DE3232061A1

DE3232061A1 - Verfahren und vorrichtung zur aufbereitung von altgummi

Info

Publication number: DE3232061A1
Application number: DE19823232061
Authority: DE
Inventors: Stefan Ing.(grad.) 8000 München Ficker
Original assignee: FICKER S VERFAHRENSTECH
Current assignee: FICKER S VERFAHRENSTECH
Priority date: 1982-08-28
Filing date: 1982-08-28
Publication date: 1984-03-01

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Aufbereitung von Altgummi
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine dazu geeignete Vorrichtung für die mechanische Aufbereitung von Altgummi, insbesondere Fahrzeugreifen, als Vorstufe z.B. für die anschließende Regenerierung oder auch für andere Recyclingmethoden des von Einlagen wie Stahlcord und Gewebefäden befreiten und auf geeignete Stückgröße zerkleinerten Altgummis. Als Altgummi im Sinne der Erfindung sind sowohl Naturkautschukerzeugnisse wie auch solche aus synthetischen Polymerisaten mit gDrliKknlichen Eigenschaften zu verstehen, insbesondere für Fahrzeugreifen geeignete Materialien wie z.B. Buna.
Hierbei ist zunächst eine Vortrennung des normalerweise unsortiert angelieferten Altgummis in Stahl enthaltendes Naterial einerseits und reines Textilmaterial andererseits erforderlich, was in an sich bekannter Weise mit Hilfe von Geräten bewerkstelligt werden kann, die Eisen erkennen können. Aus den Textilreifen wird der drahtverstärkte Wulst entfernt und dem stahlhaltigen Material zugegeben. Das stahlfreie Material kann in an sich bekannter Weise, z.B. auf elektrostatischen Wege nach dem in der DE- B $,26&.4B8 beschriebenen Lurgi-FickeraVerfahren mittels elektrostatischer Scheider in Textilfäden und praktisch reinen Altgummi zerlegt werden, der - gegebenenfalls nach weiterer Zerkleinerung auf die für die Weiterverwendung optimale Korngröße - der Regenerierung oder sonstiger Wiederverwendung zugeführt werden kann.
Für die Abtrennung der Stahldrahteinlagen aus den drahtverstärkten Material, insbesondere Karkassen von Fahrzeugreifen, gibt es bis heute, wenn man vom unwirtschaftlichen kryogenen Verfahren - Versprödung durch Tiefkühlung mit flüssigem Stickstoff oder fester Kohlensäure und nachfolgende Zerkleinerung in Prallmühlen - und dem ebenfalls unwirtschaftlichen und nur für die Zerlegung von Wulstringen, nicht aber von Karkassen brauchbaren Verfahren der DE-PS 743 3 absieht, als technisoh-wirtschaftlich brauchbares Verfahren nur das in der DE-PS 26 08 383 beschriebene. Es besteht im Wesentlichen darin, die sorzuB#wise vom Wulst befreiten und in mehrere Stücke zerteilten Reifen einer Druckbelastung vor 5 bis 500 Tonnen auf einen planen Gegenlager wie einer Druckplatte durch abrollt de Rotationskörper mit glatter Oberfläche vorzugsweise bei Raumtemperatur zu unterwerfen, wodurch die Lrahtgewebeeiniagen - vor allem durch Schubkräfte gelöst - herausgequetsoht werden.
Es wurde nun gefunden, daß dieses an sich bekannte Verfahren durch entsprechende Becoh*ung neuer Versuchserkenntnisse, die für die erfindungsgemäß eröglichte weitere Verbesserung ven entscheidender Bedeutung sind, noch ganz erheblich weiter verbessert werden kann. Die erzielbaren Verbesserungen erlauben u.a auch, wenn gewünscht, auf die bisher übliche vorherige Abtrennung der Wülste vo den Reifen, außer bei ganz großen Nutzfahrzeugreifen, zu verzichten. Diese neue: Erkenntnisse sind die folgenden Vor allen darf der Einzugswinkel zwischen Rotationskörper und planer Unterl ge einen Maximalwert nicht überschreiten, der un so größer sein darf 1) Je größer der Reibungewinkel zwischen Walze und Unterlage 2) Je dünner 3) Je weicher die eingesetzten Altgummistücke 4) und Jeflacher diese Guimistücke sind.
So iaß z.B. für die Verarbeitung des oa. 18 mm dicken Laufstreifens eines 185 m Reifens bei einem Reibungswinkel zwischen Walze und Unterlage, der ca. 3mal ao groß ist wie der zwischen Walzstahl und Waizstahl, der Einzugswinkel # 60 seir Das Erfordernis, den Einzugswinkel genügend klein zu halten, bedeutet nicht anderes als Druckwalzen genügend großen Durch essers für eine gegebene Dicke de zu verarbeitenden Gunmistückes zu verwenden. Um aber die Bauhöhe der Vorrichtung in wirtschaftlich brauchbaren Grenzen halten zu können, ist es aber wünschenswert, nicht allzu große Walzendurohmesser verwenden zu müssen. Der nächstlieger Ausweg, Walzen verschiedener Durchmesser ftir verschieden dicke Gunistücke zu verwenden, ist wenig praktisch, weil eine Vorsortierung des angelieferten Materials unwirtschaftlich wäre, weshalb eine Anlage in der Lage sein muß, die verschiedensten, auch dickere, angelieferte Gunmibahnen aufzuarbeiten.
Um trotzdem nicht allzu große Walzen verwenden zu müssen, d.h. solche von 400 bis 2000, vorzugsweise 800 bis 1200 mm Drrchmesser, wird erfindungsgeiäß der Reibungswinkel zwischen Druckwalze und der als Gegenlager dienenden Druckplatte durch Aufrauhung bzw. Griffignschung der letzteren, gegebenenfalls auch der Druckwalze, auf mindestens den zweifachen, vorzugsweise den 3 bis 50fachen Wert des Reibungswinkels von Walsstahl auf Walzstshl vergrößert. Damit aber dieser große Reibungswinkel im Dauerbetrieb nicht zu rasch dadurch abnimmt, daß der teilweise die Zerkleinerungswerkzeuge berührende Stahldraht die Unebenheiten der Unterlage und/oder der Druckwalze glattbügelt, muß mindestens die Druckplatte, vorzugsweise auch die Walzenoberfläche genügend große Härte aufweisen. Es wurde gefunden, daß eine Yickers-Härte von mindestens 400 notwendig und eine solche von 450 bis 600 VR i.a. stets ausreichend ist, welche Forderung durch Verwendung von Kokillenguß geeigneter Qualität erfüllt werden kann.
Die Aufrauhung der Druckplatte und gegebenenfalls auch der Druckwalze könnte grundsätzlich durch Behandlung mit einen Sandstrahlgebläse bewirkt werden, wobei jedoch in Anbetracht der großen Härte der zu behandelnden Oberflächen an Stelle von Sand Körner von größerer Härte, z.B. Carborundum, verwendet werden müßten. Es wurde jedoch gefunden, daß eine eingearbeitete Riffelung oder Zahnung weit besser Ergebnisse liefert. Vorzugsweise wird deshalb die Aufrauhung durch eine Riffelung bewirkt, insbesondere durch eine eingearbeitete prismatische Riffelung von z.B. 1 bis 20 mm Tiefe mit einem Freiwinkel von etwa 900 und Zahnspitzen von 0,2 bis 5 mm erzielt. Dadurch wird auch der weitere Vorteil erzielt, daß der Gummi durch die Riffeln gleichzeitig granuliert, d.h. zerkleinert wird, wenn der Vertikaldruck so eingestellt wird, daß der Grenzfall des Haftens des Gummistückes leicht überschritten wird, so daß es von der Druckwalze etwas mitgenommen wird.
Eine leichte balligkeit der Walzenoberfläche, etwa von 3 bis 6 mm bei einer Walzenbreite von 160 mm und entsprechendem Balligkeitsradius für andere Walzenbreiten ist zwar nicht zwingend, aber vorteilhaft, weil sie ein besseres Fließ des Gummis, bedingt durch seine visco-elastischen Eigenschaften, ermöglicht.
Ebenso ist es nicht zwingend notwendig, daß die Druckwalze über den Gummi abroll Sie kann auch - vorausgesetzt, daß alle anderen oben genannten Forderungen erfüllt sind - über den Gummi ohne sich zu drehen so hinweggleiten, daß der von der Walze vor ihr aufgestauchte Gummiwulst durch Schubkräfte mitgenommen wird.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird das bei chen des für die Dslaminierung der Reifehlagen erforderlichen Schubmoduls dadurc erleichtert, daß die Festigkeit des Gummis (bzw. des gummiartigen synthetischen Polymerisates) durch vorheriges Erwärmen reduziert wird. Das ist schon bei Tempf raturen möglich, die mit Sicherheit unterhalb der Regenerationstemperatur liege wie beispielsweise die nachstehende Tabelle zeigt. Sie gibt Mebergebnisse an einer bestimmten, ziemlich typischen Buna-Sorte wieder.
Temperatur Festigkeit °C kp/cm² 20 233 100 182 140 zu 120 Die genannte bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht daher vor, den au geeignete Größe, z.B. handtellergroße Stücke zerkleinerten Altgummi auf eine Temperatur von 100° bis 150° C zu erwärmen, bevor er auf einer rauhen, vorzugsweise geriffelten harten Druckplatte von harten Druckwalzen mit oder ohne ebene aufgerauhter bzw. geriffelter Oberfläche überrollt wird. Dadurch kann die für d.
Zerlegung von drahtarmiertem Gummi oder gummielastischen synthetischen Polymere bei Normaltemperatur erforderliche Zahl der Überrollungen ganz erheblich, namli von 10 bis 15 auf 1 bis 3 Überrollungen reduziert werden.
Da die Dicke der Reifenstücke infolge "Abgranulierens" von Material durch die geriffelte Walze und auch durch Abschieben von Reifenlagen während des tberroltwerden bzw. Darübergleites abnimmt, würde die Federkraft und damit auch die im Inneren des Reifenstückes wirksamen Schubkräfte im gleichen Sinne abnehmen, wenn dem nicht entgegengewirkt würde. Um dies auszugleichen, sieht ein weitere berorzugte Ausgestaltung der Erfindung vor, die als Gegenlager zur abrollenden Druckwalze dienende Druckplatte so auszubilden, daß ihre Dicke in der Rollrichtung der Walze etwa in gleichen Auslaß zunimmt, wie die Dicke den Reifenstücke abnimmt. Dabei ist es aus herstellungstechnischen Gründen zweckiäßig, die Druckplatte aus mehreren nebeneinander gelegten Einzeiplatten zasnmenzusetzen, wie in der Abbildung schematisch dargestellt.
In der Abbildung bedeutet 4 den 3odenträger, auf den die aus den Einzelplatten la, Ib und 1c zusammengesetzte Druckplatte 1 aufliegt. 2 ist die Druckwalze, 3 die Riffelung der Bodenplatte und 5 sind die Gunnistücke.
Eine weitere Ausführungsforn der Erfindung aieht vor, die Riffeltiefe in Richtung der Rollbewegung der Druckwalse abnehmen zu lassen, wie in der Abbildung schematisch gezeigt, d.h. die erste Eeilplatte 1a ist mit der tiefsten und die letzte lc mit der flachsten Riffelung versehen. Dadurch kann sichergestellt werden, daß auch die aus den bereits dünner gewordenen Stücken herausgequetschten Drähte nicht in der Riffelung hängen bleiben können.
Die in der Abbildung dargestellte horizontale Anordnung der Druckplatte 1 bzw. der ganzen Vorrichtung ist nicht unbedingt norwendig. Es ist grundsätzlich auch möglich, sie vertikal anzuordnen, was die kontinuierliche Materialzu- und -abfuhr erleichtert.
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Claims

PATENTNSPRt}CRE ($Ver£ahren zur Abtrennung von Metall- und Gewebeeinlagen aus Altgt1mm4-stücken durch Aussortierung der metallfreien Anteile, Abtrennung der Textilanteile aus diesen und Uberrollen der vorzerkleine@@en metallhaltigen Anteile auf einer planen Gegendructplatte durch Druckwalzen mit einer Kraft von über 5 to, dadurch gekennz.ichnet, daB die Oberfläche der planes Gegendruckplatte und gegebenenfalls auch die der Druckwalzen aufgerauht und vorzugsweise geriffelt oder gezahnt ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckplatte und gegebenenfalls auch die Druckwalzen Oberflächen mit Vickersharten von mindestens 400, vorzUgsweise 450 bis 600 VH haben.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Altgummistücke vor dem ueberrollen durch die Druckwalzen auf Temperaturen oberhalb Raumtemperatur und unterhalb der egeneriertemperatur, vorzugsweise auf eine Temperatur im Bereich von 1000 bis 1500 C erwärmt werden.
4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 3, enthaltend mindestens eine Druckplatte (1) und mindestens eine auf dieser abrollbere Druokwalze (2) mit einem Durchmesser von 400 bis 2000 mm, vorzugsweise 800 bis 1200 mm, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die Druckplatte und gegebenenfalls auch die Druckwalze eine Oberflächenhärte von mindestens 400, vorzugsweise 450 bis 600 VH aufweisen und diese Oberfläche durch eine eingeschnittene Riffelung oder Zahnung (3) aufgerauht ist. -
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Riffelung prismatisch ist.
6. Vorrichtung nach den Anspruche 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Riffelung eine Tiefe von 2 bis 20 mm hat.
7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Riffelung einen Freiwinkel von 600 bis 90° und Zahnspitzen von 0,2 bis 2 mm hat.
8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß aie Flanken der Riffelung unterschiedlich steil sind.
9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 bis 8, dadurch gekenzizeichnet, daS die Höhe der gegebeneiifalls aus mehreren nebeneinander gelegten Einzelplatten (la, Ib, lc) zusammengesetzten Druckplatte in der Rollrichtung der Druckwalze (2) zunimmt.
10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe der Riffelung (3) der Druckplatte (1) in der Roliriohtung der Druckwalze (2) abnimmt.
11.Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 bis 10, dadurch gekennzeichnett daß die Oberfläche der Druckwalse (2) leicht ballig ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichmet, daß bei einer Walzenbreite von 160 fl die Balligkeit 2 bis 6 iii und bei anderen Walzendurchmessern entsprechend iehr oder weniger beträgt.