“Schredder” und “Brecher” sind keine Synonyme. Sie repräsentieren zwei grundlegend verschiedene mechanische Prinzipien des Materialversagens. Die Wahl des falschen Geräts ist der häufigste Konstruktionsfehler bei der Planung von Recyclinganlagen.
Zugehörige Ausrüstung: Einwellen-Häcksler, Doppelwellen-Häcksler (Kunststoff & Metall).
1. Scherversagen (Der Schredder)
MechanismusZwei gegenüberliegende Kanten passieren einander ohne Abstand (Schere).
* Physik: $\tau = F/A$. Die Maschine wendet ein Drehmoment an, bis Scherfestigkeit Das Material wird überschritten.
* Am besten für: Duktile und elastische Werkstoffe.
* Beispiele: LDPE-Folie, Autoreifen, Gummi, PP-Seile, Kupferdraht.
* WarumWenn man mit einem Hammer auf einen Reifen schlägt (Aufprall), prallt er ab. Normalerweise muss man ihn festhalten und durchtrennen (Scheren).
2. Stoßversagen (Brecher/Granulator)
MechanismusEin Objekt mit hoher Geschwindigkeit kollidiert mit einem ruhenden oder sich langsam bewegenden Material (Baseballschläger).
* Physik: $E = \frac{1}{2}mv^2$. Die Maschine überträgt kinetische Energie auf das Material, bis Bruchzähigkeit wird überschritten.
* Am besten für: Spröde und starre Materialien.
* Beispiele: Glasflaschen, starre PVC-Rohre, Bakelit, Stein, Beton.
* WarumWenn man versucht, Beton mit einer Schere zu durchtrennen, zerstört man das Sägeblatt. Man muss es in der Regel durch einen Aufprall zersplittern.
3. Die Hammermühle (Der Befreier)
MechanismusSchwingende Hämmer auf einem Hochgeschwindigkeitsrotor.
* Rolle: Befreiung. Es schneidet nicht nur, es zerschmettert Verbundwerkstoffe.
* Am besten für: Elektroschrott & Altmetall.
* BeispielEin Elektromotor. Ein Schredder würde ihn in Stücke aus Kupfer-Stahl-Gemisch zerkleinern. Eine Hammermühle zerkleinert ihn so lange, bis sich die Kupferwicklung vom Stahlstator löst und die weitere Trennung ermöglicht wird.
Auswahlmatrix
| Material | Fehlermodus | Maschine | Warum? |
|---|---|---|---|
| Film-/Gewebtes Taschen | Duktil (dehnbar) | Aktenvernichter | Schlagmesser bearbeiten das Material nur, ohne es zu schneiden. |
| Autostoßstangen | Halbstarr | Aktenvernichter | Zu groß für den Granulator; muss vorgeschert werden. |
| Glas / Keramik | Spröde | Brecher | Die Scherenklingen würden sofort absplittern. |
| Elektroschrott | Verbundwerkstoff | Hammermühle | Zum Trennen der geklebten/verschraubten Teile ist ein Schlag erforderlich. |
Referenzen
[1] “Grundsätze der Zerkleinerung”,” Handbuch der Chemieingenieure. Grundsätze der Zerkleinerung
[2] “Schlagkraft vs. Scherkraft bei der Abfallverarbeitung”,” Abfallwirtschaftswelt. Stoß- vs. Scherkräfte in der Abfallverarbeitung
