DE4200949A1 - Verfahren und vorrichtung zur zerlegung von kraftfahrzeug-altreifen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Zerlegung von Kraft­ fahrzeug-Altreifen in mehrere Einzelbestandteile und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Es sind bereits eine Vielzahl von Maschinen und Vorrichtungen zur Aufbereitung von Altreifen bekannt. Die Altreifen können z. B. vollständig in einer Vorrichtung zerkleinert werden (DE-OS 24 11 477 und DE-OS 24 55 056). Nachteilig dabei ist, daß der zerkleinerte Abfall von einer möglichen Weiterverarbeitung erst klassiert werden muß, da er stahldrahthaltige Schnitzel enthält. Mittels einer anderen Vorrichtung (DE-OS 23 44 479) kann der Altreifen rundum die Reifendecke aufgetrennt werden. Bekannt ist auch, den Altreifen bei tiefen Temperaturen ver­ spröden zu lassen und dann in einer oder mehreren Stufen zu zerkleinern (DE-OS 21 55 380). Dieses Verfahren ist sehr auf­ wendig und verursacht hohe Kosten. Gemäß einer weiteren Vor­ richtung (AT-PS 3 67 685) wird der Reifen in mehrere Streifen zerlegt, die dann mittels einer Schervorrichtung in kleine Stücke zerteilt werden. Das Schneidwerkzeug wird dabei relativ zum Fahrzeugreifen im Bereich des die Lauffläche bildenden Mittelteils entlang einer Schraubenlinie und im Bereich der Seitenwände entlang einer Spirallinie geführt.

In der DE-OS 32 17 149 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Zerkleinern von Altreifen beschrieben. Der Reifen wird mittels gesonderter Vorrichtungen ausgerichtet, gespannt und in Schnittstellung transportiert. Vor dem Schneidvorgang werden die Seitenwände des Reifens zusammengedrückt. Zuerst wird die Lauffläche des Reifens in kleine Abschnitte zer­ schnitten und danach werden die Seitenwände in kleine Stücke zerschnitten. Die Schneidvorrichtung ist dabei als Schere ausgebildet. Die übrigbleibenden Wulstringe werden dann per Hand aus der Vorrichtung genommen. Die Schnitzel der Lauf­ fläche und der Seitenwände gelangen in getrennte Behälter. Der Nachteil dieser Lösung sowie der zuvor genannten besteht vor allem darin, daß der erhaltene weiterverarbeitbare Anteil an reinem Gummi gering ist. Die Laufbahnschnitzel, die stahl­ drahthaltig sind, werden in überwiegendem Maße Pyrolyse­ anlagen zugeführt. Lediglich die Seitenwände werden zu Mahl­ gut verarbeitet.

Außerdem ist die letztgenannte Vorrichtung in ihrem Aufbau kompliziert und störanfällig.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Zerlegung von Altreifen zu schaffen, die es ermöglichen, ca. 60% bis 80% des eingesetzten Gummi­ materials wiederzugewinnen und für Altreifen der verschieden­ sten Größen anwendbar sind.

Erfindungsgemäß ist die Aufgabe durch die in den Ansprüchen 1 und 11 angegebenen Merkmale gelöst.

Das Verfahren ist durch folgende Verfahrensschritte gekenn­ zeichnet:

• a) zentrisches Aufspannen des Altreifens zwischen zwei Felgen,
• b) mittels einer Antriebsvorrichtung der Reifen in Rotation versetzt wird,
• c) durch auf einer kreisförmigen Bahn in horizontaler Ebene verschiebbar gelagerte und in vertikaler Richtung ver­ stellbare, rotierbare Rauh- oder Schälwerkzeuge der vul­ kanisierte Kautschukanteil der Reifenlauffläche abge­ tragen wird,
• d) durch beidseitig des Reifens in gleicher Höhe ange­ ordnete, axial verschiebbare Stechmesser die noch ver­ bleibende Lauffläche des Reifens abgetrennt wird und die Seitenwände von den Wulstringen abgetrennt werden.

Falls der Reifen keine undichten Stellen aufweist, so kann dieser nach dem Aufspannen mit Luft gefüllt werden. Die Auf­ spannung des Reifens erfolgt pneumatisch.

Der Reifen wird während des Rauh- oder Schälvorganges durch eine an der Lauffläche des Reifens angreifende Antriebswalze in Rotation versetzt. Während des Abtrennens der Lauffläche und der Seitenwände des Reifens wird dieser dann durch einen zusätzlichen Antrieb mindestens einer Präzisionsfelge in Ro­ tation versetzt.

Weist der Reifen undichte Stellen auf, so erfolgt der Antrieb ausschließlich über mindestens eine der Präzisionsfelgen.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung besteht auch die Möglichkeit, daß die Lauffläche des Reifens vor ihrem Ab­ trennen radial in zwei Teile getrennt wird.

Die Lauffläche und die Seitenwände des Reifens können nachein­ ander oder gleichzeitig abgetrennt werden. Zur Verbesserung der Stabilität des Reifens während der Trennvorgänge werden zuerst die Messer zum Abtrennen der Lauffläche in den Reifen eingestochen und nach ca. ¼ Umdrehung des Reifens die Messer zum Abtrennen der Seitenwände. Die während des Rauh- bzw. Schälvorganges als Granulat anfallenden Partikel werden abge­ saugt.

Die zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung be­ steht aus einem U-förmigen Maschinengestell, in dem zur Auf­ nahme des Reifens zwei axial fluchtende Wellen, von denen mindestens eine axial verschiebbar ist, rotierbar gelagert sind. An den beiden sich gegenüberstehenden Enden der Wellen sind Präzisionsfelgen angeordnet, die den Reifen fixieren und luftdicht verschließen. Mindestens eine der Felgen ist über eine Antriebsvorrichtung in Rotation versetzbar und an dem Maschinengestell sind zu beiden Seiten des Reifens in der Höhe und in axialer Richtung verstellbare Messer angeordnet. Unmittelbar vor dem Maschinengestell, im Bereich der Lauf­ fläche des Reifens, ist ein auf einer kreisförmigen Bahn be­ weglicher Turm mit rotierbaren, kreisförmigen Rauh- bzw. Schälwerkzeugen angeordnet. Die Rauh- bzw. Schälwerkzeuge sind in der Richtung zur Reifenachse verstellbar und in der gleichen Achsenebene wie der Reifen angeordnet.

Gemäß einer weiteren Ausbildung der Vorrichtung ist in dem Maschinengestell eine an der Reifenlauffläche angreifende, höhenverstellbare Antriebswalze vorgesehen. Außerdem kann an dem Maschinengestell über der Reifenlauffläche ein in der Höhe und axial verstellbares Messer zur radialen Trennung der Reifenlauffläche angeordnet sein.

Zum Einbringen von Luft in den Reifen ist an einer der Prä­ zisionsfelgen ein Anschlußstück vorgesehen.

An dem Turm mit den Rauh- bzw. Schälwerkzeugen ist ein Saug­ luftförderer angeschlossen, der mit einem Zyklon verbunden ist.

Die Vorteile der Erfindung bestehen vor allem darin, daß diese universell für verschiedene Reifengrößen anwendbar ist und ein hoher Anteil an reinem Gummimaterial von über 60% wiedergewonnen werden kann. Das Gummimaterial weist keine Nebenbestandteile auf und kann direkt als Sekundär­ material einer weiteren Verwendung zugeführt werden. Die nach dem Abtragen der Gummianteile in der Maschine ver­ bleibende Karkasse, die noch Stahl- oder Gewebeeinlagen ent­ hält, kann nunmehr mit geringem Aufwand in die Einzelbestand­ teile Lauffläche, zwei Seitenwände und zwei Wulstringe ge­ trennt werden. Die Seitenwände bestehen aus reinem Gummi und werden zur Granulat verarbeitet. Die übriggebliebene Lauf­ fläche und die zwei Wulstringe werden gesondert zerhackt und weiterverarbeitet. Im Vergleich zu den bisher bekannten Ver­ fahren und Maschinen auf diesem Gebiet können durch die vor­ liegende Erfindung die Lagerkosten für zerkleinerte Altreifen um ca. ein Drittel gesenkt werden und die noch Nebenbestand­ teile enthaltenden Reifenteile lassen sich mit einem wesent­ lich geringeren Energieverbrauch weiterverarbeiten.

Durch den Einsatz verschiedener Rauh- bzw. Schälwerkzeuge kann die Korngröße des als reinen Gummimaterials anfallenden Granulates vorbestimmt werden. Durch Austausch der Präzisions­ felgen ist die Vorrichtung für verschiedene Reifengrößen an­ wendbar.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß der zerkleinerte Ab­ fall von der Weiterverarbeitung nicht mehr klassiert zu werden braucht. Die Anlage zeichnet sich durch einen einfachen Aufbau aus und gewährleistet einen störungsfreien Dauerbetrieb.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Beispiel näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigt

Fig. 1 die Vorderansicht der Vorrichtung in schematischer Darstellung ohne Schäl- bzw. Rauhwerkzeug,

Fig. 2 die Vorrichtung in perspektivischer Darstellung.

Die Vorrichtung besteht aus einem U-förmigen Maschinengestell 15. In diesem sind zwei axial fluchtende Wellen 18, 19 von denen mindestens eine axial verschiebbar ist, rotierbar gelagert. An den sich gegenüberstehenden Enden der Wellen 18, 19 sind Präzisionsfelgen 3, 4 zur Aufnahme des Alt­ reifens 5 angebracht. Die Fixierung des Altreifens zwischen den Präzisionsfelgen 3, 4 erfolgt pneumatisch über an den Enden der Wellen angeordnete Pneumatikzylinder 14.

Die Präzisionsfelge 3 ist mit einem Zahnkranz versehen, der über ein Ritzel mit der Antriebswelle 2 in Verbindung steht. Mittels eines elektrischen Motors wird der aufgespannte Altreifen in Rotation versetzt. Ferner ist an dem Maschinen­ gestell 15 noch eine zusätzliche Antriebswalze 1 vorgesehen, die ebenfalls über einen elektrischen Motor angetrieben wird. Diese Antriebswalze 1 ist mittels eines Pneumatikzylinders höhenverstellbar und greift an der Lauffläche des Reifens an. Diese Antriebsvorrichtung wird nur in Betrieb genommen, wenn der Altreifen noch luftdicht ist und mit Luft gefüllt werden kann, während des Rauh- oder Schälvorganges. Über ein nicht näher dargestelltes Anschlußstück an einer der Präzisions­ felgen 3, 4 kann der Reifen mit Luft gefüllt werden. Zu beiden Seiten des Reifens 5 sind an dem Maschinengestell 15 Führungs­ säulen 11 angeordnet, auf denen ein Schlitten mittels eines elektrischen Verstellantriebes 10 höhenverstellbar ist. An den beiden Schlitten sind über Hydraulikzylinder 12 axial ver­ schiebbare Messer 6, 7, 8, 9 angebracht, die durch Auslösung eines Impulses in den Reifen stechen und die Abtrennung der Reifenlauffläche und der Seitenwände ermöglichen. Die Messer verändern dabei ihre Stellung nicht und die Abtrennung der Reifenteile wird durch die Rotation des Reifens über die mit dem Zahnrad versehene Präzisionsfelge 3 bewirkt. Wie die Fig. 1 zeigt, können zu beiden Seiten des Reifens 5 jeweils zwei Messer 6, 7 bzw. 8, 9 angeordnet werden. Die Messerpaare 7, 8 bzw. 6, 9 können entweder einzeln oder getrennt in Ab­ stechbewegung versetzt werden, d. h. die Lauffläche und die Seitenwände können gleichzeitig oder nacheinander abgetrennt werden. Zuerst wird immer die Lauffläche abgetrennt. Es ist auch möglich, mit nur einem Messerpaar zu arbeiten, das dann in die jeweilige Stellung bewegt wird. Um während der Trenn­ vorgänge eine hohe Stabilität des Reifens zu gewährleisten ist es angebracht, daß zuerst die beiden Messer zum Abtrennen der Reifenlauffläche eingestochen werden und nach ca. ¼ Um­ drehung des Reifens die beiden Messer zum Abtrennen der Seitenwände.

Zusätzlich kann über der Reifenlauffläche noch ein Messer an­ geordnet werden, durch das die Reifenlauffläche radial getrennt wird. Nach dem Abtrennen der Reifenlauffläche fällt diese dann in zwei Teilen an.

Die Abtrennung der vulkanisierten Kautschukanteile der Reifen­ lauffläche erfolgt durch rotierende Schäl- bzw. Rauhwerkzeuge 17. Wie aus der Fig. 2 hervorgeht, sind diese in einem geson­ derten Turm 16 angeordnet. Der Antrieb der Werkzeuge erfolgt über einen Elektromotor.

Der Turm 16 ist in horizontaler Ebene auf einer kreisförmigen Bahn verschiebbar und die Rauh- bzw. Schälwerkzeuge sind in vertikaler Richtung zur Reifenachse mittels eines Pneumatik­ zylinders verstellbar. Dadurch wird eine vollständige Ab­ tragung der Gummianteile der Reifenlauffläche erreicht.

Die Rauh- bzw. Schälwerkzeuge rotieren in der gleichen Achsen­ ebene wie der Reifen. Der Einsatz eines Rauh- oder Schälwerk­ zeuges richtet sich nach der zu erzielenden Körnung des Granu­ lates. Die als Granulat anfallenden Gummibestandteile werden über einen an dem Turm 16 angebrachten Saugluftförderer in einen Zyklon transportiert.

Die gesamte Anlage kann halbautomatisch oder vollautomatisch über eine entsprechende Computersteuerung betrieben werden.

Der Verfahrensablauf ist folgender:

Der Altreifen 5 wird in der Maschine zentrisch zwischen den zwei Präzisionsfelgen 3, 4 pneumatisch gespannt. Besitzt der Reifen keine undichten Stellen, so wird er mit Luft aufge­ blasen und danach über die an der Reifenlauffläche an­ greifende Antriebswalze 1 in Rotation versetzt. Durch die Füllung des Altreifens mit Luft wird für den nachfolgenden Rauh- oder Schälvorgang eine gute Stabilität des Reifens erreicht. Der Turm 16 mit den rotierenden Rauh- bzw. Schäl­ werkzeugen 17 wird in die entsprechende Position in umittel­ barer Nähe der Reifenlauffläche gefahren, etwa in einem Winkel von 45 zur Reifenachse. Über einen Impuls wird die Rotation des Rauh- bzw. Schälwerkzeuges 17 ausgelöst und das Werkzeug zur Abtragung der Gummipartikel an die Reifenlauffläche be­ wegt. Während des Rauh- oder Schälvorganges wird der Turm 16 langsam auf einer kreisförmigen Bahn bewegt, bis er an der gegenüberliegenden Seite des Reifens wieder eine Stellung von ca. 45 zur Reifenachse erreicht hat. Dadurch wird eine Konturbearbeitung des Reifens, insbesondere der Reifenlauf­ fläche, ermöglicht. Die anfallenden abgetragenen Gummipar­ tikel werden von dem Turm 16 aus über einen Saugluftförderer in einen Zyklon transportiert. Nach dem vollständigen Abtragen der Gummianteile wird der Rotationsvorgang der Werkzeuge und des Reifens beendet und der Turm 16 wieder in seine Ausgangs­ position zurückgefahren.

Nun wird die zwischen den Präzisionsfelgen 3, 4 fixierte Reifenkarkasse mittels der Antriebsvorrichtung 2 in Rotation versetzt. Durch Auslösung der Steuerung für die Bewegung der Messer 6, 7, 8, 9 werden diese in die entsprechende Position gefahren, und durch die Kolben des Hydraulik­ zylinders 12 ausgeführte axiale Bewegung stechen zuerst die Messer zur Abtrennung der Lauffläche in den Reifen und nach ca. ¼ Reifenumdrehung die Messer zur Abtrennung der Seiten­ wände. Da der Reifen rotiert, wird dieser an der Lauffläche und an den Seitenwänden getrennt. Nach diesem Trennvorgang werden die Messer wieder in die Ausgangsstellung zurück­ bewegt und die Pneumatikzylinder 14 entspannt. Die Bestand­ teile des Reifens, zwei Wulstringe, zwei Seitenflächen und die Lauffläche werden aus der Maschine genommen und in einer ge­ sonderten Vorrichtung auf die gewünschte Größe zerhackt bzw. zu Granulat verarbeitet.

Claims (15)

1. Verfahren zur Zerlegung von Kraftfahrzeug-Altreifen, ge­ kennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte in der Reihenfolge:

• a) zentrisches Aufspannen des Altreifens zwischen zwei Felgen,
• b) mittels einer Antriebsvorrichtung der Reifen in Rotation versetzt wird,
• c) durch auf einer kreisförmigen Bahn in horizontaler Ebene verschiebbar gelagerte und in vertikaler Richtung ver­ stellbare, rotierbare Rauh- oder Schälwerkzeuge der vul­ kanisierte Kautschukanteil der Reifenlauffläche abge­ tragen wird,
• d) durch beidseitig des Reifens in gleicher Höhe ange­ ordnete, axial verschiebbare Stechmesser die noch ver­ bleibende Lauffläche des Reifens abgetrennt wird und in Höhe der Reifenwulst die Seitenwände von den Wulstringen abgetrennt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Altreifen mit Druckluft gefüllt wird.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Aufspannung des Reifens pneumatisch erfolgt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Reifen während des Rauh- oder Schälvor­ ganges durch eine an der Lauffläche des Reifens angreifende Antriebswalze in Rotation versetzt wird und während des Ab­ trennens der Lauffläche und der Seitenwände des Reifens dieser durch einen zusätzlichen Antrieb mindestens einer Präzisionsfelge in Rotation versetzt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Reifen über mindestens eine der Präzi­ sionsfelgen in Rotation versetzt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß vor dem Abtrennen der Lauffläche des Reifens diese radial in zwei Teile getrennt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Lauffläche und die Seitenwände des Reifens nacheinander abgetrennt werden.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Lauffläche und die Seitenwände des Reifens gleichzeitig abgetrennt werden.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zuerst die Messer zum Abtrennen der Lauf­ fläche des Reifens in den Reifen eingestochen werden und nach ca. ¼ Umdrehung des Reifens die Messer zum Abtrennen der Seitenwände in den Reifen eingestochen werden.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die während des Rauh- oder Schälvorganges an­ fallenden Partikel abgesaugt werden.

11. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, bestehend aus einem Maschinengestell mit einer Reifenaufnahmevorrichtung, einer Drehvorrichtung für den Reifen und verstellbaren Schneid- und Trennelementen, dadurch gekennzeichnet, daß in einem U-förmigen Maschinengestell (15) zur Aufnahme des Reifens (5) zwei axial fluchtende Wellen (18, 19) von denen mindestens eine axial verschiebbar ist, rotierbar gelagert sind, wobei an den beiden sich gegenüberstehen­ den Enden der Wellen (18, 19) Präzisionsfelgen (3, 4) an­ geordnet sind, die den Reifen (5) fixieren und luftdicht verschließen und mindestens eine der Felgen (3, 4) über eine Antriebsvorrichtung (2) in Rotation versetzbar ist und an dem Maschinengestell (19) zu beiden Seiten des Reifens (5) in der Höhe und in axialer Richtung verstell­ bare Messer (6, 7, 8, 9) angeordnet sind und unmittelbar vor dem Maschinengestell (15), im Bereich der Lauffläche des Reifens (5) ein auf einer kreisförmigen Bahn beweg­ licher Turm (16) mit rotierbaren, auswechselbaren Rauh- bzw. Schälwerkzeugen (17) angeordnet ist, die in Richtung zur Reifenachse verstellbar sind und in der gleichen Achsenebene wie der Reifen (5) angeordnet sind.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Maschinengestell (15) eine an der Reifenlauffläche angreifende höhenverstellbare Antriebswalze (1) vorge­ sehen ist.

13. Vorrichtung nach den Ansprüchen 11 und 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß an dem Maschinengestell (15) über der Reifenlauffläche ein in der Höhe und axial verstell­ bares Messer zur radialen Trennung der Reifenlauffläche angeordnet ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß an einer der Präzisionsfelgen (3, 4) ein Anschlußstück zum Einbringen von Luft in den Reifen (5) vorgesehen ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Turm (16) ein Saugluftförderer angeschlossen ist, der mit einem Zyklon verbunden ist.