの高電圧電極のそれぞれが、固有の高電圧発生器を有しており、この各高電圧発生器を用いて各高電圧電極には、他の高電圧電極とは無関係に、高電圧パルスが印加可能である。このように構成されていると、高電圧電極マトリックスのすべてのゾーンが等しい出力を有すること、または高電圧電極マトリックスの個々のゾーンを作動させるかおよびどのような出力で高電圧電極マトリックスの個々のゾーンを作動させるか、所望のように制御することも、保証することができる。
【００３０】
さらに好ましくは、各高電圧発生器は、それぞれ高電圧電極に不動に結合されており、該高電圧電極と一緒に移動軸線に沿って移動可能である。このように構成されていると、各高電圧発生器と各高電圧電極との間における確実な結合が保証され、かつ高電圧発生器および高電圧電極をユニットして交換および保守することができる。
【００３１】
好ましくは、装置は、機械制御装置を有しており、機械制御装置を用いて、規定通りの運転において、高電圧電極から成るマトリックスのそばにおける材料ピースの通過中および材料ピースを貫通する高電圧衝撃の発生中に、高電圧電極を自動的に高電圧電極の移動軸線に沿って移動させることができ、このとき高電圧電極はそれぞれ、材料ピースの輪郭に予め設定された特定の間隔をもって追従するかまたはそれぞれ材料ピースの表面に接触して材料ピースの輪郭に追従するようになっている。
【００３２】
好ましくは、この機械制御装置はさらに、機械制御装置によって、規定通りの運転において材料ピースが高電圧電極から成るマトリックスのそばを通過する間に高電圧電極のそれぞれに対して連続的に、材料ピースが各高電圧電極に対して予め設定された特定の間隔範囲内に位置しているか否かを検査するように、かつ機械制御装置によって、材料ピースが間隔範囲内に位置していないことが判明した場合には、各高電圧電極への高電圧パルスの印加を中断できるように形成されている。
【００３３】
機械制御装置のこの運転形式によって、処理を最適化することができる。
【００３４】
別の好適な実施形態では、装置は、好ましくはコンベヤベルトまたはコンベヤチェーンとして形成された搬送装置を有しており、搬送装置は、処理液によって満たすことができる槽内に配置されており、搬送装置を用いて、破片化および／または弱化すべき材料ピースを、処理液内に浸漬させて、規定通り、高電圧電極から成るマトリックスのそばを、高電圧電極の移動軸線に対してほぼ垂直に延びる方向において通過させることができるようになっている。このように構成されていると、材料ピースを、弱化および／または破片化を進行させながら、コントロールして高電圧電極マトリックスのそばを通過させることができ、かつ、破片化物または弱化物を、確実かつ間違いなく処理ゾーンから搬出することができる。
【００３５】
さらに好ましくは、装置は、好ましくはローラランプとして形成された、破片化および／または弱化すべき材料のための供給装置を有しており、供給装置を用いてこのような材料は、下方に向かって傾けられた供給方向を用いて、搬送装置と高電圧電極から成るマトリックスとの間に形成された領域内に供給可能である。
【００３６】
供給装置の供給方向は、好ましくは搬送装置の搬送方向と一緒に、共通の鉛直平面において、搬送装置の搬送方向に対して角度を成して、好ましくは１５°よりも大きな角度を成して延びている。
【００３７】
最後に述べた場合において、さらに好ましくは、装置はさらに、例えば１つまたは複数の圧着ローラまたは圧着ロールを備えた押さえ装置を有しており、押さえ装置を用いて、破片化および／または弱化すべき材料ピースは、供給中に供給装置からの持ち上がりを防止されることができ、材料ピースは、搬送装置と高電圧電極から成るマトリックスとの間に形成された領域（処理室）を完全に通過するために、領域において搬送装置によって変形されながら変向されるようになっている。
【００３８】
このような構成によって、複合材料製の長い材料ピースを、本発明に係る装置において、比較的短くかつフラットな処理液槽によって処理することが可能になる。
【００３９】
破片化および／または弱化すべき材料ピースを、高電圧電極から成るマトリックスのそばを通過させることができる搬送装置を備えた、上に記載した本発明の好適な実施形態の好適な変化形態では、搬送装置は、規定通りの運転において、高電圧電極に対する対向電極として働き、高電圧電極への高電圧パルスの印加によって、高電圧電極とコンベヤベルトとの間における高電圧衝撃が、破片化および／または弱化すべき材料ピースを通して発生可能である。このような装置を用いて、破片化すべきまたは弱化すべき材料ピースに対して特に集中的に作用を及ぼすことができる。それというのは、高電圧衝撃を、材料厚さ全体にわたって材料を通して生じさせることができるからである。
【００４０】
本発明に係る装置の別の好適な実施形態では、マトリックスの高電圧電極のそれぞれは、少なくとも１つの固有の対向電極を有しており、対向電極は、好ましくはアース電位にあり、かつ各高電圧電極と一緒に高電圧電極の移動軸線に沿って移動可能であり、かつ各高電圧電極に対して、各高電圧電極への高電圧パルスの印加によって、高電圧電極と対向電極との間における高電圧衝撃が、対向電極に隣接して配置された材料ピースを通して発生可能であるように配置されている。このように構成されていると、衝撃電圧は、破片化および／または弱化すべき材料ピースの厚さから実質的に切り離され、その結果、厚い材料ピースまたは厚さが大きく変化する材料ピースをも難なく処理することができるという利点が得られる。この実施形態の別の利点としては、この実施形態は、破片化および／または弱化すべき材料ピースのための、処理ゾーンにおける支持面または搬送装置に関して、最大に可能な自由度を提供するということがある。なぜならば、この面またはこの装置は、ここでは対向電極として必要とされないからである。
【００４１】
破片化および／または弱化すべき材料ピースを、高電圧電極から成るマトリックスのそばを通過させることができる搬送装置を備えた、本発明の上に述べた好適な実施形態の、別の好適な変化形態では、装置は、材料通過方向で見て、高電圧電極から成るマトリックスの下流側に、繊維状の破片化物と粒子状の破片化物とを分離する分離装置を有している。このように構成されていると、繊維複合材料の破片化後に、プラスチック成分からの繊維の分離が可能になり、このことは、材料に適した廃棄物処理および／または特に繊維の再使用を可能にする。
【００４２】
本発明に係る装置のさらに別の好適な実施形態では、高電圧電極マトリックスは、破片化および／または弱化すべき材料ピースの、規定通りの通過方向で見て、相前後して配置された複数列の高電圧電極から形成されており、直接相前後して位置している列において、高電圧電極はそれぞれ互いにずらされて配置されている。このように構成されていると、高電圧電極相互の間隔を、破片化または弱化すべき材料ピースの、規定通りの通過方向で見て、最小にすることができ、ひいては作用密度を最大にすることができる。
【００４３】
本発明の第３の態様は、繊維複合材料、特にガラス繊維強化プラスチックまたは炭素繊維強化プラスチックを破片化および／または弱化する、本発明の第２の態様に係る装置の使用に関する。このような使用では、本発明の利点は特に顕著に明らかになる。
【００４４】
本発明の別の構成、利点および使用は、従属請求項および図面を参照する以下の説明に記載されている。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】第１の本発明に係る装置を示す鉛直断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿った、第１の本発明に係る装置の水平断面図である。
【図３】プレート形状の部材を破片化する場合の、図１のＢ−Ｂ線に沿った、第１の本発明に係る装置の鉛直断面図である。
【図４】異形成形された部材を破片化する場合の、図３と同様の図である。
【図５】第１の本発明に係る装置の電極配置形態の１つを示す側面図である。
【図６】図５に示した高電圧電極の変化形態の側面図である。
【図７】第２の本発明に係る装置を図１のように示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４６】
図１には、繊維複合体材料から成る大きな材料ピース１を破片化する第１の本発明に係る装置が、材料通過方向Ｓに沿った鉛直断面図で示されている。
【００４７】
図１のＡ−Ａ線に沿った装置の水平断面図を示す図２との関連において認識できるように、装置の主要部は、全部で５６の高電圧電極３から成るマトリックス２から成っており（図面においては、見易くするために、高電圧電極のそれぞれ１つだけに符号３が付されている）、これらの高電圧電極３は、材料通過方向Ｓで見て、それぞれ７つの高電圧電極３を備えた、相前後して配置された８つの列において配置されており、このとき直接相前後して位置する列の高電圧電極３は、それぞれ互いにずらされて配置されている。
【００４８】
高電圧電極３は、互いに無関係に独立して、鉛直方向に方向付けられた平行な移動軸線Ｘ（図面においては、見易くするために、それぞれ複数の高電圧電極のうちの１つの高電圧電極の移動軸線だけが示され、かつ符号Ｘが付されている）に沿って、移動可能である。
【００４９】
各高電圧電極３は、固有の高電圧発生器４を有しており（図面においては、見易くするために、それぞれ複数の高電圧電極のうちの１つの高電圧電極の高電圧発生器だけが示され、かつ符号４が付されている）、固有の高電圧発生器４を用いて各高電圧電極には、図示の規定通りの運転において他の高電圧電極３とは無関係に、高電圧パルスが印加される。高電圧発生器４はそれぞれ、それぞれの高電圧発生器４に対応配置された高電圧電極３の真上に配置され、対応する高電圧電極３に不動に結合されており、かつ対応する高電圧電極３と一緒に高電圧電極３の移動軸線Ｘに沿って移動可能である。
【００５０】
高電圧電極３から成るマトリックス２の下には、水（処理液）５を満たされた槽１０内に配置されてコンベヤベルト６が位置しており、このコンベヤベルト６を用いて、本実施形態ではガラス繊維強化プラスチック製のサーフボード１である、破片化すべき材料ピース１が、材料通過方向Ｓにおいてマトリックス２の高電圧電極３のそばを通過する。このとき材料は、高電圧電極３の下の領域において、槽１０内に位置する水５内に浸漬されており、その上に配置された高電圧電極３もまた同様に水５内に浸漬されている。
【００５１】
さらに装置はローラランプ１１を有しており、このローラランプ１１によって、破片化すべき材料ピース１は、下方に向かって傾けられた供給方向Ｓ１で、コンベヤベルト６と高電圧電極３から成るマトリックス２との間に形成された処理ゾーン内に、鉛直平面において測定した、コンベヤベルト６の搬送方向Ｓ２に対する約１５°の角度をもって供給される。
【００５２】
ローラランプ１１の上には、複数の圧着ローラを備えた押さえ装置１２が配置されており、この押さえ装置１２によって、破片化すべき材料ピース１は、処理ゾーンへの供給中にローラランプ１１に押し付けられる。このとき、材料ピース１は、コンベヤベルト６と高電圧電極３との間に形成された処理ゾーンを完全に通過するために、処理ゾーンの前側領域においてコンベヤベルト６によって供給方向Ｓ１からコンベヤベルト６の搬送方向Ｓ２に変向され、かつ変形されるようになっている。
【００５３】
材料通過方向Ｓまたはコンベヤベルト６の搬送方向Ｓ２で見て、高電圧電極３から成るマトリックス２の下流側には、分離装置１３が配置されており、この分離装置１３を用いて、繊維９はプラスチック粒子８から分離される。
【００５４】
高電圧電極３から成るマトリックス２とコンベヤベルト６との間に形成された処理ゾーンの通過時に、まず、材料ピース１の硬質の機械的構造が第１の処理ゾーン部分ａにおいて軟化され（弱化され）、これにより材料はコンベヤベルト６によって、材料の変形下で供給方向Ｓ１からコンベヤベルト６の搬送方向Ｓ２へと変向することができる。次いで、材料は第２の処理ゾーン部分ｂにおいて、繊維９がプラスチックマトリックス８から解離されるほどに破片化される。
【００５５】
次いで、主として分離装置１３によって形成される第３の部分ｃにおいて、繊維９はプラスチック粒子８から分離される。
【００５６】
破片化処理を制御するために、装置は機械制御装置（図示せず）を有しており、この機械制御装置を用いて、図示の運転時に、高電圧電極３のそばを材料ピース１が通過する間および材料ピース１を高電圧衝撃（Hochspannungsdurchschlag）が貫通する間に、高電圧電極３を自動的に高電圧電極の移動軸線Ｘに沿って移動させる。このとき、高電圧電極３はそれぞれ、材料ピース１の輪郭に、特定の間隔をおいて追従するように移動する。プレート形状の部材１を破片化する場合（図３）および異形成形された部材１を破片化する場合（図４）を示す、図１のＢ−Ｂ線に沿った装置の鉛直断面図である図３および図４と一緒に図１を見ると分かるように、この間隔調整は、列毎に行われるのではなく、各高電圧電極３に対して個々に行われるので、高電圧電極３から成るマトリックス２は、材料通過方向Ｓにおいても材料通過方向に対して横方向においても、破片化すべき材料ピース１のそれぞれの輪郭に合わせられる。
【００５７】
また、設備制御装置は、各高電圧電極３に対して連続的に、１つの材料ピース１が各高電圧電極３に対して特定の間隔範囲内に位置しているか否かを検査し、そして材料ピース１がこの間隔範囲内に位置している場合にのみ、各高電圧電極３に高電圧パルスを印加する。
【００５８】
装置の電極配置形態を側面図で示す図５から分かるように、マトリックス２の各高電圧電極３は、アース電位にある固有の対向電極７を有しており、この対向電極７は、各高電圧電極３と一緒に移動軸線Ｘに沿って移動可能であり、かつ各高電圧電極３に対して次のように、すなわち図示の運転において各高電圧電極３への高電圧パルスの印加によって、高電圧電極３と高電圧電極３に対応配置された対向電極７との間における高電圧衝撃を材料ピース１を通して生じさせるように配置されている。
【００５９】
図６に側面図で示した高電圧電極３は、図５に示した高電圧電極３に対して、図５の高電圧電極３が互いに鏡像的に向かい合って位置している２つの同一の対向電極７を有している点で異なっている。別の相違点は、この高電圧電極３が真っ直ぐな電極先端を有していることにある。
【００６０】
図７には、繊維複合材料から成る大きな材料ピース１を破片化する本発明に係る第２の装置が、材料通過方向Ｓに沿った鉛直断面図で示されている。
【００６１】
この装置は、上に記載された本発明に係る第１の装置に対して単に次の点でしか異なっていない。すなわち、図７に示した装置は、高電圧電極３から成る４列のマトリックス２を有しており、破片化すべき材料ピース１の供給のために、押さえ装置１２を備えた斜めのローラランプ１１を有しておらず、その代わりに、（ここでは延長された）槽１０の底部に配置されたローラテーブル１４を有している。このローラテーブル１４とコンベヤベルト６との搬送平面は一致しているので、材料ピース１は、変向および変形なしに処理ゾーンに案内され、かつこの処理ゾーンを貫いて案内される。
【００６２】
図面から認識できるように、破片化すべき材料ピース１は、ここではローラテーブル１４上に積み重ねられて準備され、次いで相前後して処理ゾーンへと供給される。
【００６３】
本出願においては本発明の好適な実施形態について説明したが、明瞭に付言しておくと、本発明は図示または記載の実施形態に制限されるものではなく、以下に記載の請求項の範囲内において他の形式においても構成することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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