RU2284908C1

RU2284908C1 - Method of tyre cutting

Info

Publication number: RU2284908C1
Application number: RU2005115652A
Authority: RU
Inventors: Александр Александрович Вещев (RU); Александр Александрович Вещев; Роман Сергеевич Плотников (RU); Роман Сергеевич Плотников; Григорий Михайлович Гончаров (RU); Григорий Михайлович Гончаров; Евгений Михайлович Борисов (RU); Евгений Михайлович Борисов
Original assignee: Ярославский государственный технический университет
Priority date: 2005-05-23
Filing date: 2005-05-23
Publication date: 2006-10-10

Abstract

FIELD: recycling of waste rubber articles, including reject automobile tyres.

SUBSTANCE: according to proposed method, tire is cut into five pieces: tread, two strips, two bead rings. In process of cutting, fixed tire is compressed in axial direction, is turned and tread band and two side strips are cut out. Firstly, fixed tire is cut in not less than four sections whose length, for each cutting, line, exceeds half of line length. The tire is turned through angle to arranged it in position in which cut and solid sections of tire change their places and, by second movement of knife, fixed tire is cut into five pieces.

EFFECT: possibility of cutting any tyres, including heavy damaged and metal-cord tyres and those with different tyres of reinforcement carcass without readjustment of equipment.

5 dwg

Description

Заявляемое изобретение относится к переработке отходов армированных резинотехнических изделий, в частности автомобильных шин (изношенных, бракованных и пр.).The claimed invention relates to the processing of waste reinforced rubber products, in particular car tires (worn, defective, etc.).

Аналогом заявляемого изобретения является способ разрезания покрышки на большое количество частей (центральная часть - протектор, левая и правая части - боковины, с дальнейшим разрезанием каждой из боковин на одинаковые части), при котором закрепленную покрышку вращают вокруг основной оси вращения при контакте с парой лезвий, в результате чего покрышка разрезается на части: протекторное кольцо, левая и правая боковины, далее боковины радиально настраиваются на группу лезвий и радиально разрезаются на относительно одинаковые части (патент US №5443567, МПК⁷ В 02 С 18/02, 1995).An analogue of the claimed invention is a method of cutting a tire into a large number of parts (the central part is the tread, the left and right parts are the sidewalls, with further cutting each of the sidewalls into identical parts), in which the fixed tire is rotated around the main axis of rotation when in contact with a pair of blades, as a result, the tire is cut into parts: the tread ring, the left and right sidewalls, then the sidewalls are radially adjusted to a group of blades and radially cut into relatively identical parts (pat m US №5443567, IPC ⁷ C 02 B 18/02, 1995).

Недостатком аналога являются затруднения при разрезании на указанные части покрышек, имеющих существенные повреждения несущей конструкции (каркаса), что затрудняет фиксацию покрышки и ее вращение, а также делает невозможным равномерное разрезание покрышки. Другим недостатком аналога являются затруднения и даже невозможность разрезания в радиальном направлении боковин, содержащих в себе бортовые кольца, предварительное отделение которых от боковин не предполагается. Еще одним недостатком аналога является сложность и значительная протяженность во времени способа за счет необходимости последовательного выполнения большого количества разнородных по характеру операций: разрезание покрышки, настраивание боковин на группу лезвий, разрезание боковин на одинаковые части.The disadvantage of the analogue is the difficulty in cutting into the indicated parts of the tires having significant damage to the supporting structure (frame), which complicates the fixation of the tire and its rotation, and also makes it impossible to uniformly cut the tire. Another disadvantage of the analogue is the difficulty and even the inability to cut in the radial direction of the sidewalls containing the side rings, the preliminary separation of which from the sidewalls is not expected. Another disadvantage of the analogue is the complexity and considerable length of time of the method due to the need for sequentially performing a large number of operations that are heterogeneous in nature: cutting the tire, adjusting the sidewalls to a group of blades, cutting the sidewalls into identical parts.

Прототипом заявляемого изобретения является способ разделения покрышки на пять частей (протектор, две боковины, два бортовых кольца), при котором закрепленную покрышку сжимают в осевом направлении до деформации изгиба в брекерно-протекторной части, вращают покрышку, вырезают каркасно-брекерно-протекторное кольцо ножами, подвижными в радиальном направлении, отделяют две боковины и из боковин удаляют бортовые кольца путем вырывания (патент РФ №2188125, МПК⁷ В 29 В 17/00, 2001).The prototype of the claimed invention is a method of dividing the tire into five parts (tread, two sidewalls, two side rings), in which the fixed tire is compressed in the axial direction until the bending deforms in the belt-tread part, the tire is rotated, the frame-belt-tread ring is cut with knives, movable in the radial direction, two sidewalls are separated and side rings are removed from the sidewalls by tearing (RF patent No. 2188125, IPC ⁷ V 29 V 17/00, 2001).

Недостатком прототипа также являются существенные затруднения или невозможность разрезания на указанные части покрышек, имеющих повреждения несущей конструкции (каркаса), что не позволяет проводить вращение покрышки с необходимой точностью и осуществлять вырыв бортовых колец. Другим недостатком прототипа является сложность в осуществлении способа, требующего нескольких раздельных приводов для сжатия покрышки, ее вращения и вырыва бортовых колец. Еще одним недостатком прототипа является сложность способа из-за большого количества разнородных по характеру операций и значительные затраты времени на последовательные операции по разделению покрышки, поскольку три части покрышки получаются в результате разрезания (протектор, две боковины), и две части получаются в результате последовательного вырывания бортовых колец из боковин.The disadvantage of the prototype is also significant difficulties or the inability to cut into the indicated parts of the tires having damage to the supporting structure (frame), which does not allow the rotation of the tire with the necessary accuracy and pull out the side rings. Another disadvantage of the prototype is the difficulty in implementing the method, requiring several separate drives for compressing the tire, its rotation and the breakout of the side rings. Another disadvantage of the prototype is the complexity of the method due to the large number of operations that are heterogeneous in nature and the considerable time required for sequential operations to separate the tire, since three parts of the tire are obtained by cutting (tread, two sidewalls), and two parts are obtained by sequential tearing side rings from the sidewalls.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является обеспечение возможности разрезания на пять частей любых покрышек (включая покрышки имеющие существенные повреждения каркаса), упрощение процесса разрезания покрышки и его ускорение за счет разрезания покрышки на пять частей за две операции, а так же упрощение оборудования, на котором осуществляется разрезание покрышек за счет снижения до минимума (до одного) количества приводов, необходимых для осуществления способа. Другим техническим результатом, который позволяет достичь заявленное изобретение, является возможность разрезания как металлокордных покрышек, так и покрышек с текстильным кордом без перенастройки и регулировки оборудования и рассортировки разрезаемых покрышек по видам армировки, а также снижение усилия, необходимого для разрезания покрышки.The task to which the claimed invention is directed is to provide the possibility of cutting into five parts of any tires (including tires having significant damage to the carcass), simplifying the process of cutting the tire and accelerating it by cutting the tire into five parts in two operations, as well as simplifying the equipment on which the cutting of tires is carried out by reducing to a minimum (up to one) the number of drives necessary for the implementation of the method. Another technical result that allows to achieve the claimed invention is the ability to cut both metal cord tires and tires with textile cord without reconfiguring and adjusting the equipment and sorting the cut tires by type of reinforcement, as well as reducing the effort required to cut the tire.

Для достижения указанного технического результата в способе разрезания покрышки на пять частей (протектор, две боковины, два бортовых кольца), при котором закрепленную покрышку сжимают в осевом направлении, поворачивают, вырезают протекторное кольцо и две боковины, первым движением ножа прорезают неподвижную покрышку не менее чем в четырех участках, длина которых для каждой линии реза превышает половину длины этой линии, покрышку поворачивают на угол, при котором прорезанные и непрорезанные участки покрышки меняются местами, и вторым движением ножа осуществляют разрезание неподвижной покрышки на пять частей.To achieve the specified technical result in the method of cutting the tire into five parts (tread, two sidewalls, two side rings), in which the fixed tire is compressed in the axial direction, rotate, the tread ring and two sidewalls are cut, the stationary tire is cut with the first movement of the knife for at least in four sections, the length of which for each cutting line exceeds half the length of this line, the tire is rotated at an angle at which the cut and uncut sections of the tire are interchanged, and the second izheniem cutting knife carried on a stationary tire five parts.

На фиг.1 представлен алгоритм разрезания покрышки. На фиг.2 представлена схема устройства для разрезания покрышки, сечение в вертикальной плоскости по центральной оси, положение двойного секционного кольцевого ножа поднятое (первая операция алгоритма - фиксация покрышки на дорне). На фиг.3 показаны линии (окружности) резов на боковине покрышки. На фиг.4 показаны участки первого и второго прорезания боковин покрышки, симметричное расположение. На фиг.5 показаны участки первого и второго реза, несимметричное расположение.Figure 1 presents the algorithm for cutting the tire. Figure 2 presents a diagram of a device for cutting a tire, the cross section in a vertical plane along the central axis, the position of the double sectional ring knife is raised (the first operation of the algorithm is fixing the tire on the mandrel). Figure 3 shows the lines (circles) of cuts on the sidewall of the tire. Figure 4 shows the sections of the first and second cutting sidewalls of the tire, a symmetrical arrangement. Figure 5 shows the sections of the first and second cut, asymmetric arrangement.

Способ разрезания покрышки на пять составных частей, а именно на протекторное кольцо, две боковины и два бортовых кольца, осуществляется следующим образом. Покрышка 1 фиксируется внутренними частями на цилиндрическом дорне 2 (надевается на дорн). Двойной секционный кольцевой нож 3, приводимый в движение, например с помощью гидравлического, электрического, механического или другого привода, движется до касания с боковинами 4 покрышки 1. Движение ножа продолжается до деформации покрышки и далее до ее прорезания насквозь на нескольких участках линий реза (не менее чем по одному участку на каждой линии реза). После прорезания покрышки двойной кольцевой нож с помощью имеющегося привода поднимается вверх в исходное положение, покрышка поворачивается таким образом, чтобы ее прорезанные участки поменялись местами с непрорезанными, двойной секционный кольцевой нож вновь движется вниз до касания с непрорезанными участками боковины покрышки. Движение ножа продолжается до деформации покрышки и далее до полного ее рассечения на пять составных частей: протекторное кольцо 5, две боковины 4 и два бортовых кольца 6. После рассечения покрышки двойной секционный кольцевой нож с помощью имеющегося привода поднимается вверх в исходное положение, и части покрышки снимаются с дорна вручную или с помощью съемников. Целесообразно, чтобы режущие секции двойного кольцевого ножа (линии реза) при сжатом состоянии и дальнейшем разрезе покрышки не приходились непосредственно на металлические бортовые кольца и металлокордную основу протектора, т.к. это может привести к преждевременному затуплению ножей. Количество участков, на которых покрышка прорезается при первом резе, может быть различным и определяется конструкцией ножа (количеством режущих секций), для которых возможно симметричное или несимметричное расположение относительно оси ножа. Например, если на каждой линии реза будет прорезано по одному участку (длина этого участка более половины длины окружности реза), то покрышка будет прорезана на четырех участках. Расположение этих участков определяется конструкцией ножа (расположением режущих секций по окружности ножа).The method of cutting the tire into five components, namely the tread ring, two sidewalls and two side rings, is as follows. The tire 1 is fixed internally to the cylindrical mandrel 2 (put on the mandrel). A double sectional circular knife 3, driven, for example, by a hydraulic, electric, mechanical or other drive, moves until it touches the sides 1 of the tire 1. The movement of the knife continues until the tire is deformed and then cut through it in several sections of the cutting lines (not less than one area on each cut line). After cutting the tire, the double ring knife with the help of the existing drive rises up to its original position, the tire is rotated so that its cut sections are swapped with uncut, the double sectional ring knife again moves down to touch with the uncut portions of the sidewall of the tire. The movement of the knife continues until the tire is deformed and then completely dissected into five components: the tread ring 5, two sidewalls 4 and two side rings 6. After cutting the tire, the double sectional ring knife with the help of the existing drive rises up to its original position, and the tire parts removed from the mandrel manually or using pullers. It is advisable that the cutting sections of the double ring knife (cutting line) when the tire is compressed and further cut, do not fall directly on the metal side rings and the metal cord base of the tread, because this can lead to premature blunting of the knives. The number of sections on which the tire cuts during the first cut may be different and is determined by the design of the knife (the number of cutting sections), for which a symmetric or asymmetric arrangement relative to the axis of the knife is possible. For example, if on each cut line one section is cut (the length of this section is more than half the circumference of the cut), then the tire will be cut in four sections. The location of these sections is determined by the design of the knife (the location of the cutting sections around the circumference of the knife).

Конкретным примером заявляемого изобретения может служить способ разрезания изношенной автомобильной покрышки, содержащей металлические бортовые кольца и каркас из металлического корда, путем вертикального опускания двойного секционного кольцевого ножа, имеющего четыре режущие секции, в направлении А, пунктиром на фиг.2 показана траектория движения лезвий секций ножа. Линии реза конкретного примера представлены на фиг.4. При этом устройство, содержащее станину, дорн и двойной кольцевой нож, установлено на гидравлический пресс (типа К03 или СВИ), обеспечивающий необходимые усилия для разрезания металлокордного каркаса покрышки. Нож 3 имеет четыре режущие секции, выполненные в виде частей соосных цилиндрических обечаек, расположенных симметрично друг другу на внешнем и внутреннем кольцах ножа таким образом, чтобы обеспечить прорезание покрышки на двух участках в пределах каждой линии реза (участки первого реза Б, С, Д и Е). Восемь участков первого реза расположены симметрично друг-другу по четыре на каждой из боковин покрышки и, соответственно, восемь участков второго реза (участки Б^I, C^I, Д^I и Е^I) также расположены симметрично друг-другу. При этом размеры режущих секций ножа должны быть таковы, чтобы суммарная длина участков первого реза Б и Д была больше, чем половина длины линии реза 9, а суммарная длина участков первого реза С и Е больше, чем половина длины линии 10. (При этом длина каждого из участков первого реза должна быть больше, чем 25% длины соответствующей линии реза). Соответственно, длина участка первого реза Б больше длины участка второго реза Б^I, длина участка первого реза Д больше длины участка второго реза Д^I, длина участка первого реза С больше длины участка второго реза С^I и длина участка первого реза Е больше длины участка второго реза Е^I. После прорезания участков первого реза (Б, Д, С и Е) покрышка поворачивается на дорне в направлении Ж таким образом, чтобы участки первого реза и участки второго реза поменялись местами. В результате при втором движении ножа прорезаются участки Б^I, Д^I, С^I и Е^I и покрышка оказывается разрезанной на пять частей. Для предохранения режущих частей ножа от преждевременного затупления станина содержит выемку 7 (или две кольцевые выемки для каждого из кольцевых лезвий двойного ножа), находящуюся напротив режущих кромок ножа, в которую (или которые) эти кромки заходят при максимальном нижнем положении ножа после разделения покрышки. Возможно заполнить эту выемку (выемки) специальным амортизирующим материалом 8, препятствующим забиванию выемки остатками (частицами) от разрезаемых покрышек и затуплению ножа.A specific example of the claimed invention can be a method of cutting a worn automobile tire containing metal side rings and a frame made of metal cord by vertically lowering a double sectional ring knife having four cutting sections in direction A, the dotted line in figure 2 shows the path of the blade sections of the knife sections . Cut lines of a specific example are presented in figure 4. In this case, a device containing a bed, a mandrel and a double ring knife is mounted on a hydraulic press (type K03 or SVI), which provides the necessary effort to cut the metal cord frame of the tire. Knife 3 has four cutting sections made in the form of parts of coaxial cylindrical shells located symmetrically to each other on the outer and inner rings of the knife in such a way as to ensure cutting of the tire in two sections within each cutting line (sections of the first cut B, C, D and E). Eight sections of the first cut are located symmetrically to each other, four on each sidewall of the tire and, accordingly, eight sections of the second cut (sections B ^I , C ^I , D ^I and E ^I ) are also located symmetrically to each other. At the same time, the dimensions of the cutting sections of the knife should be such that the total length of the sections of the first cut B and D is greater than half the length of the cut line 9, and the total length of the sections of the first cut C and E is greater than half the length of the line 10. (In this case, the length each of the sections of the first cut should be more than 25% of the length of the corresponding cut line). Accordingly, the length of the portion of the first cut B is greater than the length of the portion of the second cut B ^I , the length of the portion of the first cut D is greater than the length of the portion of the second cut D ^I , the length of the portion of the first cut C is greater than the length of the portion of the second cut C ^I and the length of the portion of the first cut E is greater than the length of the portion of the second cut E ^I. After cutting the sections of the first cut (B, D, C and E), the tire rotates on the mandrel in the direction Ж so that the sections of the first cut and the sections of the second cut are reversed. As a result, during the second movement of the knife, sections B ^I , D ^I , C ^I and E ^{I are} cut and the tire is cut into five parts. To protect the cutting parts of the knife from premature blunting, the bed contains a recess 7 (or two annular recesses for each of the circular blades of the double knife), which is opposite the cutting edges of the knife, into which (or which) these edges go at the maximum lower position of the knife after the tire is divided. It is possible to fill this recess (s) with special shock-absorbing material 8, which prevents clogging of the recess with residues (particles) from cut tires and blunting of the knife.

Другим конкретным примером может служить способ разрезания изношенной автомобильной покрышки, линии реза которого представлены на фиг.5. От первого конкретного примера он отличается несимметричным друг к другу расположением режущих частей ножа, когда каждому участку первого реза симметричен участок второго реза.Another specific example is the method of cutting a worn automobile tire, the cut lines of which are presented in figure 5. From the first concrete example, it differs in the arrangement of the cutting parts of the knife asymmetrical to each other, when each section of the first cut is symmetric with the section of the second cut.

Разрезание покрышки двойным секционным кольцевым ножом, которое может осуществляться в вертикальном, горизонтальном или любом другом направлении, позволяет (за два движения ножа) разрезать покрышку на пять частей. Поскольку при первом прорезании покрышки длина участков реза составляет более половины длины окружности соответствующей линии реза, при втором прорезании покрышки она гарантировано разделяется на части. Если длина участков будет менее половины соответствующей линии реза, то на боковинах покрышки останутся непрорезанные участки, которые не дадут возможность разделить покрышку на части. В случае, если эти длины будут равны, возможность образования непрорезанных участков также не исключена (из-за неравномерности деформаций покрышки, неточностей ее поворота на дорне и т.д.). Для гарантированного разделения покрышки длина участков первого реза должна превышать длину соответствующей линии реза покрышки не менее чем на 10%. При этом не играет роли степень износа покрышки и наличие даже очень существенных дефектов армирующего каркаса, вплоть до отсутствия отдельных фрагментов разрезаемой покрышки, так как покрышка при разрезании неподвижна. В результате покрышка оказывается разделенной на пять частей, пригодных для дальнейшей переработки известными способами. Это существенно упрощает процесс разрезания изношенной покрышки, обеспечивает возможность разрезания практически любых покрышек, включая сильно поврежденные покрышки, покрышки с прочным металлическим каркасом и т.д. Существенно ускоряется процесс разрезания покрышки, поскольку разрезание на части происходит за два движения ножа и при этом может быть использовано практически любое прессовое оборудование, позволяющее развить необходимое усилие. Кроме того, существенно снижается энергопотребление на разрезание покрышки и необходимая мощность привода, поскольку прорезается не вся покрышка сразу, а последовательно ее отдельные участки. Также обеспечивается возможность разрезания покрышек с различными типами армирующего каркаса (металлокордных, текстильных покрышек, покрышек с армировкой из высокомодульных волокон, например из волокон ароматических полиамидов и др.) без переналадки и перенастройки оборудования, поскольку работоспособность способа не зависит от типа армировки и определяется только геометрическими размерами покрышки и усилием, прикладываемым к ножу. Соответственно не требуется сортировка покрышек по типам армирующих каркасов.Cutting the tire with a double sectional ring knife, which can be carried out in the vertical, horizontal or any other direction, allows (in two movements of the knife) to cut the tire into five parts. Since during the first cutting of the tire, the length of the cut sections is more than half the circumference of the corresponding cutting line, during the second cutting of the tire it is guaranteed to be divided into parts. If the length of the plots is less than half of the corresponding cut line, then on the sidewalls of the tire there will remain uncut sections that will not make it possible to divide the tire into parts. If these lengths are equal, the possibility of forming uncut sections is also not excluded (due to the uneven deformation of the tire, the inaccuracies of its rotation on the mandrel, etc.). For guaranteed separation of the tire, the length of the sections of the first cut must exceed the length of the corresponding cut line of the tire by at least 10%. In this case, the degree of tire wear and the presence of even very significant defects in the reinforcing cage, up to the absence of individual fragments of the cut tire, do not play a role, since the tire is stationary during cutting. As a result, the tire is divided into five parts suitable for further processing by known methods. This greatly simplifies the process of cutting a worn tire, provides the ability to cut almost any tire, including badly damaged tires, tires with a strong metal frame, etc. The process of cutting the tire is significantly accelerated, since cutting into parts takes place in two movements of the knife and at the same time almost any press equipment can be used to develop the necessary force. In addition, the energy consumption for cutting the tire and the required drive power are significantly reduced, since not all the tire is cut at once, but its individual sections in series. It is also possible to cut tires with various types of reinforcing cage (metal cord, textile tires, tires with reinforcement made of high modulus fibers, for example, fibers of aromatic polyamides, etc.) without readjusting and reconfiguring the equipment, since the operability of the method does not depend on the type of reinforcement and is determined only by geometric tire dimensions and the force exerted on the knife. Accordingly, sorting of tires by type of reinforcing frames is not required.

Claims

The method of cutting the tire into five parts: a tread, two sidewalls, two side rings, in which the fixed tire is compressed in the axial direction, the tread ring and two sidewalls are turned and cut, characterized in that the fixed tire is cut through the first movement of the knife in at least four sections , the length of which for each cutting line exceeds half the length of this line, the tire is rotated at an angle at which the cut and uncut sections of the tire are interchanged, and the second movement of the knife zanie fixed tires into five parts.