СПОСОБ РАЗДЕЛКИ АВТОМОБИЛЬНЫХ И ТРАКТОРНЫХ ШИН Российский патент 2011 года по МПК B29B17/00 B26D1/46 

Предлагаемое изобретение относится к способам переработки изношенных, поврежденных или забракованных при производстве автомобильных и тракторных шин, подлежащих утилизации, путем вырезания из них протекторной части, боковин и бортовых колец и может быть использовано для подготовки к измельчению шин как текстильных, так и с металлокордом.

В основе практически всех существующих в настоящее время технологических процессов переработки изношенных покрышек лежит их механическое разрезание с последующим измельчением и выделением металлического, текстильного и резинового компонентов. Технологический процесс измельчения изношенных покрышек является многостадийным. В связи с этим множество известных способов переработки покрышек включают многоэтапную длинную технологическую цепочку операций, где на первом этапе получают промежуточный продукт, а затем в несколько стадий данный продукт доводят до состояния необходимого сырья. При этом всякая лишняя операция приводит к удорожанию конечного результата. Получаемое сырье становится нерентабельным.

Известен способ вырезки беговой части из автопокрышек, описанный в патенте US №3701296, МПК B23B 5/14, опубл. 1972 г., при котором на вращающуюся покрышку воздействуют дисковыми ножами для продольного разрезания по окружности и дисковым ножом для поперечного разрезания беговой части. Резание производится перпендикулярно оси вращения шины по протекторной части. Вырезанное протекторное кольцо разрезается по образующей еще одним дисковым ножом. Этот способ осуществляется за две операции. Для перехода от одной операции к другой необходимо остановить станок, отжать зажим, снять протекторную ленту, перенести ее к другому ножу, разрезать.

Недостатком известного способа является то, что отсутствует вырезка бортовых колец, а поперечный разрез вырезанной беговой дорожки осуществляется с перестановкой и требует для этого затрат ручного труда, что снижает производительность и качество разделки.

Известен способ вырезки беговой дорожки и бортовых колец из изношенных автопокрышек, реализованный устройством, описанным в патенте DE №2629115, МПК B29H 19/02, опубл. 1978 г., по которому зафиксированную покрышку при ее вращении разделяют на части дисковым ножом для поперечной резки дорожки и дисковыми ножами для продольной вырезки дорожки с регулированием размеров реза, а также клиновыми ножами для отрезки боковин от бортовых колец.

Известный способ частично решает проблемы способа по патенту US №3701296, однако и в нем для осуществления поперечной резки беговой дорожки требуется перестановка вырезанной из автопокрышки дорожки на специальный брус, расположенный под дисковым ножом, что снижет его производительность.

Известен 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 RU №2188125, МПК⁷ B29B 17/00, 2001).

Недостатком этого способа 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 вырывание бортовых колец. Другим недостатком является сложность в осуществлении способа, требующего нескольких раздельных приводов для сжатия покрышки, ее вращения и вырывания бортовых колец. Еще одним недостатком 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.

Известно устройство, реализующее способ вырезки беговой дорожки и бортовых колец из изношенных покрышек (RU №2044649, B29B 17/00, 1969 г.), представляющее собой платформу, на которой смонтированы узел для фиксации и вращения покрышки, узлы для фиксации и перемещения относительно покрышки дисковых ножей для вырезания протекторной части, дискового ножа для поперечной ее резки и клиновых ножей для отделения бортовых колец от боковин покрышки, а также устройство для отбора беговой дорожки. Устройство снабжено полуавтоматической системой управления, а также системой подачи в зоны резания смазывающе-охлаждающей жидкости.

Недостатком аналога является необходимость многократного воздействия на покрышку для разрезания ее на части, что существенно снижает производительность процесса разрезания и требует значительных затрат энергии на разрезание одной покрышки, а также достаточно сложной конструкции механизма резки.

Известен способ разделки и упаковки шин по патенту RU №2211145, МПК B29B 17/00, B29K 21/00, 2001 г., в котором осуществляют разделку покрышек на отдельные фрагменты и их упаковку. После отделения одной боковины от протекторной части боковину продавливают в полость шины. В оставшееся пространство впрессовывают следующую шину с проваленной боковиной до формирования пакета из требуемого количества шин, протекторные части шин надрезают по образующей, а для фиксации пакета соседние шины закрепляют.

Недостатком этого способа является то, что утилизируемая шина разрезается на три части - протекторную часть и две боковины с бортовыми кольцами. Учитывая, что в протекторной части, боковинах и бортовых кольцах резины по химическому составу отличаются друг от друга, данным способом невозможно осуществлять сортировку шины по ее качественному составу. Разделка шины на составные части с разными посадочными диаметрами производится на различных установках, требующих переналадки. Кроме того, известный способ не обеспечивает полного комплекса операций по разделке шин при их утилизации без их переустановки.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению, т.е. прототипом, является способ вырезки беговой части из автопокрышек и станок для его осуществления, описанные в патенте RU №2051034, МПК⁷ B29B 17/00, 1992 г. Согласно описанию изобретения на вращающуюся покрышку воздействуют дисковыми ножами для продольного разрезания по окружности и дисковым ножом для поперечного разрезания беговой части, при этом поперечное разрезание беговой части осуществляют перед продольным разрезанием. Станок содержит резательное устройство, выполненное в виде двух приводных дисковых ножей для продольного разрезания шины, приводного дискового ножа для поперечного разрезания беговой части, установленного радиально относительно покрышки, и двух клиновых ножей для вырезки из автопокрышки бортового кольца. Дисковой нож для поперечного разрезания установлен в направлении вращения автопокрышки перед двумя приводными дисковыми ножами для продольного разрезания с угловым смещением, не превышающим 30°. В изобретении используются специально разработанные ножи для резки металлокордных нитей по границе их залегания в каркасе.

Недостатком способа-прототипа является то, что разделка шины на составные части - протекторную часть и две боковины с бортовыми кольцами - с разными посадочными диаметрами производится на различных установках, требующих переналадки. Оставшиеся (боковые) фрагменты, в основном состоящие из резины, содержат бортовые металлические кольца, для удаления которых необходимы дополнительные операции и устройства. Освобожденные от бортовых колец боковые фрагменты для получения из них вторичного сырья в виде резиновой крошки должны быть дополнительно подвергнуты энергоемкому процессу механического измельчения, но и в этом случае качество сырья будет неудовлетворительным из-за наличия в нем фрагментов, концов нитей корда, чего невозможно избежать при утилизации указанным способом. Кроме того, описанный выше способ является низко производительным из-за длительного времени, расходуемого на настройку оборудования, заточку и перезаточку режущего инструмента, что сдерживает его применение. Использование для разделки шины дисковых ножей, имеющих сложную систему подачи и осуществляющих недостаточную линию реза, требует для вырезки протекторной части два врезания. Все это сужает технологические возможности способа в целом и снижает производительность разделки шин на составные части.

Настоящее изобретение направлено на исключение вышеперечисленных недостатков, а именно на расширение технологических возможностей способа путем осуществления полного комплекса необходимых для разделки утилизируемой автошины на части операций и расширения диапазона типоразмеров утилизируемых покрышек без их переустановки на другие станки, что позволит также значительно повысить производительность обработки.

Для решения поставленной задачи в способе разделки автомобильных и тракторных шин, при котором на установленную и зажатую шину при ее вращении воздействуют режущим инструментом, осуществляя сначала поперечное, а затем продольное ее разрезание, согласно заявляемому изобретению разделку осуществляют в два этапа - сначала разрезают и удаляют протекторную часть шины, а после сжимания друг с другом и фиксации оставшиеся боковины отрезают от бортового кольца, причем оба этапа проводят за один технологический цикл с использованием одного и того же режущего инструмента - приводной ленточной пилы.

Другими отличиями заявляемого способа является то, что в процессе разрезания и протекторной части, и боковин сначала к шине подводят в горизонтальной плоскости ленточную пилу, образующую при врезании и последующем повороте шины ряд поперечных надрезов вдоль ее наружной поверхности, после этого ленточную пилу в процессе разрезания протекторной части устанавливают на уровне, соответствующем наружному диаметру шины, уменьшенному на величину высоты протектора, а в процессе разрезания боковин - на уровне, соответствующем посадочному диаметру шину, увеличенному на высоту бортового кольца, затем врезаются в тело шины и по достижении пилой вертикальной оси шины включают ее вращение, осуществляя продольный по касательной разрез последней и производя при этом срезание наружного слоя резины.

Дополнительные отличия предлагаемого изобретения от прототипа заключаются в том, что для разделки шину размещают либо в горизонтальной, либо в вертикальной плоскости.

Следующие отличия заявляемого способа заключаются в том, что в процессе разделки шины осуществляют принудительное охлаждение и смазку ленточной пилы по замкнутой системе посредством смазывающе-охлаждающей жидкости, а шину зажимают с использованием пневматических или механических приспособлений.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое изобретение отличается наличием новых действий, иным порядком выполнения их во времени, условиями выполнения действий и использованием иных инструментов.

Проведенный патентный поиск показал, что в настоящее время неизвестен способ разделки автомобильных и тракторных шин, обладающий такой же совокупностью существенных признаков, что и предлагаемый. Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию изобретения "новизна".

При изучении уровня техники, известного в данной области техники, признаки, отличающие заявляемое изобретение от прототипа, не были выявлены, и поэтому они обеспечивают заявляемому техническому решению соответствие критерию "изобретательский уровень".

Осуществление разделки шины в два этапа - сначала разрезание и удаление протекторной части шины, а после сжимания друг с другом и фиксации, отрезание оставшихся боковин от бортового кольца, проведение этих этапов за один технологический цикл с использованием одного и того же режущего инструмента, подведение к шине в горизонтальной плоскости ленточной пилы, образующей при врезании и последующем повороте шины ряд поперечных надрезов вдоль ее наружной поверхности, установка ленточной пилы в процессе разрезания протекторной части на уровне, соответствующем наружному диаметру шины, уменьшенному на величину высоты протектора, а в процессе разрезания боковин - на уровне, соответствующем посадочному диаметру шину, увеличенному на высоту бортового кольца, последующее врезание в тело шины и по достижении пилой вертикальной оси шины включение ее вращения с осуществлением продольного по касательной разреза последней и срезания наружного слоя резины позволят обеспечить полный комплекс операций, необходимых при подготовке к утилизации шин, а именно: разделку шин различных типоразмеров, независимо от диаметра, на составные части без переустановки на другие станки.

Заявляемый способ дает возможность за одну установку разделывать шину на «чипсы» и вырезать бортовое кольцо, т.е. совмещать в себе используемые для его осуществления «борторезку» и шинорезательный станок. Все это вместе взятое позволяет расширить технологические возможности способа разделки утилизируемых автомобильных и тракторных шин на составные части и значительно повысить его производительность. Использование в качестве режущего инструмента приводной ленточной пилы позволит увеличить линую реза при врезании ее в тело шины и упростить систему подачи режущего инструмента для осуществления обработки, что также повысит производительность процесса разделки и расширит технологические возможности заявляемого способа. Размещение при разделке шины либо в горизонтальной, либо в вертикальной плоскостях, зажим ее с использованием пневматических или механических приспособлений являются вариантами исполнения способа и также расширяют его технологические возможности. Заявляемый способ обладает небольшим относительно традиционно существующих энергопотреблением, что также является преимуществом при его использовании. Таким образом, все вышеперечисленные вместе взятые отличительные от прототипа признаки позволят, в конечном счете, расширить технологические возможности способа разделки утилизируемых шин на составные части и значительно повысить его производительность.

Вышеизложенное доказывает, что совокупность отличительных от прототипа признаков обеспечивает возможность использования заявляемого технического решения для разделки на части изношенных, поврежденных или забракованных при изготовлении автомобильных покрышек в качестве предварительной операции при их утилизации, т.е. оно соответствует критерию изобретения "промышленная применимость".

Предлагаемое изобретение иллюстрируется чертежами, где на:

- фиг.1 изображено схематичное взаимное расположение обрабатываемой покрышки и режущей ленточной пилы;

- фиг.2 - то же, вид сверху.

Способ разделки заключается в следующем. Подлежащую переработке шину 1 предварительно разделяют на протекторную часть 2, боковины 3 и бортовое кольцо 4. Для этого ее устанавливают в зажимном механизме, располагая ее в вертикальной плоскости, и фиксируют в нем посредством механического приспособления 5, например параллелограммного механизма (на чертеже не показан). В качестве вариантов исполнения способа в различных сочетаниях шина 1 может быть также установлена для переработки горизонтально и зажата с использованием пневматических приспособлений.

Разделку шины проводят за один технологический цикл без ее переустановки одним и тем же режущим инструментом, в качестве которого используют приводную ленточную пилу 6 (см. Политехнический словарь, изд. «Советская энциклопедия», М., 1977, с.358). Перед началом разделки шины 1 ленточную пилу 6 настраивают в направляющих роликах (на чертеже не показаны) на величину ширины протекторной части 2, сдвигая или раздвигая их относительно друг от друга.

Процесс разделки начинают с разрезания и удаления протектора. Для этого к зажатой неподвижной шине подводят в горизонтальной плоскости ленточную пилу 6, включают привод ее вращения, подачу известным способом смазывающее-охлаждающей жидкости (СОЖ) в зону резания по замкнутой системе, осуществляя принудительное охлаждение и смазку ленточной пилы, и врезку последней в тело шины в точке 7 до ограничителя (на чертеже не показан). При врезании пилы в протекторной части образуется поперечный надрез 8. После этого пилу 6 отводят назад, а покрышку 1 поворачивают на некоторый угол, останавливают вращение и снова осуществляют горизонтальную подачу и врезание ленточной пилы с образованием нового поперечного надреза 8. Таким образом, чередуя поступательное движение ленточной пилы с поворотом шины за ее полный оборот получают ряд поперечных надрезов 8 вдоль наружной поверхности шины, осуществляя, тем самым, предварительное поперечное разрезание протекторной части.

После этого ленточную пилу 6 устанавливают на уровне, соответствующем наружному диаметру шины, уменьшенному на величину высоты ее протекторной части, составляющей 5-6 см, врезаются в шину в точке 9 и по достижении пилой вертикальной оси включают привод вращения шины. В результате этого ленточная пила осуществляет во вращающейся автопокрышке в точке 10 продольный по касательной разрез протекторной части, при этом происходит срезание наружного слоя резины в виде полосы, которая в местах поперечных надрезов 8 разламывается на части в виде «чипсов».

После удаления протекторной части сжимают друг с другом оставшиеся боковины 3, фиксируют их и отрезают от бортового кольца 4, осуществляя второй этап разделки шины. Отрезание боковин от бортового кольца производят аналогично разделке протекторной части 2, а именно: сначала, чередуя поступательную подачу в горизонтальной плоскости вращающейся ленточной пилы 6 к боковинам 3 с поворотом оставшейся части шины за ее полный оборот, образуют ряд поперечных надрезов 8 на наружной поверхности боковин, после чего, установив ленточную пилу на уровне, соответствующем посадочному диаметру шины, увеличенному на высоту бортового кольца 4, т.е. на 3-5 см, осуществляют продольное разрезание боковин 3 по касательной при одновременном их вращении, при этом боковины отделяются от бортового кольца с образованием полос в виде «чипсов».

Разделенные части шины - протекторная, боковины и бортовое кольцо - поступают на дальнейшую переработку в соответствии с технологическим процессом.

Заявляемый способ разделки автомобильных и тракторных шин обладает расширенными технологическими возможностями за счет осуществления полного комплекса необходимых для разделки утилизируемой автошины на части операций и расширения диапазона типоразмеров утилизируемых покрышек без их переустановки на другие станки, позволяет также значительно повысить производительность обработки. Заявляемый способ прост в использовании.

Способ заключается в том, что на установленную и зажатую шину при ее вращении воздействуют режущим инструментом, осуществляя сначала поперечное, а затем продольное ее разрезание. Причем разделку осуществляют в два этапа. Сначала разрезают и удаляют протекторную часть (2) шины, а после сжимания друг с другом и фиксации оставшиеся боковины (3) отрезают от бортового кольца (4). Причем оба этапа проводят за один технологический цикл с использованием одного и того же режущего инструмента - приводной ленточной пилы (6). При этом в процессе разрезания и протекторной части (2), и боковин (3) сначала к шине подводят в горизонтальной плоскости ленточную пилу (6), образующую при врезании и последующем повороте шины ряд поперечных надрезов (8) вдоль ее наружной поверхности. После этого ленточную пилу (6) в процессе разрезания протекторной части (2) устанавливают на уровне, соответствующем наружному диаметру шины, уменьшенному на величину высоты протектора, а в процессе разрезания боковин (3) - на уровне, соответствующем посадочному диаметру шины, увеличенному на высоту бортового кольца (4). Затем врезаются в тело шины и по достижении пилой (6) вертикальной оси включают вращение шины, осуществляя продольный по касательной разрез последней со срезанием наружного слоя резины. Изобретение обеспечивает расширение технологических возможностей, повышение производительности обработки утилизируемых шин и расширение диапазона типоразмеров обрабатываемых шин. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ разделки автомобильных и тракторных шин, в котором на установленную и зажатую шину при ее вращении воздействуют режущим инструментом, осуществляя сначала поперечное, а затем продольное ее разрезание, отличающийся тем, что разделку осуществляют в два этапа - сначала разрезают и удаляют протекторную часть шины, а после сжимания друг с другом и фиксации оставшиеся боковины отрезают от бортового кольца, причем оба этапа проводят за один технологический цикл с использованием одного и того же режущего инструмента - приводной ленточной пилы, при этом в процессе разрезания и протекторной части и боковин сначала к шине подводят в горизонтальной плоскости ленточную пилу, образующую при врезании и последующем повороте шины ряд поперечных надрезов вдоль ее наружной поверхности, после этого ленточную пилу в процессе разрезания протекторной части устанавливают на уровне, соответствующем наружному диаметру шины, уменьшенному на величину высоты протектора, а в процессе разрезания боковин - на уровне, соответствующем посадочному диаметру шины, увеличенному на высоту бортового кольца, затем врезаются в тело шины и по достижении пилой вертикальной оси включают вращение шины, осуществляя продольный по касательной разрез последней со срезанием наружного слоя резины.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для разделки шину размещают в горизонтальной плоскости.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что для разделки шину размещают в вертикальной плоскости.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в процессе разделки шины осуществляют по замкнутой системе принудительное охлаждение и смазку ленточной пилы посредством смазывающе-охлаждающей жидкости.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что шину зажимают с использованием пневматических приспособлений.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что шину зажимают с использованием механических приспособлений.