DE4432630A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Aufbereitung von Stahleinlagen enthaltenden Gegenständen aus Altgummi, insbesondere Fahrzeugreifen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Aufbereitung von Stahl­ einlagen enthaltenden Gegenständen aus Altgummi, insbesondere Fahrzeug­ reifen, bei dem der Gegenstand für die Weiterverarbeitung zerkleinert (geshreddert) wird, sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Gegenstände aus Altgummi, insbesondere Fahrzeugreifen, aber auch Abfall­ materialien aus der Gummiproduktion, sofern sie Stahleinlagen aufweisen, oder unbrauchbare, aufblasbare Kissen wie z. B. Hebekissen oder Dichtkis­ sen (siehe z. B. EP 290 995) werden nach dem Stand der Technik zerkleinert, beispielsweise zu Rauhmehl oder Granulat. Das Zerkleinern der Gegenstän­ de erfolgt mittels Messern, die das Altgummimaterial sowie die darin ein­ gebetteten Stahleinlagen zerschneiden.

Aus dem gewonnenem Altgummimaterial wird für die Weiterverwendung zu­ meist die zerstückelte Stahleinlage abgetrennt, aus den Gummiteilchen können wieder Gegenstände hergestellt werden, beispielsweise durch Zug­ abe eines geeigneten Bindemittels, hierzu wird beispielsweise auf die DE-C-35 83 388 verwiesen. Auf diese Weise kann aus Altgummimaterial wieder ein Körper hergestellt werden, der praktisch einsetzbar ist, beispielsweise im Straßenbereich.

Schwierig bei der Zerkleinerung der Gegenstände aus Altgummi hat sich die Standzeit der für die Zerkleinerung benutzten Messer erwiesen. Die Messer werden nur gering abgenutzt, wenn sie das Altgummimaterial zer­ schneiden, es tritt aber hoher Verschleiß auf, wenn die Stahleinlagen durchtrennt werden. Ein Auswechseln der Messer unterbricht den Produkti­ onsvorgang und verteuert die Aufbereitung.

Hier setzt nun die Erfindung ein. Sie hat es sich zum Ziel gemacht, die Standzeit der Messer, wie sie für die Zerkleinerung von Gegenständen aus Altgummi, die mit Stahleinlagen versehen sind, verwendet werden, erheb­ lich zu verbessern und darüber hinaus die Stahleinlagen möglichst so zu erhalten, daß eine Wiederverwendung nicht ausgeschlossen ist.

Verfahrensmäßig wird diese Aufgabe ausgehend von den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 dadurch gelöst, daß vor dem Zerkleinern des Gegenstandes dieser mittels eines Hochdruckwasserstrahls lokal so aufge­ schnitten wird, daß zumindest ein Teil der Stahleinlagen mechanisch her­ ausgelöst werden kann. Die vorrichtungsmäßige Lösung findet sich im An­ spruch 5.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren und der danach arbeitenden Vorrich­ tung wird versucht, die Stahleinlagen unbeschädigt aus dem Gegenstand herauszulösen. Dies gelingt beispielsweise bei Wulsteinlagen von Fahrzeug­ reifen. Mittels eines unter hohem Druck arbeitenden Wasserstrahls ist es möglich, das Gummimaterial, das sich in unmittelbarer Nähe einer Stahlein­ lage befindet, aufzuschneiden, ohne die Stahleinlage selbst in irgendeiner Form zu beschädigen. Der Wasserstrahl frißt sich in das Gummimaterial hinein, läßt aber die Stahleinlage völlig ungeändert. Auf diese Weise ist es möglich, vor dem Shreddern zumindest einen Teil der Stahleinlagen des Gegenstandes aus Altgummi freizulegen und mechanisch zu entfernen. Die so entfernten Stahleinlagen können überprüft und gegebenenfalls für die Neuproduktion der Gegenstände, beispielsweise für die Neuproduktion von Fahrzeugreifen, wieder eingesetzt werden. Die vor dem Zerkleinerungsvor­ gang herausgelösten Stahleinlagen müssen nicht mehr durch die Messer zerkleinert werden, die Standzeit der Messer erhöht sich dadurch beträcht­ lich. Vorteilhaft ist auch, daß die zerkleinerten Stahleinlagen, wie sie nach dem Stand der Technik auftreten, nicht mehr von den Gummischnitzeln ge­ trennt werden müssen. Weiterhin ist es nicht mehr erforderlich, die zer­ schnitzelten Stahleinlagen als Abfall oder Schrott für die Stahlerzeugung zu verkaufen, vielmehr kann ein wesentlich höherer Preis für sie erzielt werden.

Insgesamt erleichtert und verbessert das erfindungsgemäße Verfahren die Zerkleinerung von Gegenständen aus Altgummi, es ist eine sinnvollere Trennung des reinen Gummimaterials und der Stahleinlagen möglich, der Energieaufwand für den Shreddervorgang wir deutlich reduziert.

Für den schneidenden Hochdruckwasserstrahl können übliche, an sich be­ kannte Vorrichtungen eingesetzt werden. Gearbeitet wird beispielsweise mit einem Druck von 3000 bar. Der Hochdruckwasserstrahl wird so eingestellt, daß Gummimaterial problemlos zerschnitten wird, aber auf den Stahleinla­ gen keinerlei Beschädigungen festzustellen sind, wenn der Wasserstrahl auf sie trifft. Dieses Ergebnis ist innerhalb eines relativ weiten Bereichs von Arbeitsdrucken erreichbar.

Bevorzugt wird das Verfahren bei der Aufbereitung von Altreifen durchge­ führt. Es gelingt, die in den Wülsten enthaltenen Wulsteinlagen ohne Be­ schädigung aus dem Gummimaterial herauszulösen. Mittels des Hochdruck­ wasserstrahls werden zunächst Schnitte bis zu den Wulsteinlagen durchge­ führt, die Wulsteinlage wird anschließend mittels geeigneter mechanischer Mittel, beispielsweise eines Hakens, erfaßt und herausgezogen. Nach Prü­ fung kann die Wulsteinlage wieder für die Herstellung neuer Reifen ver­ wendet werden.

Erfindungsgemäß lassen sich aber auch Stahlcordeinlagen in Fahrzeugreifen freilegen und später mechanisch herausziehen. Auf diese Weise ist eine bessere Trennung von Stahlteilen und Gummiteilen bei der Aufbereitung von Altreifen möglich.

Das Aufschneiden von Altreifen im Bereich ihrer Wulste läßt sich mit ein­ fachen Mitteln mechanisieren. Die Wulst läßt sich in einer Haltevorrichtung einspannen und einfach zentrieren. Es genügt dann eine stationäre Hoch­ druckwasserdüse, die auf die Position der Stahleinlage (Wulsteinlage) ger­ ichtet ist und das vor ihr liegende Gummimaterial so aufschneidet, daß die Wulsteinlage freiliegt.

Als besonders günstig hat sich der Einsatz eines Metalldetektors erwiesen.

Mittels eines Metalldetektors kann die Position einer Stahleinlage erfaßt werden, das damit erhaltene Signal kann genutzt werden, um eine Bewe­ gungsvorrichtung der Düse zu steuern. Auf diese Weise wird erreicht, daß mit dem Hochdruckstrahl stets so geschnitten wird, daß eine Stahleinlage freigelegt wird, also bei Durchführung des Schnittes die Stahleinlage auch tatsächlich getroffen wird.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Ansprüchen sowie der nun folgenden Beschreibung von nicht einschränkend zu verstehenden Ausführungsbeispielen der Erfindung, die unter Bezugnah­ me auf die Zeichnung im folgenden näher erläutert werden. In dieser zei­ gen:

Fig. 1 eine schnittbildliche Darstellung eines Reifens, der auf einem expan­ dierbaren, drehbaren Dorn aufgespannt ist, gezeigt ist der Einsatz einer Düse, aus der ein Hochdruckwasserstrahl hervorgeht und

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung eines flächigen Altgummistücks, in dem sich Stahlcordeinlagen befinden und einer zugeordneten Vorrichtung zum Freilegen dieser Einlagen mittels Hochdruckwasserstrahl.

Aus Fig. 1 ist ein Gegenstand aus Altgummi in Form eines Fahrzeugreifens 20 dargestellt. Er ist auf einem Dorn 22, der die Haltevorrichtung für den Reifen 20 bildet, aufgespannt. Mittels einer nicht dargestellten, an sich bekannten Antriebsvorrichtung, symbolisiert durch den Pfeil 24, kann der Dorn 22 mit dem Reifen 22 gedreht werden.

Unmittelbar am Dorn 22 liegen die Reifenwülste 26 an. In ihr befinden sich die Wulsteinlagen 28. Auf die untere Wulsteinlage 28 ist der Strahl 30 einer Düse 32 gerichtet. Er zerschneidet das vor der Wulsteinlage 28 befind­ liche Gummimaterial und legt die Wulsteinlage 28 frei, ohne sie in irgend­ einer Form zu beschädigen. Nach einem kompletten Rundlauf, also einer vollständigen Drehung des Dorns 22, kann die Wulsteinlage 28 mittels ge­ eigneter mechanischer Mittel, beispielsweise eines Hakens, erfaßt und her­ ausgezogen werden. Der restliche Reifen 20 kann dann in gewohnter Weise geshreddert werden.

Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist der Fall eines großformatigen He­ bekissens 34 gezeigt, in dem sich Stahlcordeinlagen zur Armierung befin­ den. Eine derartige Einlage 28 ist gestrichelt dargestellt. Mittels geeigne­ ter, einfacher Mittel ist das Kissen 34 eingespannt, damit es unter dem Druck des Wasserstrahls nicht weggedrückt wird und auch nicht weg­ schwimmen kann. Es genügen einfache Fixierungen an den Ecken. Auf einem X-Y-Z-Gestell verfahrbar ist die Düse 32 angeordnet, aus ihr tritt der Hoch­ druckwasserstrahl 30 hervor. In unmittelbarer Nähe dieser Düse, aber au­ ßerhalb ihres Wirkungsbereichs, befindet sich ein Metalldetektor 36. Er ist mit einer geeigneten Elektronik verbunden. Der Metalldetektor erfaßt eine Stahlcordeinlage und über die zugeordnete Elektronik wird die Düse 32 so nachgestellt, daß der Hochdruckwasserstrahl 30 stets die Stahlcordeinlage 28 trifft. Die X-Y-Z Anordnung ermöglicht es, die gesamte Fläche abzufahren, die entsprechenden X-Y-Z Antriebe bilden eine Bewegungsvorrichtung für die Düse 32.

Der Schneidvorgang kann über einen Computer gesteuert werden. Entweder bedient man sich dabei der oben beschriebenen Fixierung der Reifenwülste 26 durch einen Dorn 22 oder eine ähnliche Zentrierungshilfe, oder mittels einer optischen Erkennungsvorrichtung, beispielsweise eine Videokamera, wird der Innenrand des Reifens abgetastet und erfaßt und der Wasserstrahl des Wasserstrahlschneidgerätes entsprechend geführt.

Manche Recyclingprodukte, die aus dem gewonnenen Altreifengranulat erstellt werden, haben auch eine Stahlarmierung. Für die mehrmalige Aufbereitung solcher Recyclingprodukte kann ebenfalls die Armierung durch das erfindungsgemäße Verfahren vor dem Zerschneiden entfernt werden. Der Ablauf erfolgt ebenfalls wie beim Reifen.

Claims (9)

1. Verfahren zur Aufbereitung von Stahleinlagen (28) enthaltenden Gegen­ ständen (20, 34) aus Altgummi, insbesondere Fahrzeugreifen, bei dem der Gegenstand (20) für die Weiterverarbeitung zerkleinert (geshreddert) wird, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Zerkleinern des Gegenstan­ des (20, 34) dieser mittels eines Hochdruckwasserstrahls (30) so aufge­ schnitten wird, daß zumindest ein Teil der Stahleinlagen (28) mecha­ nisch herausgelöst werden kann.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegen­ stand ein Fahrzeugreifen (20) ist und daß der Fahrzeugreifen (20) im Bereich seiner Reifenwulst (26) so aufgeschnitten wird, daß die Wul­ steinlage (28) herausgezogen werden kann.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (32), aus der der Hochdruckwasserstrahl (30) austritt, mit einer Bewegungs­ vorrichtung verbunden ist, die vorzugsweise von einem Metallerfas­ sungsdetektor (36) gesteuert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wulstein­ lage (28) nach dem Herauslösen untersucht wird, insbesondere auf me­ chanische Beschädigungen, Reißfestigkeit und Oberflächenbeschaffen­ heit, und die Wulsteinlagen (28), die diesen Test positiv bestanden ha­ ben, wieder für die Neureifenproduktion eingesetzt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Auf­ schneiden des Gegenstandes (20, 34) mit einem Hochdruckwasserstrahl (32) das Gummimaterial in unmittelbarer Nähe einer Stahleinlage (28) soweit abgetragen wird, daß sich auf der Stahleinlage (28) noch eine möglichst dünne Schicht an Gummi befindet, die Stahleinlage (28) selbst aber praktisch nicht freigelegt ist und daß anschließend das Auf­ schneiden mit dem Hochdruckwasserstrahl (30) erfolgt.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprü­ che 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Düse (32) für einen Hochdruckwasserstrahl (30) vorgesehen ist, daß eine Haltevorrichtung (z. B. Dorn 22) für einen Gegenstand (20) aus Altgummi vorhanden ist und daß eine Antriebsvorrichtung vorgesehen ist, die eine Relativbewe­ gung zwischen der Düse (32) und der Haltevorrichtung ermöglicht.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 für die Aufbereitung von Altreifen, da­ durch gekennzeichnet, daß die Haltevorrichtung Zentriermittel für den Fahrzeugreifen aufweist, beispielsweise einen Dorn (22), auf den der Reifenwulst (26) aufgezogen wird.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Düse (32) eine Bewegungsvorrichtung zugeordnet ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Metalldetektor (36) vorgesehen ist, der die Antriebsvorrichtung und/oder die Bewegungsvorrichtung steuert.