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Verfahren zum Herstellen von gemahlenem Kautschuk und von spinnbaren Textilfäden aus gebrauchten, textilfadenhaltigen
Kautschukwaren
Gemahlener Altkautschuk wird in der Industrie vielfach verwendet, z. B. als Grundmaterial von Regenerat, zur Beimischung in Bitumen, zwecks Herstellung von Kautschukbitumen, als Füllstoff für technische Kautschukmischungen, zur Erzeugung von elastischen Teppichunterlagen usw. Unabhängig von der Verwendungsart, ist es erforderlich, dass das Mahlgut von einheitlicher Kornzusammensetzung ist, und weder zu grobe, noch zu feine Körner enthält. Ferner soll das Mahlgut frei von Textilverunreinigungen sein.
Der Anfall gebrauchter Kautschukreifen nimmt ständig zu und die wichtigste Verarbeitung ist das Mahlen. Die fortschrittlichsten Maschinen zum Mahlen und Absondern derTextileinlagen sind die Ham- mer- Mühlen mit kontinuierlichem Betrieb und die Drehscheiben- Mahlmaschinen, bei welchen das Textilmaterial aus dem Mahlgut durch Schüttelflachsiebe oder rotierende prismatischeTrommeln entfernt wird. Der durch diese Trennung verbleibende Prozentsatz an Textilverunreinigungen des Mahlgutes ist meist viel zu hoch, weil das Grundmaterial zuviel Textilmaterial enthält.
Das Mahlen von Abfällen mit hohem Textilgehalt ist ausserdem mit Schwierigkeiten verbunden, z. B. deswegen, weil die Maschine das Material nicht nur zu zerreiben, sondern das eine Makrofestigkeit besitzende Material auch zu reissen hat. Die Scheibenmahlmaschine wird daher übermässig belastet. Aus diesem Grund wird häufig auf das Mahlen von Kautschukabfällen mit grossem Textilgehalt verzichtet, und nur die textilfreien Laufflächen der Kautschukreifen und die verhältnismässig wenig Textilien enthaltenden Seitenteile werden vermahlen, während der grösste Teil der Kautschukreifen, der Gewebeunterbau, mit dem darin befindlichen Kautschuk- und Textilmaterial unverarbeitet bleibt.
Ein weiterer Nachteil der verwendeten Maschinen besteht darin, dass die Korngrösse des erhaltenen Mahlgutes nur innerhalb gewisser Grenzen beeinflusst werden kann. Mit einer Hammer- Mühle kann man z. B. Feinmahlgut unter 2 mm überhaupt nicht erzeugen.
In Ermangelung eines entsprechenden Verfahrens und der maschinellen Einrichtung kam es bisher nicht zur wirtschaftlichen Nutzbarmachung von beim Mahlen von Kautschukabfällen entstehenden Textilcordabfällen. Die so erhaltenen zerfetzten Textilfädenabfälle wurden im allgemeinen verheizt.
Im Gegensatz zu den bisherigen Methoden ermöglicht die Erfindung eine bessere wirtschaftlicher Nutzbarmachung des Altkautschuks als bisher. Das erfindungsgemässe Verfahren zum Herstellen von gemahlenem Kautschuk und von spinnbaren Textilfäden aus gebrauchten, textilfadenhaltigen Kautschukwaren, wobei der Altkautschuk, z.
B. ein Fahrzeugreifen, in Streifen zerlegt einer Mühle zugeführt und der Kautschuk vom Textilmaterial getrennt wird, besteht darin, dass Streifen von 3 bis 6 cm Länge hergestellt und einer an sich bekannten, eine Vormahlstufe, eine Grobmahlstufe und eine Feinmahlstufe aufweisende Scheibenmühle zugeführt werden, wobei zwischen der Grobmahlstufe und der Feinmahlstufc die spinnbaren, gedrillten Textilfäden ausgeschieden und das Kautschukmahlgut von den kürzeren, unspinnbaren Textilfasern getrennt wird, worauf die Kautschukkörner durch Windsichten nach ihrer Grösse sortiert und die textilen Flaumteile abgetrennt werden.
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Auf diese Weise wird eine fast vollständige Aussonderung des Textilanteiles aus dem Kautschukmahlgut erreicht und eine Sortierung des Mahlgutes nach beliebigen Korngrössen, wie auch die Wiedergewinnung des Textilgehaltes des Altkaurschuks in einem Zustande, der eine Weiterverarbeitung zu hochwertigen Textilproduktcn, z. B. zu industriellen Wattesorten zulässt.
Die für das erfindungsgemässe Verfahren verwendete Maschinengruppe kann aus folgenden Maschinen bestehen : Zum Spalten der Kautschukreifen wird eine nach dem Prinzip einer Plandrehbank gebaute Abstechbank und zum Schneiden der Streifen eine Schnitzelmaschine verwendet, der eine an sich bekannte Scheibenmühle angeschlossen ist.
Zum Sortieren des durch die Scheibenmühle gewonnenen Mahlgutes sowie zum Aussondern und Entfernen des Restes der Tcxtilverunreinigungen dient ein mehrstufiges, schrägliegendes Schüttelsiebsystcm mit verschiedener Maschenweite und ein mehrtrommeliger Windsichter. Zum Aufschliessen der durch die Scheibenmühle vom Kautschuk abgesonderten Cordfasern kann ein Vorreisser und ein Reisswolf vorgesehen sein, und zur Weiterverarbeitung der wiedergewonnenen Fasern eine Krempel bzw. ein Krempelsatz angeordnet werden.
Auf der nach Art einer Plandrehbank bzw. Karusseldrehbank gebauten Stechbank werden entweder gleichzeitig oder nacheinandergrössere Kautschukreifen durch Abstechen in vier kleinere Reifen zerlegt und gleichzeitig die Drahtwulste abgestochen.
Die Schnitzelmaschine zum Schneiden der eingesetzten Streifen hat ein festes Messer mit vertikaler Schneidfläche, das mit einem rotierenden Schnitzelmesser zusammenwirkt, dessen Schneide in allen Lagen einen mit der Schneide des festen Messers gleichen Winkel, zweckmässig von 200, einschliesst.
Dadurch, dass die Kautschukreifen durch Spalten und Schnitzeln auf gleichlange, ungefähr 3-6 cm textilfaserhaltige Stücke geschnitten werden, wird die Leistung und die Lebensdauer der Mühle erhöht, die nämlich die Textilfasern nicht zu zerreissen, sondern nur zu zerreiben hat.
Die Beschickung dieser Maschine mit kurzen Stücken hat noch den Vorteil, dass die Fasern der Cordfäden vom Kautschuk, ohne sie zu zerfetzen, abgesondert werden. Sie können also mittels entsprechender Abfallverarbeitungsvorgänge zur Gewinnung von hochwertigen Textilprodukten, z. B. von industrieller Watte, verwertet werden. Die nach den bisher bekannten Verfahren ausgesonderten Cordfäden waren dagegen derart zerquetscht und zerfetzt und damit zur Weiterverarbeitung ungeeignet. Die Erfindung erhöht also die Wirtschaftlichkeit des durch Mahlen nutzbar gemachten Altkautschuks erheblich.
Die bisher bekannten Mühlen für das Mahlen des ganzen Kautschukreifens eigneten sich infolge des hohen Textilgehaltes nicht zur entsprechenden Absonderung der Textilfasern und zur Erreichung eines Mahlproduktes von gleichmässiger Korngrösse. Aus diesem Grund wird beim erfindungsgemässen Verfahren ein mehrstufiges Schüttelsiebsystem und ein mehrtrommeliger Luftkanal angewendet. Durch die Anwendung eines Schüttelsiebes und eines Windsichters kann ein beinahe textilfreies, nach Belieben zwischen den Korngrössen 0. 1-4 mm liegendes Mahlgut erzeugt werden.
Durch die Anwendung des nach der Erfindung vorgesehenen Verfahrens wird also die Qualität des durch das Mahlen von Kautschukreifen gewonnenen Mahlproduktes wesentlich verbessert und sein Verwendungsgebiet erweitert. Das gewonnene Mahlgut eignet sich im Vergleich zu dem bisher erhaltenen Mahlgut, das mit Textilverunreinigungen behaftet war und ungleiche bzw. gemischte Korngrösse hatte, vorteilhafter zur Erzeugung von Regenerat, Kautschukbitumen, wie auch als Füllmaterial für technische Kautschukwaren und als Teppichunterlagegrus.
Das Spalten des Kautschukreifens und der einheitliche Anschnitt ermöglichen die-zerfetzungsfreie Absonderung von ungefähr 2/3 der Cordfäden von Kautschuk, während das im Sinne der Erfindung entwickelte Aufarbeitungssystem die fortlaufende Aufarbeitung des aus dem Mahlsystem kommenden Abfalles ermöglicht. Vor der Speisung in den Vorreisser passiert der Abfall zwecks Entfernung der an den Cordfäden haftenden Kautschukkrümel eine Schlagmaschine.
Der Vorreisser wie auch die Walzen, Auf- fangs- und Rückführvorrichtungen der Krempel unterscheiden sich von den üblichen Reisswölfen und Krempeleinrichtungen dadurch, dass der Abstand zwischen den Reisswalzen, ihre Bauform und die Rück- führ-Hilfseinrichtungen zwecks Anpassung zur Verarbeitung von kurzen Cordfäden im Sinne der Erfindung zweckmässig abgeändert sind.
Das erfindungsgemässe Verfahren wird nachstehend an einem in den Zeichnungen dargestellten Beispiel näher erläutert.
Fig. l zeigt eine schematische Darstellung der Maschinengruppe zur Ausübung der Erfindung. Die Fig. 2-4 zeigen das Spalten und Abstechen der Kautschukreifen.
Eine Ausführungsform der Schnitzelmaschine ist in Ansicht parallel zu der Fortbewegungsrichtung
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der Streifen in Fig. 5 schematisch dargestellt. Fig. 6 zeigt ein Detail der Schnitzelmaschine. Fig. 7 ver- anschaulicht das Sieben des aus der Scheibenmühlc kommenden Mahlgutes und den zum Absonderndes Restes der Tcxtilverunreinigungen dienellden Luftkanal Fig. 8 zeigt schliesslich Maschinen zur weiteren Aufarbeitung der Cordfädenabfälle.
Die Kautschukstreifen werden zunächst auf einer Abstechbank (Fig. 1) in ungefähr 20 - 25 cm brei- te Streifen zerlegt. Diese werden wieder zu Bändern bzw. zu Ringsegmenten aufgeschnitten und auf die Schnitzelmaschine 2 überführt. Diese schneidet sie auf verhältnismässig schmale, ungefähr 3 - 5 cm lange Stücke, die dann in eine an sich bekannte Scheibenmühle 3 gelangen, welche eine Vormahlstufe 3a, eine Grobmahlstufe 3b und eine Feinmahlstufe 3c enthält. Zwischen der Grobmahlstufe und der Feinmahlstufe werden die spinnbaren, gedrallten Textilfäden ausgeschieden.
Vom Vorratsbunker 4 der Mühle wird sodann das angehäufte Material mittels des Schnecken - förderers 5 auf ein Schüttelsieb 6 überfuhrt. Von dort fliegt das Mahlgut in den Separierungsluft- kanal oder Windsichter 7. Dabei geht der Rest des Textilmahlgutes teils von den Schüttelsieben 6 durch die Öffnung 8 ins Freie, teils vom Luftkanal 7 in die Staubkammer 9. Ein Teil des ge- säubertcn Mahlgutes wird durch die Schneckenförderer 10 zu den Einsackköpfen 11 geführt und der andere Teil, dessen Korngrösse unter 1 mm bleibt, verlässt die Maschine durch die Seitenöffnung 12.
Die Aufarbeitung der Cordfäden beginnt hei den prismatischen Trommeln 3d der Scheibenmühle 3. Die Cordfäden werden durch den pneumatischen Förderer 13 auf den Vorreisser 14 über- tragen, die teilweise aufgelockerten Cordfäden gelangen durch das Förderband 15 in den dreistufigen Reisswolf 16, die aufgerissenen Cordfäden nehmen ihren Weg durch den pneumatischen Förderer 17 in die Zuführungsvorrichtung der Krempel 18, von dort in die Krempel 19. Das Produkt wird mit einer Pelzwickeltrommel 20 aufgewickelt.
Das Spalten und Abstecken der Kautschukrcifen geht wie folgt vor sich (Fig. 2-4) :
Der Kautschukreifen 22 wird auf den Drehtisch 21 der Abstechbank gelegt (Fig. 2-4). Von der oberen Seite des Reifens werden durch die Abstechmesser 23 vorerst die Streifen 24 und 25 abgespalten. Wenn grosse, breite Streifen zu spalten sind, wird zunächst mit einem seitlich angeordneten Abstechmesser 26 ein Streifen 27 abgetrennt. Dann folgt das Abstechen der Streifen 28, 29, 30 durch das Abstechmesser 23. Erfahrungsgemäss bewirkt die Abstechbank das Spalten der Reifensehr leicht. Das Mitrotieren der Kautschukreifen mit dem Tisch wird durch Dorne 31 in genügender Weise gesichert und der Schnittwiderstand des Abstechmessers 23 kann den Reifenmantel nicht verdrehen.
Das Herstellen von Streifen mit einer Länge von 3 bis 6 cm erfolgt in einer Schnitzelmaschine gemäss
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endlosen Blockkette 32. Ein von Kraftfahrzeugreifen abgetrennter Streifen 33 bzw. ein Ringse- gment wird auf die Lamellengurtung gelegt, die ihn unter eine geriffelte Walze 34 führt.
Ein seitliches Ausweichen des Streifens 33 ist durch das Festklemmen nicht möglich. Die Walze 34 hebt sich oder sinkt mit der Stärke des Materials, was durch eine Feder 35 ermöglicht wird.
Die Umfangsgeschwindigkeit der Walze 34 ist gleich der Geschwindigkeit der Vorschublamellengurtung. Der Streifen 33 gelangt von hier unter eine Niederhalterillenwalze 36, diefüreinengleich- mässigen Vorschub sorgt. Das Widerlager der Rillenwalze 36 wird durch eine glatte Walze 37 gebildet, die Umfangsgeschwindigkeit der Walzen 36 und 37 ist ebenfalls gleich mit der der Vorschublamellengurtung.
Das Halten des Streifens 33 an einem Werkzeugblock 39, an dem ein festes Messer 40 sitzt, wird durch eine Feder 38 über die Walze 36 gesichert. Auf einem Laufrad 41 (Fig. 6) ist mit Hilfe eines Werkzeugblockes 42 ein rotierendes Messer 43 befestigt. Zwei solcher Messer sind mit einer Versetzung von 1800 am Laufrad 41 vorgesehen. Die Drehachse des Laufrades 41 liegt parallel zur Bewegungsrichtung des Materials 33 und das Zerstückeln der Streifen 33 bzw. der Segmentringe erfolgt in der Weise, dass das senkrecht zur Bewegungsrichtung des Gurttransporteurs 32 liegende Festmesser 40 und das rotierende Messer 43 des Laufrades 41 das Material abscheren.
Die Schnittkurve der Schneide des rotierenden Messers 43 bildet gegenüber dem festen Messer 40 in jeder Lage des Laufrades einen Winkel a von ungefähr 200. In den Zeichnungen ist auch ersichtlich, dass das rotierende Messer 43'in seiner gestrichelt gezeichneten Lage denselben Winkel bildet, wie in der voll ausgezogenen Lage. Die Schneidkante des Messers 43 besitzt im Querschnitt gesehen, zweckmässig einen Winkel ss von 20 bis 250. Die beiden rotierenden Messer des Laufrades 41 scheren bei jeder Umdrehung zwei Stücke von Streifen 33 ab. DieZerstückelungslänge kann dabei auf 30 - 60 mm eingestellt werden.
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Das Sieben der aus der Mühle kommenden Mahlgutes und Abtrennen der Textilverunreinigungen kann in einer Vorrichtung gemäss Fig. 7 erfolgen.
Vom Vorratsbunker 4 der Mühle gelangt das Material, wie bereits erwähnt, durch eine Förderschnecke 5 auf die Siebmaschine 6, u. zw. über eine Granulatverteilungsrinne 44 auf das obere Sieb 46 eines oberen Schüttelkastens 45 ; die Kautschukkörner und die kleineren Textilverunreinigungen fallen nun auf das untere Sieb, wogegen die grösseren Textilverunreinigungen ihren Weg in einen Textilabführungskanal 48 finden. Die Betätigung des oberen Schüttelkastens 45 und des unteren Schüttelkastens 49 wird durch Exzenter 50 bewirkt, die Kästen sind an Platten 51 aufgehängt.
Durch ein Sieb 47 fallen nur die kleineren Körner mit einer Korngrösse unter 1 mm durch, welche sodann durch einen Kanal 12 abgeführt werden, um nicht durch den Luftzug in die Staubkammer zu gelangen. Vom Sieb 47 fällt das Material auf das Sieb 52 eines unteren Kastens 49, von dort wird das gröbere Textilgranulat durch den Kanal 8a abgeführt, das Kautschukgranulat und das noch darin befindliche Textilgranulat (Textilstaub) gelangen vom unteren Schüttelkasten in einen Luftkanal 53. Hier kommt infolge des Luftstromes eine Schwebebewegung zustande.
Der mittels eines Ventilators 54 bewirkte Luftzug reisst die Körner mit sich und fördert sie in einen Luftkanal 7. Die Körner sortieren sich entsprechend ihrer Flugbahn nach Grösse und spezifischem
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schinen eingesetzt, die in der Textilindustrie an sich bekannt sind. Fig. 8 zeigt eine geeignete Anordnung, die sich an die prismatische Trommel der Kautschukmühle anschliesst.
Die Cordfäden gelangen durch einen Kanal 56 in das pneumatische Fördersystem 13, (vgl. auch Fig. 1), durch das Rohr 57 und einen Cyklon 58 und Speisewalze auf den Tisch 59 des Vorrei- ssers 14. Der Tisch führt das Material fortlaufend den Speisewalzen 60 zu. Der Walzendurchmesser ist kleiner als sonst üblich, damit die Walzen auch zur Verarbeitung der von den Kautschukreifen gewonnenen kurzen Textilfäden geeignet sind. Die Walzen 60 erfassen das Material und beschikken eine Reisstrommel, in der das Vorreissen bzw. die Auflockerung der Cordfäden erfolgt. Hieretwa noch vorhandene kleinere Kautschukstücke fallen von den Walzen 60 auf eine Rinne 66 und verlassen die Maschine. Das vorgerissene Material gelangt auf eine Siebtrommel 62, wo sich das Material verdichtet.
Ein Saugsegment 63 fördert die Verdichtung mittels Luftzuges und saugt auch den Staub sowie auch den Kautschukstaub ab. Die Drehzahl der Siebtrommel 62 ist niedrig und dies ermöglicht das Sammeln des Materials, welches durch eine Walze 64 zusammengepresst und zu einem Pelz verdichtet wird. Der Pelz gelangt von hier auf das Förderband 15.
Die Absonderung des Kautschuks und der noch anhaftenden Cordfäden wird durch einen Kasten 65 bewirkt. Eine Stellplatte des Kastens ermöglicht die Fixierung der durch die Flugbahn bedingten Absonderungsgrenze.
Vom Förderband 15 gelangt das vorgerissene Material auf den Tisch 67 einer mehrstufigen Krempel 16, dann zwischen Speisewalzen 68, welche das Material erfassen und zu einer Reisstrommel 69 leiten. Dann erfolgt durch eine Siebtrommel 70 das Aufstossen des Marerials. Durch das Einwirken der mit einer niedrigen Drehzahl arbeitenden Siebtrommel 70 bzw. eines Saugsegments 71 verdichtet sich das Material. Durch Ventilator 20'wird der Staub und das Kautschuk- pulver durch das Saugsegment 71 entfernt. DasMaterialwirdsodannübereineDruckwalze 72 zwischen Speisewalzen 68 und in die Stufe des angeschlossenen Reisssystems weitergeleitet. Hier wiederholt sich das Verfahren und das Material wird fortwährend feiner und reiner und somit von der Textilverunreinigung nahezu völlig befreit.
Nun erfolgt die Trennung auf Elementarfaser. Von einem Materialtransporttisch 73 führt die pneumatische Fördervorrichtung 17 das Material in ein Materialdepot 18. Eine kontinuierliche Speisevorrichtung 74 sorgt für die gleichmässige Beschickung der Krempel 19, auf der die Elementarfaser verteilt wird.
Das Reissmaterial gelangt vom Speisetisch 75 zwischen Verdichtungswalzen 76, dann von einer Vorlegewalze 77 auf einen Tambour 78, mit dem Arbeits- und Wendelwalzen 79 zusammenwirken.
Es erfolgt das Ordnen der Fasern. Das Material wird auf eine Abnahmetrommel 80 geführt, von dort mit Hilfe eines Hackers 81 abgenommen und auf ein Transportband 82 überführt, welches das Material in eine Pelzwickelmaschine 20 einspeist, wo eine Einrichtung 83 das Aufwickeln des Produktes vornimmt. Walzen 84 beenden endlich die Aufarbeitung.