DE19818566A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Zerlegen und Aufbereiten von Gegenständen aus Gummi oder ähnlichen Materialien mit metallischen und/oder nichtmetallischen Einlagen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Zerlegen und Aufbereiten von Gegenständen aus Gummi oder ähnlichen Materialien mit metallischen und/oder nichtmetallischen Einlagen, insbesondere von Reifen, unter Einsatz des Hochdruck-Wasserstrahlens. DOLLAR A Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, durch eine geeignete variierbare Abfolge von Arbeitsschritten sowie durch den Einsatz von Vorrichtungen und des Hochdruck-Wasserstrahlens, ggf. in Kombination mit konventionellen mechanischen Aufbereitungsverfahren, Gummiteile abzuschneiden, den Reifen zu zerschneiden sowie den Gummi von den Außen- und Innenseiten des Reifens abzutragen und zu zerkleinern und gleichzeitig die Einlagen freizulegen. DOLLAR A Dazu sind der Einsatz von rotierenden Düsensystemen, ein Einstellen ihrer Wirkungsbreite auf die Breite der zu bearbeitenden Flächen und der Einsatz geeigneter abrasiver Mittel, welche die gleiche Zusammensetzung wie das abgetragene Material haben bzw. leicht von ihm getrennt werden können, vorgesehen. DOLLAR A Die anfallenden Fraktionen werden der weiteren Aufbereitung zugeführt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Zerlegen und Aufbereiten von Gegenständen aus Gummi oder ähnlichen Materialien mit metallischen und/oder nichtmetallischen Einlagen, insbesondere von Reifen.

Üblicherweise werden zum Recycling von Reifen mechanische Verfahren, wie z. B. Shreddern und Mahlen, eingesetzt. Diese werden trocken oder unter Zugabe von Wasser durchgeführt. Nachteilig wirken sich bei diesen Verfahren die inhomogene Material­ zusammensetzung aus, die einen hohen Verschleiß an den eingesetzten Scherwerkzeugen (Messer, Zähne o. ä.) bewirken. Eine weitere Verfahrenslösung ist das Tieftemperatur­ verfahren. Dabei wird der Gegenstand bis zum Kaltverspröden gekühlt und anschließend vermahlen. Der Nachteil dieses Verfahrens ist der sehr hohe energetische Aufwand.

Es sind des weiteren Verfahren bekannt, in denen das Hochdruck-Wasserstrahlen eingesetzt wird, um Reifen teilweise oder vollständig zu zerlegen.

In der Patentschrift US 5115983 wird ganz allgemein auf die Einsetzbarkeit des Hoch­ druck-Wasserstrahlens für die Zerlegung von Reifen eingegangen.

Bekannt ist ferner ein Lösungsvorschlag WO 9215438 für das Abtragen des Gummis von den Laufflächen mit dem Hochdruck-Wasserstrahlen. Dieses Patent geht jedoch vorrangig nur auf das Führen der Reifen selbst ein.

Das Patent WO 9222409 schlägt ein Verfahren und bestimmte Vorrichtungen zum Zerlegen von Reifen in Lauf- und Seitenflächen, das Abtragen des Gummis und nach Güteeigen­ schaften getrenntes Sammeln des abgetragenen Gummis vor, ohne im Detail auf die Ausführung der Wasserstrahl-Werkzeuge einzugehen.

Ein weiteres Patent WO 9605039 sieht das Abtragen der Laufflächen mit Hilfe von, allerdings eine hohe Pumpenleistung erfordernden, Düsenkämmen vor.

Das Patent DE 44 32 630 sieht lediglich das Aufschneiden des Wulstes mit dem Hoch­ druck-Wasserstrahlen und das mechanische Herauslösen der Stahleinlage des Wulstes vor.

Das Patent EP 0293345 beschreibt den Prozeß des Zerlegens von Reifen durch Radialschnitte mit Hochdruck-Wasserstrahlen zur Qualitätsprüfung von Reifen.

Nachteilig bei den bekannten Lösungen sind die mangelnde Wirtschaftlichkeit, die fehlende Einstellbarkeit auf unterschiedliche Reifengrößen, ein eingegrenzter Verwendungszweck bzw. eine mangelnde Offenbarung der Ausführbarkeit der Lösungsvorschläge.

Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen.

Die Erfindung hat die Aufgabe, ein Verfahren und eine Vorrichtung für das Zerlegen und Aufbereiten von Gegenständen aus Gummi oder ähnlichen Materialien mit metallischen und/oder nichtmetallischen Einlagen, insbesondere von Reifen, zu entwickeln.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß in einem ersten Verfahrensschritt der Reifen durch eine geeignete, verstellbare Vorrichtung fixiert und durch diese Vorrichtung drehbar gelagert wird. Der Gummi der Lauffläche wird oberhalb der metallischen und/oder nichtmetallischen Einlage, an dieser Stelle in der Regel Gewebe, durch stationär angeordnete, verstellbare Schneidwerkzeuge mit Hilfe von Hoch­ druck-Wasserstrahlschneiddüsen oder auch wahlweise durch feste mechanische Schneiden abgetrennt. Das anfallende, homogene Gemenge von Gummistücken wird der weiteren Aufbereitung, beispielsweise durch Shreddern und/oder Mahlen, zugeführt. In einer alternativen Ausgestaltung des Verfahrens wird der Gummi der Lauffläche mit Hilfe des Hochdruck-Wasserstrahlens durch geeignete rotierende Düsensysteme abgetragen und zerkleinert. In einer anderen Ausgestaltung dieses Verfahrensschrittes bleibt der Gummi der Lauffläche unbearbeitet.

In einem weiteren Verfahrensschritt erfolgt das Abtrennen der Seitenwände des Reifens in einer geeigneten Vorrichtung durch Verstellen der Schneiddüsen oder mit einem zweiten, ebenfalls verstellbaren, Düsenpaar mit oder ohne Zugabe von abrasiven Mitteln. Der Schneidstrahl ist vorzugsweise senkrecht auf die metallischen und/oder nichtmetallischen Einlagen des Reifens, an dieser Stelle in der Regel Gewebe, gerichtet. Danach erfolgt ein Aufschneiden des durch die abgetrennte Lauffläche gebildeten Ringes.

Die nächsten Verfahrensschritte beinhalten das Abtragen des verbliebenen Gummis auf der Außenseite der Lauffläche und des Gummis auf der Außenseite der Seitenwände des Reifens sowie das Abtragen des Gummis von den Innenseiten der Lauffläche und den Seitenwänden bis zum Freilegen der Einlagen. In einer besonderen Ausgestaltung der Verfahrens kann das Abtragen des Gummis auf den Außenflächen der Reifen bis zum Freilegen der Einlagen auch vor dem Abschneiden der Seitenwände des Reifens erfolgen. Die anfallenden Fraktionen werden der weiteren Aufbereitung zugeführt.

Für das Abtragen des Gummis mit dem Hochdruck-Wasserstrahlen wird erfindungsgemäß die erhöhte Wirkung rotierender Düsensysteme, wie Rotordüsen oder rotierender Düsenbalken, genutzt. Dazu wird eine Bewegung zwischen rotierenden Düsensystemen und zu bearbeitenden Gegenständen, vorzugsweise durch linearen Vorschub oder Drehung des zu bearbeitenden Materials und/oder der rotierenden Düsensysteme, erzeugt. Um Energieverluste und die Einwirkung von Hochdruck-Wasserstrahlen auf umliegende Bauteile der Vorrichtung zu vermeiden, muß der Wirkungsbereich der Hoch­ druck-Wasserstrahlen auf die Breite der zu bearbeitenden Oberfläche eingestellt werden. Das kann durch quer zur Vorschubbewegung bewegte rotierende Düsensysteme oder durch die gesamte Breite der zu bearbeitenden Fläche überstreichende rotierende Düsenbalken erfolgen. Eine lückenlose Überdeckung der zu bearbeitenden Fläche wird durch eine jeweils um die Arbeitsbreite der Strahldüsen versetzte Anordnung der Düsenaufnahmen erreicht. Das Einstellen des Wirkungsbereiches erfolgt durch Aktivierung bestimmter Düsenaufnahmen. In anderen Konstellationen ist das Abtragen des Gummis der kreisförmigen Seitenwände des Reifens durch einen großen, wie oben beschrieben einstellbaren, die kreisförmige Fläche direkt durch seine Rotationsbewegung überstreichenden, Düsenbalken vorgesehen.

In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens werden zur Erhöhung der Wirkung des Hochdruck-Wasserstrahlens beim Abtragen abrasive Mittel zugegeben, welche die gleiche Zusammensetzung wie das abgetragene Material haben bzw. leicht von ihm getrennt werden können, wie beispielsweise Gummigranulat geeigneter Körnung, Eispellets oder spezielle selbstauflösende Salze.

Der Vorteil der Erfindung besteht darin, daß sie gegenüber dem Stand der Technik eine besonders wirtschaftliche Lösung darstellt. Dies wird durch effektive Verfahrensschritte, gegebenenfalls durch Kombination mit mechanischen Verfahren zur Zerkleinerung bestimmter homogener Gemenge, den Einsatz von leistungsfähigen rotierenden Düsensystemen und deren Einstellbarkeit auf die jeweilige Arbeitsbreite der abzutragenden Fläche erreicht. Ein weiterer Vorteil ist der Einsatz von abrasiven Mitteln, welche die gleiche Zusammensetzung wie das abgetragene Material haben bzw. leicht von ihm getrennt werden können.

Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 Flußbild der durchzuführenden Verfahrensschritte

Fig. 2 Schematischer Aufbau einer Vorrichtung zum Hoch­ druck-Wasserstrahlschneiden von Reifen

Fig. 3a-c Einstellung des Wirkungsbereiches der rotierenden Düsensysteme auf die Breite der abzutragenden Fläche.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird am Beispiel des Zerlegens eines Reifens nach Fig. 1 dargestellt. Der Lösungsansatz gilt sinngemäß gleichermaßen für andere, im Aufbau ähnliche Gegenstände aus Gummi oder ähnlichen Materialien mit metallischen und/oder nichtmetallischen Einlagen.

Im ersten Verfahrensschritt wird der Reifen 1 durch eine geeignete, verstellbare Vorrichtung 2 fixiert und durch diese Vorrichtung drehbar gelagert. Der Gummi der Lauffläche wird in der in Fig. 2 angegebenen Weise oberhalb der Einlagen, an dieser Stelle in der Regel Gewebe, durch stationär angeordnete, verstellbare Hochdruck-Wasserstrahlschneiddüsen 3, wahlweise auch durch mechanische Schneiden abgetrennt. Das anfallende, homogene Gemenge von Gummistücken wird der weiteren Aufbereitung, beispielsweise durch Shreddern und/oder Mahlen, zugeführt.

Alternativ dazu wird der Gummi der Lauffläche mit Hilfe des Hochdruck-Wasserstrahlens durch geeignete rotierende Düsensysteme abgetragen und zerkleinert bzw. der Gummi der Lauffläche bleibt in diesem Verfahrensschritt unbearbeitet.

Im nächsten Verfahrensschritt erfolgt in der in Fig. 2 gezeigten Vorrichtung durch Verstellen der Schneiddüsen 3 oder mit einem zweiten, ebenfalls verstellbaren. Düsenpaar 4 mit oder ohne Zugabe von abrasiven Mitteln ein Abtrennen der Seitenwände des Reifens 1. Der Schneidstrahl ist vorzugsweise senkrecht auf die Einlagen des Reifens, an dieser Stelle in der Regel Gewebe, gerichtet. Anschließend erfolgt ein Aufschneiden des durch die abgetrennte Lauffläche gebildeten Ringes.

Die nächsten Verfahrensschritte beinhalten das gleichzeitige oder aufeinanderfolgende Abtragen des Gummis von den Außen- und Innenseiten der Lauffläche und der Seitenwände bis zum Freilegen der metallischen und/oder nichtmetallischen Einlagen, in der Regel Gewebe und/oder Wulsteinlagen, soweit der Gummi nicht bereits durch vorhergehende Verfahrensschritte abgetrennt wurde.

In einer anderen Verfahrensvariante kann das Abtragen des Gummis auf den Außenflächen der Reifen bis zum Freilegen der Einlagen auch vor dem Abschneiden der Seitenwände des Reifens erfolgen.

Die anfallenden Fraktionen, wie Gummi unterschiedlicher Güte sowie metallische und/oder nichtmetallische Einlagen, werden der weiteren Aufbereitung zugeführt.

Der Gummi wird in allen zutreffenden Verfahrensschritten durch rotierende Düsensysteme, wie Rotordüsen und rotierende Düsenbalken in unterschiedlicher Größe und Ausführung abgetragen. Geeignete Möglichkeiten der Einstellung des Wirkungsbereiches der rotierenden Düsensysteme auf die Breite der zu bearbeitenden Fläche wird in den Fig. 3a-c dargestellt.

In einer Variante werden, entsprechend der Darstellung in Fig. 3a, ein oder mehrere rotierende Düsensysteme 5, wie z. B. Rotordüsen oder kleine rotierende Düsenbalken, quer zur Vorschubbewegung über die gesamte Breite der zu bearbeitenden Fläche 6 geführt. Die Vorschubbewegung wird durch lineare Bewegung der zu bearbeitenden Fläche 6 und/oder des rotierenden Düsensystems 5 erzeugt. In dem speziellen Fall, daß die Lauffläche des noch nicht zertrennten Reifens abgetragen wird, kann die Vorschubbewegung durch Rotation des Reifens, beispielsweise nach Fig. 2, erzeugt werden.

In einer weiteren Variante überstreicht, wie in Fig. 3b dargestellt, ein rotierender Düsen­ balken 7 die gesamte Breite der zu bearbeitenden Fläche 6. Eine lückenlose Überdeckung der zu bearbeitenden Fläche 6 wird durch eine jeweils um die Arbeitsbreite der Strahldüsen versetzte Anordnung der Düsenaufnahmen in den Armen des Düsenbalkens 7 erreicht. Das Einstellen des Wirkungsbereiches erfolgt durch Aktivierung von Düsenaufnahmen, d. h. das Blindsetzen bzw. Einsetzen von Strahldüsen in bestimmte Düsenaufnahmen 8.

Für das Abtragen des Gummis der kreisförmigen Seitenwände 9 ist, gemäß der Darstellung in Fig. 3c, die Bearbeitung durch einen großen, wie oben beschrieben einstellbaren, die kreisförmige Fläche direkt durch seine Rotationsbewegung überstreichenden Düsenbalken 7 vorgesehen.

In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens werden zur Erhöhung der Wirkung des Hochdruck-Wasserstrahlens dem Wasser über nicht näher dargestellte Injektordüsen abrasive Mittel zugegeben, welche die gleiche Zusammensetzung wie das abgetragene Material haben bzw. leicht von ihm getrennt werden können. Diese abrasiven Mittel können aus Gummigranulat geeigneter Körnung, Eispellets, speziellen selbstauflösenden Salzen oder Kombinationen daraus bestehen.

Claims (9)

1. Verfahren zum Zerlegen und Aufbereiten von Gegenständen aus Gummi oder ähnlichen Materialien mit metallischen und/oder nichtmetallischen Einlagen, insbesondere Reifen (1), bei dem die Gegenstände nach einer Fixierung in geeigneter, verstell- und drehbarer Vorrichtung (2) zerlegt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Gummi der Lauffläche oberhalb der Einlagen, an dieser Stelle in der Regel Gewebe, durch stationär angeordnete, verstellbare Schneidwerkzeuge (3), wahlweise mit Hilfe von Hochdruck-Wasserstrahlschneiddüsen oder durch mechanische Schneiden abgetrennt und das anfallende, homogene Gemenge von Gummistücken der weiteren Aufbereitung, beispielsweise durch Shreddern und/oder Mahlen, zugeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gummi der Lauffläche in der Vorrichtung (2) mit Hilfe des Hochdruck-Wasserstrahlens durch geeignete rotierende Düsensysteme abgetragen und zerkleinert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch ein Verstellen der Schneiddüsen (3) oder mit einem zweiten, ebenfalls verstellbaren, Düsenpaar (4) mit oder ohne Zugabe von abrasiven Mitteln ein Abtrennen der Seitenwände des Reifens erfolgt.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneidstrahl vorzugsweise senkrecht auf die Einlage des Reifens (1) gerichtet ist.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Abträgen des verbliebenen Gummis auf der Außenseite der Lauffläche und des Gummis von der Außenseite der Seitenwände des Reifens sowie das Abtragen des Gummis von den Innenseiten der Lauffläche und den Seitenwänden bis zum Freilegen der Einlagen gleichzeitig und/oder nacheinander erfolgt.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erhöhung der Wirkung des Hochdruck-Wasserstrahlens dem Wasser über nicht näher dargestellte Injektordüsen abrasive Mittel, welche die gleiche Zusammensetzung wie das abgetragene Material haben bzw. leicht von ihm getrennt werden können, zugegeben werden.

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum Zerlegen und Aufbereiten von Gegenständen aus Gummi oder ähnlichen Materialien mit metallischen und/oder nichtmetallischen Einlagen nach vorstehenden Ansprüchen 1-6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zum Zwecke des Abtragens von Gummi ein oder mehrere, über die gesamte Breite der zu bearbeitenden Fläche (6), geführte rotierende Düsensysteme (5), wie Rotordüsen oder rotierende Düsenbalken, vorgesehen sind.

8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach vorstehenden Ansprüchen 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zwecke des Abtragens von Gummi ein oder mehrere, die gesamte Breite der zu bearbeitenden Fläche (6) überstreichende, durch Aktivierung bestimmter Düsenaufnahmen (8) einstellbare rotierende Düsenbalken (7) vorgesehen sind.

9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach vorstehenden Ansprüchen 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zwecke des Abtragens von Gummi von den Seitenwänden des Reifens ein, die gesamte zu bearbeitende kreisförmige Fläche (9) überstreichender, durch Aktivierung bestimmter Düsenaufnahmen (8) einstellbarer rotierender Düsenbalken (7) vorgesehen ist.