DE2521486A1 - Verfahren zum herstellen von formkoerpern aus zaehelastischen, granulatartig zerkleinerten gummiflocken, sowie vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents

Description

• Verfahren zum Herstellen von Formkörpern aus zähelastischen, granulatartig zerkleinerten Gummiflocken, sowie Vorrichtung zur Durchfü@ des Verfahrens Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von Formkörpern aus zähelastischen, granulatartig zerkleinerten Gummiflocken, sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, Gummi fällt als Abfall in vielfältiger Form an, zum Beispiel beim Austausch von abgefahrenen Autoreifen oder beim Runderneuern von Autoreifen, wenn die Laufsohle abgeschnitten wird. Da für diesen Gummi üblicherweise keine Verwendung gegeben ist, wird er entweder auf Halde abgelagert und verbrannt. Beides ist im Zeichen des Umweltschutzes und der steigenden Rohstoffpreise nicht vorteilhaft.
• Es wurde oft versucht, Altgummi in einer neuen Form auf zu bereiten. Man scheiterte jedoch schon bereits bei dem Problem, die vorhandenen Gummiabfälle, z. B. die beim Runderneuern anfallenden Gummiflocken so zu zerkleinern, daß man für das weitere Verfahren mit einer homogenen Ausgangsmischung beginnen konnte.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit welchem Gummi, insbesondere Altgummi, einer weiteren Verwendung zugeführt werden kann Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens dadurch gelöst, daß die Flocken unter der Wirkung des Überdrucks eines Druckfluids sowie einer rotierenden Förderscheibe einer mit Schneidöffnungen versehenen, rotierenden Schneidscheibe zugeführt werden, durch die die Flocken hindurch und in die im Durchmesser gegenüber die Eocken kleineren Bohrungen einer feststehenden Lochscheibe fallen, in denen sie festgelegt und durch die Schneiden der rotierenden Schneidscheibe zerkleiner werden, worauf das entstandene Granulat durch die Bohrungen nach unten fällt und in eine, der Gestalt des Formk5rpers entsprechende Pressform eingebracht und bei Temperaturen bis zu 140°C zusammengepreßt wird.
• Das Verfahren ist einfach und kann billig durchgeführt werden.
• Die Anwendung eines Druckfluids stellt einen reibungslosen Durchfluß der zu verkleinerndei Gummiflocken sicher, sodaß diese, von der Förderscheibe der Schneidscheibe eugefubrt, in die Bohrungen der Lochscheibe fallen, wo sie aufgrund ihrer Größe sich selbst festklemmen und dabei von der rotierenden Schneidscheibe abgeschert werden. Dieser Zerkleinerungsvorgang kann sich öfters bis zum Erreichen der gewünschten Granulatgröße wiederholen. Das so gewonnene Gllmmigranulat "sintert" in der Preßform unter der Wirkung der Temperatur zu einem einheitlichen, zähen, biegsamen Formkörper zusammen. Das anfallende Granulat kann aufgrund seiner schüttfahigen Gestalt der Grundstoff für viele Produkte sein, z.B. für Matten, Puffer, Dämmaterial, Straßen- und Bodenbelag, Schleifscheiben usw.
• Hinsichtlich der Vorrichtung wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ein mit einer Zuführoffnung für die Flocken versehenes Gehäuse vorhanden ist, in dem vertikal eine Antriebswelle gelagert ist, an welcher unterhalb des Zuführbereichs der Zuführöffnung die nach unten fördernde Förderscheibe drehfest angebracht ist, unterhalb welcher die, ebenfalls mit der Antriebswelle drehfest verbundene Schneidscheibe vorhanden ist, die in vertikaler Richtung durchgängige Öffnungen aufweist, welche wenigstens an ihren;untenliegenden Öffnungsrändern mit Schneiden versehen sind, wobei wenigstens die Schneidscheibe mit ihrer Unterseite mit Hilfe einer Spanneinrichtung in Anlage mit der drehfest mit dem Gehäuse verbundenen Lochscheibe bringbar ist und daß am Gehäuse über der Förderscheibe ein Anschluß für die Zufuhr eines Druckfluids und unterhalb der auf der anderen Stelle untersten Scheibe ein Anschluß zum Absaugen des DruckSluids vorgesehen ist.
• Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist betriebssicher aufgebaut.
• An der vertikalen Antriebswelle sind die Jeweils anzutreibenden Scheiben drehfest angebracht, während die ortsfesten Scheiben mit dem Gehäuse verbunden sind. Die Spanneinrichtung sorgt für das richtige Anpressen der Förder- bzw. Schneidscheiben an die Lochscheiben, so daß einerseits gewährleistet ist, daß die Flocken zerkleinert werden, und daß andererseits aber gewährleistet ist, daß bei Auftreten von nicht zerkleinerungsfähigen Fremdkörpern die Vorrichtung keinen Schaden leidet.
• Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Bohrungen der Lochscheibe längs wenigstens einer radial vom Scheibenmittelpunkt nach außen verlaufenden Schneidrille angeordnet sind. Die Schneidrillen fangen und halten die auf ihnen zu liegen kommenden Flocken so feste daß die darüber hinwegscherenden Öffnungen der Schneidscheibe die Flocken leicht durchtrennen können. Durch die Schneidrille wird die Schneidleistung der erfindungsgemäßen Vorrichtung stark erhöht.
• Eip erster, gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellter Formkörper ist gekennzeichnet durch ein zusammengebackenes Granulat aus zerkleinerten Gummiflocken, das in Zahnform gepreßt ist. Ein solcher Formkörper kann insbesondere als Belag für Sportstatten oder als Gummimatte verwendet werden. Ein zweiter, gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellter Forinkörper ist dadurch gekennzeichnet, daß in ein zusammengebackenes Granulat aus zerkleinerten Gummiflocken Schleifmittelkörner eingebettet sind. Dieser Formkörper kann in vorteilhafter Weise als flexibler Schleifkörper dienen. Dabei ist es möglich, den Schleifkörper in der Form einer Schleifsoheibe zu pressen.
• Im folgenden sind mehrere Ausführungsformen der Erfindung anhand einer Zeichnung beschrieben Es zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung, Fig. 2 eine Draufsicht auf eine Lochscheibe, Fig. 3 eine Draufsicht auf eine Schneidscheibe, und Fig. 4 eine Draufsicht auf eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Schleifscheibe.
• In Fig. 1 der Zeichnung ist eine allgemein mit 1 bezeichnete Vorrichtung zum Herstellen von Granulat aus zähelastischen Gummiflocken 2 gezeigt Die Gummiflocken sind in der 7Nähe einer Zufuhröffnung 3 angedeutet, die an ein Gehäuse 4 angebracht und in Form einer Schütte ausgebildet ist. Das Gehäuse besitzt die Form eines stehenden Zylinders, in dessen Zylinderachse vertikal eine Antriebswelle 5 gelagert ist, die in ihrem oberen, freien Endbereich durch eine nicht gezeigte Maschine antreibbar ist. Die Antriebswelle ist durchgehend zylindrisch ausgebildet, sie weist jedoch in ihrem unteren freien Bereich zwei, symmetrisch gegenüber einander angeordnete Abflachungen 6 auf, die, wie später noch zu erläutern ist, zur drehfesten Verbindung mit auf der Welle angeordneten Scheiben dienen.
• in dem oberen Bereich der Welle ist auf nicht gezeigte Weise ein Halteteller 7 befestigt, an dem sich eine Spiralfeder 8 abstützt, wobei die Feder mit ihrem anderen Ende gegen eine auf der Antriebswelle 5 gelagerte Buchse 9 drückt, die mit einer Förderscheibe 10 verbunden ist. Die Förderscheibe ist kreisrund und weist mit der Buchse 9 verbundene Förderflügel auf, die schrag angestellt sind und zum gleichmäßigen Verteilen der durch die Zuführöffnung 3 zugeführten Flocken und zum Einstreichen dieser Flocken in eine darunter liegende Schneidscheibe 11 dienen. Die Förderscheibe wird von der hntriebswelle lediglich aufgrund Reibschlusses angetrieben.
• Die unterhalb der Förderscheibe 1Q vorhandene Schneidscheibe 11, die in Figur 3 in einer Draufsicht dargestellt ist, ist mit der Antriebswelle 5 mit Hilfe der beiden Abflachungen 6 und einer damit formschlüssigen Zentralöffnung 12 verbunden. Sie weist vier größere, kreisrunde Schneidöffnungen 13 auf, zwischen denen vier kleinere Schneidöffnungen 14 angeordnet sind. In der Figur 1 ist die Schneidscheibe 11 so geschnitten dargestellt, daß der Schnitt durch die größeren Schneidöffnungen läuft. Es ist deutlich zu erkennen, daß das Innere der Schneidöffnung einer Kugelfläche ähnlich kommt, so daß die zwischen den Öffnungsrändern und den Stirnseiten der Schneidscheibe vorhandenen Schneiden 15 spitz zulaufend ausgebildet sind. Die beiden Abflachungen 6 bewirken lediglich eine Festlegung der Schneidscheibe in Drehrichtung, in axialer Richtung ist die Schneidscheibe dagegen frei beweglich. In Figur 3 ist die kugelige Aushöhlung der Öffnungen strichpunktiert angedeutet. Es ist deutlich zu erkennen, daß ebenfalls die kleinen Schneidöffnungen mit Schneiden versehen sind.
• Unterhalb der Schneidscheibe 11 ist eine mit einem in einer vertikalen Nut 16 gefuhrten Stift 17-gehaltene Lochscheibe 18 angeordnet. Die Lochscheibe weist eine zentrale Bohrung 19 auf, von der an der Oberseite der Lochscheibe radial nach außen Schneidrillen 20 führen, an welchen vertikale Bohrungen 21 so angeordnet sind, daß die eine kante der Schneidrillen die Bohrungen an der einen Beite tangential berührt, während die andere kante quer durch die Bohrungen verläuft. Im gezeigten Falle sind an sender Schneidrille sechs Bohrungen vorhanden.
• Die Durchmesser der Bohrungen liegen zwischen 2 und 3 mm. Durch den Stift 17 wird die Lochscheibe lediglich in Drehrichtung, nicht Jedoch in axialer Richtung festgelegt, so daß die Lochscheibe ebenso wie die darüberliegende Schneidscheibe durch die Flügelscheibe und die damit verbundene Buchse 9 von der Kraft der Feder 8 beaufschlagt wird.
• Unterhalb der Lochscheibe 18 ist an den Abflachungen 6 der Welle 5 noch eine weitere Schneidscheibe 22 drehfest gehaltert, die im wesentlichen genauso aufgebaut und angeordnet ist, wie die oben bereits beschriebene Schneidscheibe 11.
• Unterhalb der Schneidscheibe 22 wiederum ist eine weitere Lochscheibe 23 vorhanden, die sich von der Lochscheibe 18 dadurch unterscheidet, daß sie längs der Schneidrillen 20 statt sechs, nunmehr sieben Bohrungen aufweist und diese Bohrungen ungefähr einen Durchmesser von 0,9 mm besitzen. Auch diese Lochscheibe ist in der Nut 16 des Gehäuses 4 mit Hilfe eines Stiftes 24 gegen Verdrehung gesichert. Im übrigen ist diese Lochscheibe 23 genauso aufgebaut wie die Lochscheibe 18. Während die Lochscheibe 18 jedoch in vertikaler Richtung nicht festgelegt ist, liegt die Lochscheibe 23 mit ihrer Unterseite an dem Rand eines Absaugstutzens 25 auf, der sich an das Gehäuse 4 nach unten anschließt und daran mit Hilfe eines aufgepressten Ringes 26 befestigt ist. Innerhalb des Absaugstutzens 25 ist die Antriebswelle 5 mit ihrem unteren freien Ende in einem Gleitlager 27 gelagert, das mit Trägern 28 mit dem Absaugstutzen verbunden ist. Während der Absaugstutzen 25 in nicht gezeigter Weise mit einem Anschluß zum Absaugen eines Druckfluids versehen ist, ist das Gehäuse 4 mit einem Anschluß 29 zum Zuführen des Druckfluids in den Innenraum des Gehäuses ausgestattet.
• In dem Gehäuse 4 ist weiterhin noch ein Schauglas 30 zum Beobachten der Vorgänge innerhalb des Gehäuses 4 vorhanden.
• Das erfindungsgemäße Verfahren läuft folgendermaßen ab: Der Vorrichtung 1 werden über die Zufuhröffnung 3 Gummiflocken 2 zugeführt. Die Antriebswelle 5 läuft mit einer Geschwindigkeit von ungefähr 100 Umdrehungen pro Minute.
• Die starr mit der Antriebswelle 5 verbundenen Schneidscheiben weisen die gleiche Drehgeschwindigkeit auf Die Börderscheibe 10, die mit der Antriebswelle 5 lediglich über den zwischen der Buchse 9 und der Feder, sowie zwischen den Flügeln und der darunter liegenden Schneidscheibe auftretenden Reibschluß verbunden ist, besitzt eine etwas geringere Drehgeschwindigkeit. Die Gummiflocken 2 werden durch die Förderflügel der Förderscheibe gleichmäßig über die Schneidscheibe 11 verteilt und in die vertikalen Öffnungen der Schneidscheibe eingestrichen Die Flocken 2 fallen daraufhin in de Bohrungen 21 und die Schneidrillen 20 der feststehenden Lochscheibe 18, wo sie sich verhaken und von den darüber streifen den Schneiden 15 abgeschert werden. Die solchermaßen zerkleinerten Gummiteilchen fallen durch die Bohrungen nachunten in die Öffnungen der Schneidscheibe 22, wo sich der eben beschriebene Zerkleinerungsvorgang nochmals wiederholt.
• Aus Figur 1 der Zeichnung ist deutlich zu erkennen, daß die Schneidscheiben 11 und 22 sowohl mit ihren obenliegenden Schneiden als auch mit den unterliegenden Schneiden jeweils eine Zerkleinerung der Gummiflocken bewirken. Die Schneidwirkung ist von der Kraft der der 8 beeinflußt.
• da die Weder 8 über die Buchse 9 auf alle darunter liegenden Scheiben drückt, so daß die in vertikaler Richtung beweglichen S sick In enger Anlage aneinander befinden. Durch den zwischen der Schneidscheibe 22 und der Lochscheibe 23 stattfindenden Zerkleinerungsprozess werden die Gummiflocken auf die gewünschte Korngröße des herzustellenden Gummigranulets gebracht. Anschließend fällt das Granulat in den Absaugstutzen 25.
• Der Zerkleinerungsvorgang findet bei der gezeigten Vorrichtung unter der Verwendung von Zuluft als Druckfluid statt. Die Luft wird mit einem Druck von ungefähr 1,5 ata über den Anschluß 29 in das Innere des Gehäuses gepumpt und über den Absaugstutzen 25 abgesaugt. Die Zuführöffnung 3 wird über die darin befindlichen Gummiflocken 2 genügend abgedichtet. Die Druckluft sorgt dafür, daß die zerkleinerten Gummiflocken ohne Stockung durch die jeweiligen Scheiben durchpassieren. Wird in der Vorrichtung statt Gummi Kunststoff verarbeitet, so kann als Druckfluid statt Luft Flüssigkeit, z.B. Wasser, verwendet werden.
• Nachdem die Gummiflocken 2 zu einem Granulat gewünschter Korngröße zerkleinert worden sind, werden sie in eine nicht gezeigte Preßform eingebracht, die die Gestalt des herzustellenden Formkörpers aufweist. Sie werden in dieser Preßform bei einer Temperatur von ungefähr 14000 bis zu 40 Minuten lang gepreßt, worauf das Granulat, je nach Druck und Homogenzeit, sintert oder stark verdichtet und auch miteinander zu einer kompakten Masse verschmilzt.
• In Figur 4 der Zeichnung ist eine aus dem erfindungsgemäßen Granulat hergestellte Schleifscheibe 31 gezeigt, die einen Haltebereich 32 und eine Schleiffläche 33 aufweist. In die Schleiffläche 33 sind Schleifmittelkörner, z.B. Korundkörner eingebettet, während der Haltebereich 32 frei von solchen Körnern ist. Die erfindungsgemäße Schleifscheibe 31 besitzt den großen Vorteil, daß sie in sich selbst flexibel ist und im Arbeitsabrieb einer Schleifscheibe durch das mehr oder weniger gesinterte Granulat mit Körnung kein Zuschmieren der Scheibe möglich ist, weil.sich die Gummiteilchen nach Gebrauch separat ablösen. Die Korundkörner sind vor dem Verpressen des Granulats diesem beigegeben worden.
• Aus dem erfindungsgemäßen Granulat können jedoch noch andere Produkte hergestellt werden, z.B. Bahnen für Sportanlagen, Wege, Matten für Pufferzwecke und Ähnliches,

Claims (21)

1. Patentansprüche Verfahren zum Herstellen von Borzkörpern aus zähelastischen, granulatartig zerkleinerten Gummiflocken, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Flocken unter der Wirkung des tlberdrucks eines Druckfluids sowie einer rotierenden Förderscheibe einer mit Schneidöffnungen versehenen, rotierenden Schneidscheibe zugeführt werden, durch die die Blocken hindurch und in die im Durchmesser gegenüber den Flocken kleineren Bohrungen einer feststehenden Lochscheibe fallen, in denen sie festgelegt und durch die Schneiden der rotierenden Schneidscheibe zerkleinert werden, worauf das entstandene Granulat durch die Bohrungen nach unten fällt und in eine, der Gestalt des Formkörpers entsprechende Preßform eingebracht und bei Temperaturen bis zu 1400C zusammengepreßt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c hn e t, daß die Flocken nach Durchlaufen eines ersten aus Schneid- und Lochscheibe bestehenden Paares mindestens einem weiteren Paar zugeführt werden.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n nz e i c h n e t, daß auf der Abführseite der letzten zu durchlaufenden Lochscheibe-ein Unterdruck im Druckfluid erzeugt wird.
4. 4. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Druckunterschied zwischen der Zuführseite der Förderscheibe und der Abführseite der letzten durchlaufenen Lochscheibe über 0,5 at beträgt.
5. 5. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß als Druckfluid Luft verwendet wird.
6. 6. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß als Druckfluid Wasser verwendet wird.
7. 70 Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß das in die Preßform eingebrachte Granulat bis zu 40 Minuten in der Preßform verbleibt.
8. 8. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß das Granulat in der Preßform vulkanisiert wird.
9. 9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch g e k e n n z e 1 c hn e t, daß ein mit einer Zuführöffnung (3) für die Flocken (2) versehenes Gehäuse (4) vorhanden ist, dem vertikal eine Antriebswelle (5) gelagert ist, an welcher unterhalb des Zuführbereichs der Zuführöffnung (3) die nach unten fördernde Förderscheibe (10) angebracht ist, unterhalb welcher die ebenfalls mit der Antriebswelle (5) drehfest verbundene Schneidscheibe (11) vorhanden ist, die in vertikaler Richtung durchgängige Öffnungen aufweist, welche wenigstens an ihren untenliegenden Öffnungsrändern mit Schneiden (15) versehen sind, wobei wenigstens die Schneidscheibe (11) mit ihrer Unterseite mit Hilfe einer Spanneinrichtung (7,8) in Anlage mit der drehfest mit dem Gehäuse verbundenen Lochscheibe (18) bringbar ist und daß am Gehäuse (4) über der Börderscheibe (10) ein Anschluß (29) für die Zufuhr eines Druckfluids und unterhalb der auf der~Antriebswelle untersten Scheibe (23) ein Anschluß (25) zum Absaugen des Druckfluids vorgesehen ist.
10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch g e k e n n z e i c hn e t, daß die Zufuhröffnung (3) als eine schräg nach unten verlaufende Schütte ausgebildet ist.
11. 11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch g e k e n nz e i c h n e t, daß die Förderscheibe (10) mit angestellten Förderflügeln versehen ist.
12. 12. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Öffnungen der Schneidscheibe (11,22) kreisförmig ausgebildet sind.
13. 13. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Spanneinrichtung eine sich einerseits mit Hilfe eines Haltetellers (7) an der Antriebswelle (5) andererseits an der Börderscheibe (io) sich abstützende Feder (8) aufweist.
14. 14. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Bohrungen (21) der Lochscheibe (18ß23) längs wenigstens einer radial vom Sdheibenmittelpunkt nach außen verlaufenden Schneidrille (20) angeordnet sind.
15. 15. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die eine Kante der Schneidrille (20) als Schneide ausgebildet ist und tangential die Bohrungen (21) berührt.
16. 16. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß auf der Antriebswelle (5) wenigstens ein weiteres aus Schneid- und Lochscheibe bestehendes Paar (22,23) angeordnet ist.
17. 17. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 9 bis 16, dadurch g e k e n n z e i c h n et, daß die Bohrungen der jeweils oberen Lochscheibe (18) im Durchmesser größer sind als die der darunter nachfolgenden Lochscheibe (23).
18. 18. Formkörper aus Gummi, g e k e n n z e i c h n e t durch ein zusammengebackenes Granulat aus zerkleinerten Gummiflocken, das in Bahnform gepreßt ist.
19. 19. Formkörper aus Gummi, dadurch g e k e n n z e i c hn e t, daß in ein zusammengebackenes Granulat aus Gummiflocken, Schleifmittelkörner eingebettet sind.
20. 20. Formkörper nach Anspruch 19, dadurch g e k e n n z e i c hn e t, daß der Formkörper als Schleifscheibe (31) ausgebildet ist.
21. 21 Formkörper nach Anspruch 19 oder 20, dadurch g e k e n nz e 1 c h n e t, daß die Schleifmittelkörner in der Schleifscheibe lediglich in dem Schleifflächenbereich der Scheibe, nicht jedoch in den zentralen Haltebereich der Scheibe eingebettet sind.