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Die Erfindung betrifft einen Querstromzerspaner zum Aufbereiten von Reifen-Vorprodukten und findet insbesondere für die Aufbereitung von Gummiprodukten, vorzugsweise unvulkanisierten Reifen und Gummiabfällen Anwendung.
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Reifen-Vorprodukte bestehen aus Gummi-Verbundstoffen, wobei der Gummi in Kombination mit Metallen und Drahtgeweben als Ausgangsmaterial dient. Im Zuge des Trennens der einzelnen Materialien voneinander besteht dabei aufgrund von Wärmeentwicklung die Gefahr der Vulkanisation, wobei diese bei der Aufbereitung zu Vermeiden ist. Daher ist eine Kühlung des Vorgangs notwendig.
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Aus der Druckschrift
DE 10 2008 035 963 B3 ist ein Verfahren zur Trennung von unvulkanisiertem gummierten Stahlcord-Material für Reifen bekannt. Dabei wird gummierter Stahlcord in eine Trennvorrichtung zugeführt, gefolgt von pulverförmigem Trennmittel. Als Trennmittel kommen unter anderem Polyurethan-Pulver, Talkum, Kreide oder Sägemehl zum Einsatz. Nach der Zuführung folgt die Trennung von Stahlcord und Gummierung durch Zusammenwirken rotierender Werkzeuge. Bei der Trennung werden die abgetrennten Gummierungspartikel mit einem Trennmittel eingehüllt und über eine Öffnung abgeführt. Gemäß der genannten Druckschrift erfolgt die Beimengung des Trennmittels erst innerhalb der Trenneinrichtung. Dies hat zur Folge, dass kein exaktes Mischungsverhältnis gewährleistet werden kann.
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In der Druckschrift
DE 103 57 968 A1 wird eine Recyclinganlage und Verfahren zur Kaltzerkleinerung von Gummi-Erzeugnissen, Stahl-Gummi-Verbunden und Stahlcord beschrieben. Die Gummi-Erzeugnisse werden in einem Shredder vorzerkleinert und folgend über einen Steigförderer in eine Kühleinrichtung befördert. In der Kühleinrichtung erfolgt eine Versprödung des zerkleinerten Materials unter Verwendung von Flüssigstickstoff als Kühlmittel. Nachfolgend wird das versprödete Material in einem Zwischenzerkleinerer weiter bearbeitet, bevor es mittels eines Nachzerkleinerers zermahlen und zerrissen wird. Das portionierte Aufbereitungsgut wird anschließend freigelegt worauf die Selektierung des Stahls und Gummis mittels eines Rütteltischs mit angeschlossenem Magnetabscheider erfolgt. Der hier verwendete Flüssigstickstoff ist schwerer zu verarbeiten und in die Prozesskette einzugliedern als gewöhnliche Kühlmittel. Der Energieaufwand ist demnach sehr hoch.
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Ein Verfahren zum Trennen von Gummi-Verbundwerkstoffen, insbesondere Reifencords wird in der Druckschrift
DE 10 2005 033 734 A1 beschrieben. Es wird ein Trennmittel auf die Außenseite des Gummi-Verbundwerkstoffs aufgebracht, wobei der Gummi-Verbundwerkstoff folgend in einer Schneideinrichtung in Streifen geschnitten wird. Aufgrund des Aufbringens des Trennmittels vor dem Schneiden entstehen Schnittkanten, welche kein Trennmittel aufweisen und demnach verkleben können. Anschließend wird der Werkstoff in eine Trenneinrichtung eingebracht, welche einen mit Prallelementen bestückten Rotor aufweißt. Nach der Zerkleinerung des Gummi-Verbundwerkstoffes wird dieser aus einer Austrittsöffnung der Trenneinrichtung entnommen und weiter zerkleinert. Als Trennmittel werden insbesondere Talkumpuder oder Silikonöle verwendet. Eine weitere Kühlung des Verbundwerkstoffes wird nicht genannt.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen Querstromzerspaner zum Aufbereiten von Reifen-Vorprodukten zu entwickeln, welcher einen einfachen konstruktiven Aufbau bei Vermeidung einer Vulkanisation des Rohgummis aufweist.
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Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des ersten Schutzanspruchs gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Es wird zur Aufbereitung von Reifen-Vorprodukten und Gummi-Erzeugnissen in eine Rohgummi-Kautschuk Mischung eine Trenneinrichtung verwendet, wobei die Trenneinrichtung in Form eines Querstromzerspaners ausgeführt ist. Die zu zerkleinernden unvulkanisierten Reifen-Vorprodukte werden in einem ersten Schritt vorzerkleinert und anschließend mit einer definierten Menge Trennmittel vermischt. Als Trennmittel dient ein Pulver, vorzugsweise Talkum, wobei auch anderweitige geeignete Pulver verwendet werden können. Das Trennmittel verhindert das Verkleben der einzelnen Gummiteile.
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Nach Zugabe der mit Trennmittel vermischten zerkleinerten Reifen-Vorprodukte in die Trenneinrichtung werden Drahtgewebe und andere Zusätze von dem Gummi-Erzeugnis getrennt. Zusätzlich kann weiteres Trennmittel in Form von Talkum in den Querstromzerspaner zugegeben werden. Aufgrund des Temperaturanstiegs während dem Trennvorgangs und der damit verbundenen Gefahr der Vulkanisation werden die Reifen-Vorprodukte vorzugsweise vorgekühlt dem Querstromzerspaner zugeführt. Verfahrensgemäß ist der Querstromzerspaner selbstkühlend ausgebildet derart, das die Temperatur unterhalb der Vulkanisationstemperatur des Reifen-Vorproduktes, vorzugsweise unter 40°C bleibt.
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Das zerkleinerte Rohgummi wird von Metall und Gewebe getrennt und durch ein Sieb mit einer Lochung von vorzugsweise 30mm geführt und mittels eines gekühlten Schneckenbunkers in eine gekühlte Auffangeinrichtung abtransportiert. Während des gesamten Prozesses bleibt die Temperatur des Rohgummis stets unterhalb von 80°C, was eine ungewollte Vulkanisation verhindert.
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Die Kühlung erfolgt über einen doppelwandigen Aufbau des Querstromzerspaners, des Schneckenbunkers und der Auffangeinrichtung, wobei ein kühlendes Fluid, vorzugsweise Kühlwasser Verwendung findet.
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Der vom Rohgummi getrennte Draht und andere metallische Zusätze werden über einen Magnetabscheider aussortiert, die verbliebene Rohgummi-Kautschuk Mischung wird über einen Zick-Zack Sichter vom Trennmittel und heraus getrennten Geweben separiert. Das zurück gewonnene Trennmittel wird anschließend gefiltert und in das Verfahren zurück geführt.
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Erfindungsgemäß ist ein Querstromzerspaner beschrieben, insbesondere für die Aufbereitung von Reifen-Vorprodukten, Gummi-Erzeugnissen und Gummi-Metall Verbunden, wobei der Querstromzerspaner eine Kühleinrichtung aufweist derart, dass der Behälter des Querstromzerspaners doppelwandig an Wänden und Boden ausgebildet ist und mittels Kühlwasser die zu zerkleinernden Materialien kühlt. Des Weiteren sind ein Schneckenbunker und eine Auffangeinrichtung doppelwandig ausgeführt. Diese dienen ebenfalls der permanenten Kühlung der Reifen-Vorprodukte zur Vermeidung einer Vulkanisation.
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Der Querstromzerspaner weißt eine indirekte Kühlung der zu zerkleinernden Materialien auf, wobei die während des Zerkleinerungsprozesses freigesetzte Wärme der zu zerkleinernden Materialien mittels eines Wärmeübertrags über die innere Wand des doppelwandig ausgebildeten Querstromzerspaners abführbar ist.
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Die Abführung der Wärme erfolgt mittels des Kühlwassers, welches über einen Wärmetauscher kühlbar ist. Das Kühlwasser kühlt demnach die innere Wand des Querstromzerspaners und entzieht dem zu zerkleinernden Material die Wärme.
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Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel und zugehörigen Zeichnungen näher erläutert.
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Es zeigen:
- 1 ein Fließschema zur Aufbereitung für Reifen-Vorprodukte.
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In 1 ist ein Fließschema zum Aufbereiten von Reifen-Vorprodukten dargestellt. Über eine Zuführeinrichtung 1 in Form eines ersten Förderbandes F1 (z.B. einen Rollenförderer) wird zu zerkleinerndes vermischtes Reifen-Vorprodukt R, vorzugsweise Abfälle aus Gummi, teilweise mit Drahtgewebe, Stahl-Gummi Verbunde oder Stahlcord-Materialien in eine doppelwandig ausgebildete Trenneinrichtung 2, vorzugsweise einen Querstromzerspaner geleitet. Dabei kann das Reifen-Vorprodukt R bereits vorgekühlt sein. Als Trennmittel T dient vorzugsweise Talkum, welches das Verkleben der einzelnen Gummiteile R verhindert und die Temperatur beim Zerkleinerungsvorgang senkt. Dieses wird nach einem ersten Zerkleinerungsschritt zugegeben und mit dem Reifen-Vorprodukt vermischt. Das in einem ersten Zerkleinerungsschritt zerkleinerte und mit dem Talkum vermischte Reifen-Vorprodukt R wird folgend in die Trenneinrichtung 2 gegeben, wobei weiteres Talkum (T) zugeführt wird. Es kann jedoch auch anderweitig dafür geeignetes Pulver verwendet werden. Des Weiteren wird die Trenneinrichtung 2 mittels eines doppelwandigen Behälters an Boden und Wand, insbesondere im Zerkleinerungsbereich gekühlt. Dabei bleibt die Temperatur des Querstromzerspaners 2 während der Zerkleinerung unter 40°C. Das Trennmittel T wird über eine Förderschnecke 3 dem zu zerkleinernden Material R zugeführt. Die Trenneinrichtung 2 ist in Form eines Querstromzerspaners ausgeführt. Zur Vermeidung einer Vulkanisation des Gummi-Materials überschreitet das Material bei dem Trennprozess niemals eine Temperatur von 40°C.
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Der Weg der Reifen-Vorprodukte R wird durch Volllinien, der des Trennmittels T durch gestrichelte Linien dargestellt. Erste entstehende Leichtgutreste (Strich-Doppelpunkt-Linie) werden der Trenneinrichtung 2 abgeführt und abgeleitet. In der Trenneinrichtung 2 werden die zugeführten Materialien zerkleinert und erste Teile des Metalls in Form von Reifendraht aussortiert und einem ersten Behälter B1 zugeführt. Dies geschieht über einen in die Trenneinrichtung 2 eingebrachten Austragsschacht. Das zerkleinerte Rohgummi sowie Metalle werden aus der Trenneinrichtung 2 über ein Sieb 4, welches eine Lochung von vorzugsweise 30mm aufweist in einen ebenfalls gekühlten Schneckenbunker 5 übergeben, wobei die Kühlung den Rohgummi weiterhin vor Vulkanisation schützt. Das zerkleinerte mit Talkum versetzte Material wird folglich kontinuierlich auf ein zweites Förderband F2 abtransportiert. Auch hier erfolgt eine Entfernung von Leichtgutresten, die entfernt werden. Die zerkleinerten Gummi-Verbundstoffe werden über das Förderband F2 einem Zick-Zack Sichter 6 zugeführt, welcher das Material durch Zugabe eines Sichtgases in grobe und feine Stoffe trennt. Durch Zuführung des Sichtgases sinken Rohgummi und feine Drähte ab, das Talkum sowie Gewebeflusen steigen durch das Sichtgas auf und werden von den anderen Stoffen getrennt. Das absinkende Rohgummi sowie die Drähte gelangen auf ein drittes Förderband F3 und werden zu einer ersten Schwingrinne 7 transportiert.
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Die aufsteigenden Stoffe (Talkum, Gewebeflusen und kleinste Gummipartikel) werden in einen ersten Fliehkraftabscheider 8, vorzugsweise einen Zyklon geleitet. In diesem Verfahrenschritt werden die kleinen Gummipartikel herausgetrennt und durch einen weiteren Sichter 9 nochmals gefiltert. Die heraus getrennten Gummipartikel und Metalle werden ebenfalls auf das dritte Förderband F3 geführt. Das Leichtgut (Talkum, Gewebeflusen) wird über einen zweiten Fliehkraftabscheider 10 voneinander getrennt, wobei die Gewebeflusen gefiltert und einem zweiten Behälter B2 zugeführt werden. Das gewonnene Talkumpulver wird folgend über einen Filter 11 gereinigt und zurück zu der Förderschnecke 3 geführt, wo es mit neu zugegebenem Talkum vermischt und mit dem Reifen-Vorprodukt wieder vermengt wird. An den Filter 17 schließt sich eine Absaugung 12 zur Absaugung der Abluft an.
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Der ersten Schwingrinne 7 ist eine erste Magnettrommel 13 nachgeordnet, die aus dem zerkleinerten Rohgummi die darin verbliebenen Eisenmetalle aussortiert. Dies erfolgt einem folgenden Schritt erneut, das heißt von der ersten Magnettrommel 13 wird das Material auf eine zweite Schwingrinne 14 transportiert und über eine zweite Magnettrommel 15 werden die letzten Eisen-Metalle aussortiert. Die aussortierten Eisen-Metalle werden in einen dritten Behälter B3 befördert und abtransportiert.
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Die gewonnene Gummi-Kautschuk Mischung wird über ein viertes Förderband F4 in eine Auffangeinrichtung in Form eines vierten Auffangbehälters B4 befördert, wobei dieser Auffangbehälter B4 ebenfalls doppelwandig ausgeführt und gekühlt ist. Das so gewonnene Gummigranulat ist unvulkanisiert und wird in langen Gummispänen ausgegeben, welche zu Gummimatten verarbeitet werden und in dieser Form der Reifenherstellung dienen.
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Die Kühlung des Querstromzerspaners und der Auffangeinrichtung erfolgt über Kühlwasser, auf flüssigen Stickstoff kann verzichtet werden. Die Temperatur bleibt unter 80°C und verhindert somit eine Vulkanisation des Rohgummis.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Zuführeinrichtung
- 2
- Trennvorrichtung
- 3
- Förderschnecke
- 4
- Sieb
- 5
- Schneckenbunker
- 6
- Zick-Zack Sichter
- 7
- erste Schwingrinne
- 8
- erster Fliehkraftabscheider
- 9
- Sichter
- 10
- zweiter Fliehkraftabscheider
- 11
- Filter
- 12
- Absaugung
- 13
- erste Magnettrommel
- 14
- zweite Schwingrinne
- 15
- zweite Magnettrommel
- B1
- erster Behälter
- B2
- zweiter Behälter
- B3
- dritter Behälter
- B4
- Auffangeinrichtung
- F1
- erstes Förderband
- F2
- zweites Förderband
- F3
- drittes Förderband
- F4
- viertes Förderband
- R
- zu zerkleinerndes Material, Reifen-Vorprodukt
- T
- Trennmittel Talkum
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008035963 B3 [0003]
- DE 10357968 A1 [0004]
- DE 102005033734 A1 [0005]
