DE19818566A1 - Tire stripping on rotary stand using high pressure water jets optionally carrying abrasive - Google Patents
Tire stripping on rotary stand using high pressure water jets optionally carrying abrasiveInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Zerlegen und Aufbereiten von Gegenständen aus Gummi oder ähnlichen Materialien mit metallischen und/oder nichtmetallischen Einlagen, insbesondere von Reifen.The invention relates to a method and an apparatus for disassembling and Preparation of objects made of rubber or similar materials with metallic and / or non-metallic inserts, especially of tires.
Üblicherweise werden zum Recycling von Reifen mechanische Verfahren, wie z. B. Shreddern und Mahlen, eingesetzt. Diese werden trocken oder unter Zugabe von Wasser durchgeführt. Nachteilig wirken sich bei diesen Verfahren die inhomogene Material zusammensetzung aus, die einen hohen Verschleiß an den eingesetzten Scherwerkzeugen (Messer, Zähne o. ä.) bewirken. Eine weitere Verfahrenslösung ist das Tieftemperatur verfahren. Dabei wird der Gegenstand bis zum Kaltverspröden gekühlt und anschließend vermahlen. Der Nachteil dieses Verfahrens ist der sehr hohe energetische Aufwand.Mechanical processes such as e.g. B. Shredding and grinding. These become dry or with the addition of water carried out. The inhomogeneous material has a disadvantageous effect in these processes composition, which is a high wear on the shear tools used (Knives, teeth or similar). Another process solution is the low temperature method. The object is cooled to cold embrittlement and then grind. The disadvantage of this method is the very high energy expenditure.
Es sind des weiteren Verfahren bekannt, in denen das Hochdruck-Wasserstrahlen eingesetzt wird, um Reifen teilweise oder vollständig zu zerlegen.Methods are also known in which the high pressure water jets is used to partially or completely dismantle tires.
In der Patentschrift US 5115983 wird ganz allgemein auf die Einsetzbarkeit des Hoch druck-Wasserstrahlens für die Zerlegung von Reifen eingegangen.The patent US 5115983 generally refers to the applicability of the high pressure water jet for the dismantling of tires.
Bekannt ist ferner ein Lösungsvorschlag WO 9215438 für das Abtragen des Gummis von den Laufflächen mit dem Hochdruck-Wasserstrahlen. Dieses Patent geht jedoch vorrangig nur auf das Führen der Reifen selbst ein.Also known is a proposed solution WO 9215438 for removing the rubber from the treads with the high pressure water jets. However, this patent takes precedence only on driving the tires themselves.
Das Patent WO 9222409 schlägt ein Verfahren und bestimmte Vorrichtungen zum Zerlegen von Reifen in Lauf- und Seitenflächen, das Abtragen des Gummis und nach Güteeigen schaften getrenntes Sammeln des abgetragenen Gummis vor, ohne im Detail auf die Ausführung der Wasserstrahl-Werkzeuge einzugehen. Patent WO 9222409 proposes a method and certain devices for disassembling of tires in the tread and side surfaces, the removal of the rubber and according to quality prefer separate collection of the worn rubber without looking in detail at the Execution of water jet tools.
Ein weiteres Patent WO 9605039 sieht das Abtragen der Laufflächen mit Hilfe von, allerdings eine hohe Pumpenleistung erfordernden, Düsenkämmen vor.Another patent WO 9605039 provides for the tread to be removed with the aid of however, nozzle combs which require high pump output.
Das Patent DE 44 32 630 sieht lediglich das Aufschneiden des Wulstes mit dem Hoch druck-Wasserstrahlen und das mechanische Herauslösen der Stahleinlage des Wulstes vor.The patent DE 44 32 630 only sees the cutting of the bead with the high pressure water jets and the mechanical removal of the steel insert of the bead.
Das Patent EP 0293345 beschreibt den Prozeß des Zerlegens von Reifen durch Radialschnitte mit Hochdruck-Wasserstrahlen zur Qualitätsprüfung von Reifen.Patent EP 0293345 describes the process of dismantling tires Radial cuts with high pressure water jets for quality inspection of tires.
Nachteilig bei den bekannten Lösungen sind die mangelnde Wirtschaftlichkeit, die fehlende Einstellbarkeit auf unterschiedliche Reifengrößen, ein eingegrenzter Verwendungszweck bzw. eine mangelnde Offenbarung der Ausführbarkeit der Lösungsvorschläge.A disadvantage of the known solutions is the lack of economy, the lack Adjustability to different tire sizes, a limited use or a lack of disclosure of the feasibility of the proposed solutions.
Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen.The invention seeks to remedy this.
Die Erfindung hat die Aufgabe, ein Verfahren und eine Vorrichtung für das Zerlegen und Aufbereiten von Gegenständen aus Gummi oder ähnlichen Materialien mit metallischen und/oder nichtmetallischen Einlagen, insbesondere von Reifen, zu entwickeln.The invention has for its object a method and an apparatus for disassembling and Preparation of objects made of rubber or similar materials with metallic and / or to develop non-metallic inserts, in particular of tires.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß in einem ersten Verfahrensschritt der Reifen durch eine geeignete, verstellbare Vorrichtung fixiert und durch diese Vorrichtung drehbar gelagert wird. Der Gummi der Lauffläche wird oberhalb der metallischen und/oder nichtmetallischen Einlage, an dieser Stelle in der Regel Gewebe, durch stationär angeordnete, verstellbare Schneidwerkzeuge mit Hilfe von Hoch druck-Wasserstrahlschneiddüsen oder auch wahlweise durch feste mechanische Schneiden abgetrennt. Das anfallende, homogene Gemenge von Gummistücken wird der weiteren Aufbereitung, beispielsweise durch Shreddern und/oder Mahlen, zugeführt. In einer alternativen Ausgestaltung des Verfahrens wird der Gummi der Lauffläche mit Hilfe des Hochdruck-Wasserstrahlens durch geeignete rotierende Düsensysteme abgetragen und zerkleinert. In einer anderen Ausgestaltung dieses Verfahrensschrittes bleibt der Gummi der Lauffläche unbearbeitet.According to the invention the object is achieved in that in a first process step the tire is fixed by a suitable, adjustable device and by this Device is rotatably mounted. The rubber of the tread is above the metallic and / or non-metallic insert, usually fabric at this point, through stationary, adjustable cutting tools with the help of high pressure water jet cutting nozzles or alternatively with fixed mechanical cutting edges severed. The resulting, homogeneous mixture of rubber pieces is the further Processing, for example by shredding and / or grinding. In a alternative embodiment of the method is the rubber of the tread with the help of High pressure water jet removed by suitable rotating nozzle systems and crushed. In another embodiment of this process step, the rubber remains Untreated tread.
In einem weiteren Verfahrensschritt erfolgt das Abtrennen der Seitenwände des Reifens in einer geeigneten Vorrichtung durch Verstellen der Schneiddüsen oder mit einem zweiten, ebenfalls verstellbaren, Düsenpaar mit oder ohne Zugabe von abrasiven Mitteln. Der Schneidstrahl ist vorzugsweise senkrecht auf die metallischen und/oder nichtmetallischen Einlagen des Reifens, an dieser Stelle in der Regel Gewebe, gerichtet. Danach erfolgt ein Aufschneiden des durch die abgetrennte Lauffläche gebildeten Ringes.In a further process step, the sidewalls of the tire are cut off in a suitable device by adjusting the cutting nozzles or with a second one, also adjustable, pair of nozzles with or without the addition of abrasive agents. Of the Cutting beam is preferably perpendicular to the metallic and / or non-metallic Deposits of the tire, usually tissue, are aligned at this point. Then there is a Cut open the ring formed by the separated tread.
Die nächsten Verfahrensschritte beinhalten das Abtragen des verbliebenen Gummis auf der Außenseite der Lauffläche und des Gummis auf der Außenseite der Seitenwände des Reifens sowie das Abtragen des Gummis von den Innenseiten der Lauffläche und den Seitenwänden bis zum Freilegen der Einlagen. In einer besonderen Ausgestaltung der Verfahrens kann das Abtragen des Gummis auf den Außenflächen der Reifen bis zum Freilegen der Einlagen auch vor dem Abschneiden der Seitenwände des Reifens erfolgen. Die anfallenden Fraktionen werden der weiteren Aufbereitung zugeführt.The next process steps involve removing the remaining rubber on the Outside of the tread and the rubber on the outside of the sidewalls of the Tire and removing the rubber from the inside of the tread and the Sidewalls until the insoles are exposed. In a special embodiment of the The process of removing the rubber on the outer surfaces of the tires can take up to The insoles should also be exposed before the sidewalls of the tire are cut off. The resulting fractions are sent for further processing.
Für das Abtragen des Gummis mit dem Hochdruck-Wasserstrahlen wird erfindungsgemäß die erhöhte Wirkung rotierender Düsensysteme, wie Rotordüsen oder rotierender Düsenbalken, genutzt. Dazu wird eine Bewegung zwischen rotierenden Düsensystemen und zu bearbeitenden Gegenständen, vorzugsweise durch linearen Vorschub oder Drehung des zu bearbeitenden Materials und/oder der rotierenden Düsensysteme, erzeugt. Um Energieverluste und die Einwirkung von Hochdruck-Wasserstrahlen auf umliegende Bauteile der Vorrichtung zu vermeiden, muß der Wirkungsbereich der Hoch druck-Wasserstrahlen auf die Breite der zu bearbeitenden Oberfläche eingestellt werden. Das kann durch quer zur Vorschubbewegung bewegte rotierende Düsensysteme oder durch die gesamte Breite der zu bearbeitenden Fläche überstreichende rotierende Düsenbalken erfolgen. Eine lückenlose Überdeckung der zu bearbeitenden Fläche wird durch eine jeweils um die Arbeitsbreite der Strahldüsen versetzte Anordnung der Düsenaufnahmen erreicht. Das Einstellen des Wirkungsbereiches erfolgt durch Aktivierung bestimmter Düsenaufnahmen. In anderen Konstellationen ist das Abtragen des Gummis der kreisförmigen Seitenwände des Reifens durch einen großen, wie oben beschrieben einstellbaren, die kreisförmige Fläche direkt durch seine Rotationsbewegung überstreichenden, Düsenbalken vorgesehen.For the removal of the rubber with the high-pressure water jets according to the invention the increased effect of rotating nozzle systems, such as rotor nozzles or rotating Nozzle bar, used. This involves a movement between rotating nozzle systems and objects to be processed, preferably by linear feed or rotation of the material to be processed and / or the rotating nozzle systems. Around Energy losses and the impact of high pressure water jets on the surrounding area To avoid components of the device, the effective range of the high pressure water jets can be adjusted to the width of the surface to be processed. The can by rotating nozzle systems moving transversely to the feed movement or by the rotating nozzle bars covering the entire width of the surface to be processed respectively. A complete coverage of the area to be processed is ensured by a arrangement of the nozzle receptacles each offset by the working width of the jet nozzles reached. The effective range is set by activating certain ones Nozzle holders. In other constellations, the removal of the rubber is the circular sidewalls of the tire by a large one as described above adjustable, the circular area directly through its rotational movement sweeping, nozzle bar provided.
In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens werden zur Erhöhung der Wirkung des Hochdruck-Wasserstrahlens beim Abtragen abrasive Mittel zugegeben, welche die gleiche Zusammensetzung wie das abgetragene Material haben bzw. leicht von ihm getrennt werden können, wie beispielsweise Gummigranulat geeigneter Körnung, Eispellets oder spezielle selbstauflösende Salze.In a further embodiment of the method to increase the effect of the High pressure water jets added during abrasive removal, which is the same Have composition like the removed material or easily separated from it can be, such as rubber granules of suitable grain size, ice pellets or special self-dissolving salts.
Der Vorteil der Erfindung besteht darin, daß sie gegenüber dem Stand der Technik eine besonders wirtschaftliche Lösung darstellt. Dies wird durch effektive Verfahrensschritte, gegebenenfalls durch Kombination mit mechanischen Verfahren zur Zerkleinerung bestimmter homogener Gemenge, den Einsatz von leistungsfähigen rotierenden Düsensystemen und deren Einstellbarkeit auf die jeweilige Arbeitsbreite der abzutragenden Fläche erreicht. Ein weiterer Vorteil ist der Einsatz von abrasiven Mitteln, welche die gleiche Zusammensetzung wie das abgetragene Material haben bzw. leicht von ihm getrennt werden können.The advantage of the invention is that it is a compared to the prior art represents a particularly economical solution. This is done through effective procedural steps, if necessary, in combination with mechanical crushing processes certain homogeneous batch, the use of powerful rotating Nozzle systems and their adjustability to the respective working width of the material to be removed Area reached. Another advantage is the use of abrasive agents, which are the same Have composition like the removed material or easily separated from it can be.
Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen:The invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment. Show it:
Fig. 1 Flußbild der durchzuführenden Verfahrensschritte Fig. 1 flow chart of the process steps to be carried out
Fig. 2 Schematischer Aufbau einer Vorrichtung zum Hoch druck-Wasserstrahlschneiden von Reifen Fig. 2 Schematic structure of a device for high pressure water jet cutting of tires
Fig. 3a-c Einstellung des Wirkungsbereiches der rotierenden Düsensysteme auf die Breite der abzutragenden Fläche. Fig. 3a-c adjustment of the field of action of the rotating nozzle system on the width of the ablated surface.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird am Beispiel des Zerlegens eines Reifens nach Fig. 1 dargestellt. Der Lösungsansatz gilt sinngemäß gleichermaßen für andere, im Aufbau ähnliche Gegenstände aus Gummi oder ähnlichen Materialien mit metallischen und/oder nichtmetallischen Einlagen.The method according to the invention is illustrated using the example of dismantling a tire according to FIG. 1. The approach accordingly applies equally to other similarly made rubber or similar materials with metallic and / or non-metallic inserts.
Im ersten Verfahrensschritt wird der Reifen 1 durch eine geeignete, verstellbare Vorrichtung 2 fixiert und durch diese Vorrichtung drehbar gelagert. Der Gummi der Lauffläche wird in der in Fig. 2 angegebenen Weise oberhalb der Einlagen, an dieser Stelle in der Regel Gewebe, durch stationär angeordnete, verstellbare Hochdruck-Wasserstrahlschneiddüsen 3, wahlweise auch durch mechanische Schneiden abgetrennt. Das anfallende, homogene Gemenge von Gummistücken wird der weiteren Aufbereitung, beispielsweise durch Shreddern und/oder Mahlen, zugeführt.In the first method step, the tire 1 is fixed by a suitable, adjustable device 2 and rotatably supported by this device. The rubber of the tread is separated in the manner shown in FIG. 2 above the inserts, at this point usually tissue, by stationary, adjustable, high-pressure water jet cutting nozzles 3 , optionally also by mechanical cutting. The resulting, homogeneous mixture of rubber pieces is fed to further processing, for example by shredding and / or grinding.
Alternativ dazu wird der Gummi der Lauffläche mit Hilfe des Hochdruck-Wasserstrahlens durch geeignete rotierende Düsensysteme abgetragen und zerkleinert bzw. der Gummi der Lauffläche bleibt in diesem Verfahrensschritt unbearbeitet.Alternatively, the rubber of the tread is blasted with the help of high pressure water jet removed and crushed by suitable rotating nozzle systems or the rubber of the The tread remains unprocessed in this process step.
Im nächsten Verfahrensschritt erfolgt in der in Fig. 2 gezeigten Vorrichtung durch Verstellen der Schneiddüsen 3 oder mit einem zweiten, ebenfalls verstellbaren. Düsenpaar 4 mit oder ohne Zugabe von abrasiven Mitteln ein Abtrennen der Seitenwände des Reifens 1. Der Schneidstrahl ist vorzugsweise senkrecht auf die Einlagen des Reifens, an dieser Stelle in der Regel Gewebe, gerichtet. Anschließend erfolgt ein Aufschneiden des durch die abgetrennte Lauffläche gebildeten Ringes.In the next method step, the device shown in FIG. 2 is carried out by adjusting the cutting nozzles 3 or with a second, also adjustable. A pair of nozzles 4, with or without the addition of abrasive agents, to separate the sidewalls of the tire 1 . The cutting jet is preferably directed perpendicularly to the inserts of the tire, usually tissue at this point. The ring formed by the separated tread is then cut open.
Die nächsten Verfahrensschritte beinhalten das gleichzeitige oder aufeinanderfolgende Abtragen des Gummis von den Außen- und Innenseiten der Lauffläche und der Seitenwände bis zum Freilegen der metallischen und/oder nichtmetallischen Einlagen, in der Regel Gewebe und/oder Wulsteinlagen, soweit der Gummi nicht bereits durch vorhergehende Verfahrensschritte abgetrennt wurde.The next process steps include the simultaneous or successive Removing the rubber from the outside and inside of the tread and the Sidewalls until the metallic and / or non-metallic inserts are exposed, in usually tissue and / or bead inserts, as far as the rubber is not already through previous process steps was separated.
In einer anderen Verfahrensvariante kann das Abtragen des Gummis auf den Außenflächen der Reifen bis zum Freilegen der Einlagen auch vor dem Abschneiden der Seitenwände des Reifens erfolgen.In another process variant, the removal of the rubber on the Tire outer surfaces until the insoles are exposed, even before cutting off Sidewalls of the tire are made.
Die anfallenden Fraktionen, wie Gummi unterschiedlicher Güte sowie metallische und/oder nichtmetallische Einlagen, werden der weiteren Aufbereitung zugeführt. The resulting fractions, such as rubber of different grades as well as metallic and / or non-metallic deposits are sent for further processing.
Der Gummi wird in allen zutreffenden Verfahrensschritten durch rotierende Düsensysteme, wie Rotordüsen und rotierende Düsenbalken in unterschiedlicher Größe und Ausführung abgetragen. Geeignete Möglichkeiten der Einstellung des Wirkungsbereiches der rotierenden Düsensysteme auf die Breite der zu bearbeitenden Fläche wird in den Fig. 3a-c dargestellt.The rubber is removed in all relevant process steps by rotating nozzle systems, such as rotor nozzles and rotating nozzle bars in different sizes and designs. Suitable options for setting the effective range of the rotating nozzle systems to the width of the surface to be processed are shown in FIGS . 3a-c.
In einer Variante werden, entsprechend der Darstellung in Fig. 3a, ein oder mehrere rotierende Düsensysteme 5, wie z. B. Rotordüsen oder kleine rotierende Düsenbalken, quer zur Vorschubbewegung über die gesamte Breite der zu bearbeitenden Fläche 6 geführt. Die Vorschubbewegung wird durch lineare Bewegung der zu bearbeitenden Fläche 6 und/oder des rotierenden Düsensystems 5 erzeugt. In dem speziellen Fall, daß die Lauffläche des noch nicht zertrennten Reifens abgetragen wird, kann die Vorschubbewegung durch Rotation des Reifens, beispielsweise nach Fig. 2, erzeugt werden.In one variant, as shown in Fig. 3a, one or more rotating nozzle systems 5 , such as. B. rotor nozzles or small rotating nozzle bars, transversely to the feed movement over the entire width of the surface 6 to be machined. The feed movement is generated by linear movement of the surface 6 to be machined and / or the rotating nozzle system 5 . In the special case in which the tread of the tire which has not yet been separated is removed, the feed movement can be produced by rotating the tire, for example according to FIG. 2.
In einer weiteren Variante überstreicht, wie in Fig. 3b dargestellt, ein rotierender Düsen balken 7 die gesamte Breite der zu bearbeitenden Fläche 6. Eine lückenlose Überdeckung der zu bearbeitenden Fläche 6 wird durch eine jeweils um die Arbeitsbreite der Strahldüsen versetzte Anordnung der Düsenaufnahmen in den Armen des Düsenbalkens 7 erreicht. Das Einstellen des Wirkungsbereiches erfolgt durch Aktivierung von Düsenaufnahmen, d. h. das Blindsetzen bzw. Einsetzen von Strahldüsen in bestimmte Düsenaufnahmen 8.In a further variant, as shown in FIG. 3b, a rotating nozzle bar 7 covers the entire width of the surface 6 to be processed. A complete coverage of the surface 6 to be machined is achieved by an arrangement of the nozzle receptacles in the arms of the nozzle bar 7 which is offset by the working width of the jet nozzles. The effective range is set by activating nozzle receptacles, ie the blind placement or insertion of jet nozzles in specific nozzle receptacles 8 .
Für das Abtragen des Gummis der kreisförmigen Seitenwände 9 ist, gemäß der Darstellung in Fig. 3c, die Bearbeitung durch einen großen, wie oben beschrieben einstellbaren, die kreisförmige Fläche direkt durch seine Rotationsbewegung überstreichenden Düsenbalken 7 vorgesehen.For the removal of the rubber of the circular side walls 9 , as shown in FIG. 3c, the processing is provided by a large nozzle bar 7 , which can be adjusted as described above and directly overlaps the circular surface by its rotational movement.
In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens werden zur Erhöhung der Wirkung des Hochdruck-Wasserstrahlens dem Wasser über nicht näher dargestellte Injektordüsen abrasive Mittel zugegeben, welche die gleiche Zusammensetzung wie das abgetragene Material haben bzw. leicht von ihm getrennt werden können. Diese abrasiven Mittel können aus Gummigranulat geeigneter Körnung, Eispellets, speziellen selbstauflösenden Salzen oder Kombinationen daraus bestehen.In a further embodiment of the method to increase the effect of the High-pressure water jet the water via injector nozzles, not shown abrasive agents added, which have the same composition as the removed Have material or can be easily separated from it. These abrasives can made of rubber granules of suitable grain size, ice pellets, special self-dissolving salts or combinations thereof.
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