Brevet FR2785220A1 — publié le 20000505

PROCEDE DE TRAITEMENT ET DE RECYCLAGE DE PNEUMATIQUES NOTAMMENT ET L'INSTALLATION POUR LA MISEENRUVREDUPROCEDE. L'invention se rattache au secteur technique de la récupération des caoutchoucs usagés, plus particulièrement de tous types de matières caoutchouteuses en plastique intégrant dans son épaisseur une armature de rigidité généralement métallique. L'invention trouve une application particulièrement avantageuse pour le traitement des pneumatiques des véhicules automobiles en général, incluant les véhicules légers et les poids lourds. On a proposé de nombreuses installation pour permettre de recycler ou de traiter les pneumatiques, en vue de diverses applications. Les pneumatiques sont soumis à des opérations aptes à les réduire à une certaine granulométrie et éventuellement à séparer les armatures métalliques de la matière caoutchouteuse. Parmi certaines techniques, on peut citer l'enseignement du brevet W097/15397. Ce brevet divulgue une solution technique pour séparer les matières caoutchouteuses de l'armature métallique sans faire appel à des moyens de coupe mais en utilisant comme moyens de coupe, directement l'armature métallique. Dans ce but, pour atteindre ce résultat, la solution technique concerne un appareil comprenant au moins deux rangées de rouleaux tournant à axes parallèles et superposées deux à deux, les pneumatiques étant engagés entre lesdits rouleaux, pour assurer en continu et successivement, la dccohésion dc Ifi 1111LIC1'C C30ULClOUtCLISC, cn vuc clc la séparer de l'armature métallique, pour constituer un ensemble formé de poudre, poudrette, granulats, résultant du mélange du caoutchouc et de particules métalliques. Les rouleaux de la rangée supérieure sont entraînés positivement dans le mme sens de rotation à des vitesses linéaires différentes ; les rouleaux de la rangée inférieure tournent dans l'autre sens, pour entraîner par frottement, le pneumatique. L'ensemble des rouleaux délimite trois zones distinctes et continues pour atteindre successivement, la décohésion primaire de la matière caoutchouteuse, pour la décoller de l'armature métallique, puis l'écartement de la matière caoutchouteuse par rapport à l'armature métallique et enfin la séparation de la matière caoutchouteuse de l'armature métallique pour obtenir une poudrette. Les résultats obtenus donnent totalement satisfaction, d'une part, au niveau de la séparation de la matière caoutchouteuse et de l'armature métallique et, d'autre part, au niveau de la qualité de la poudrette obtenue résultant du traitement de la matière caoutchouteuse en tant que telle. A partir de cette conception de base, le problème que se propose de résoudre l'invention, est de pouvoir traiter en continu et d'une manière automatique, différents types de pneumatiques, en faisant appel à une main d'oeuvre réduite, essentiellement limitée à l'approvisionnement des pneumatiques à traiter. Pour résoudre un tel problème, il a été conçu et mis au point, un procédé de traitement et de recyclage continu de pneumatiques, selon lequel : -on approvisionne cn automatique les pneumatiques, -on soumet les pneumatiques à une opération apte à enlever simultanément chacune des tringles métalliques que présente les talons desdits pneumatiques, -on soumet les pneumatiques, ne présentant plus les tringles, à une opération apte les écraser selon leur circonférence pour obtenir une section méplate, -on soumet la section méplate obtenue à une opération apte à la découper transversalement pour obtenir des tronçons de bandes de pneumatiques, -on soumet en continu les tronçons de bandes à une ou des opérations aptes à séparer la matière caoutchouteuse et les nappes métalliques de la carcasse et de la bande de roulement, en réduisant ladite matière caoutchouteuse en poudrette, -on récupère séparément la poudrette et les brins des nappes métalliques. Pour la mise en oeuvre du procédé il a été conçu et mis au point, une installation qui comprend en continu et successivement, -au moins un poste d'alimentation en automatique des pneumatiques, -au moins un poste pour enlever simultanément ou non chacune des tringles que présentent les talons des pneumatiques, -au moins un poste pour écraser progressivement, selon leur circonférence, les pneumatiques ne présentant plus les tringles, -au moins un poste pour découper transversalement les pneumatiques écrasés en vue d'obtenir des tronçons de bandes, -au moins un poste de traitement des tronçons de bandes pour séparer la matière caoutchouteuse et les nappes métalliques de la carcasse et de la bande de roulement de chacun des tronçons des bandes en réduisant la matière caoutchouteuse en poudrette, -des moyens pour récupérer séparément la poudrette et les brins des nappes métallique, -les différents postes et moyens sont commandés en synchronisme pour traiter et recycler automatiquement en continu les pneumatiques. L'installation met donc en oeuvre la combinaison de plusieurs postes de travail, correspondant chacun à une opération spécifique à effectuer sur le pneumatique, une telle combinaison permettant en continu et de manière automatique, d'obtenir, à partir d'un pneumatique quelconque, d'une part, la poudrette de matière caoutchouteuse et, d'autre part, les différents éléments constitutifs de l'ensemble de l'armature métallique du pneumatique L'invention est exposée ci-après plus en détail à l'aide des dessins annexés, dans lesquels : La figure I est une vue en perspective à caractère schématique montrant le principe de l'ensemble d'installation du traitement. La figure 2 est une vue en coupe longitudinale de l'un des ensembles pour l'arrachement de la tringle que présente les talons du pneumatique. La figure 3 est une vue en plan correspondant à la figure 2. La figure 4 est une vue de côté correspondant à la figure 2. La figure 5 est une vue en coupe longitudinale du poste d'écrasement des pneumatiques. La figure 6 est une vue en coupe longitudinale du poste de séparation de la matière caoutchouteuse et de l'armature métallique. On renvoie à la figure 1 qui montre les principaux postes de l'installation pour le traitement et le recyclage des pneumatiques. On rappelle, tout d'abord, pour une meilleure compréhension de la suite de la description, qu'un pneumatique comprend trois zones principales, à savoir : -une bande de roulement en contact avec le sol et comportant une sculpture anti dérapante, -une carcasse composée d'une armature ou nappe métallique enrobée dans du caoutchouc, -un bourrelet ou talon servant au montage du pneumatique sur la jante, et équipé d'une tringle métallique. On désigne par (P) l'ensemble du pneumatique par (N) la nappe métallique et par (T) la tringle qui équipe le talon du pneumatique. L'installation comprend tout d'abord un poste (A) conformé pour assurer le positionnement en automatique des pneumatiques et le transfert au niveau des autres postes de l'installation notamment d'un poste (B) conformé, comme il sera indiqué dans la suite de la description, pour arracher simultanément chacune des tringles métalliques (T) que présentent les talons des pneumatiques. Le poste (A) est par exemple constitué d'un tapis roulant de transfert (1), disposé de manière inclinée de bas en haut. Ce tapis de transfert (1), est de tout type connu et approprié. Les pneumatiques sont disposés à plat sur le tapis de transfert (1) de manière à tre entraînés en direction du poste (B) selon leur sens de roulement. Le poste (B) comprend deux ensembles identiques (Bl) et (B2), disposés en regard et symétriquement en alignement. Comme le montre la figure 2 notamment, chaque ensemble comprend un vérin (2) dont la tige (2a) est montée avec capacité de déplacement linéaire guidé, dans un bâti support (3). Le fût (2b) du vérin (2) est solidaire avec une position fixe du bâti (3). L'extrémité libre de la tige (2a) du vérin (2) présente un crochet (4) apte à coopérer, comme il sera indiqué dans la suite de la description, avec le talon du pneumatique. En position sortie de la tige (2a), le crochet (4) déborde au travers d'une fente (5), formée dans l'épaisseur d'une plaque d'appui (6), disposée en bout du bâti (3) à l'opposé du fût (2b) du vérin et dans un plan vertical pour tre disposée perpendiculairement au sens de déplacement du vérin. La fente (5) présente un profil en croix asymétrique. Dans ce but, la fente (S) présente une ouverture verticale (Sa) au travers de laquelle est engagé en débordement, le crochet (4). Cette fente (Sa) est prolongée latéralement et perpendiculairement à son axe de symétrie, par deux ouvertures (5b) et (Sc) disposées symétriquement. Les ouvertures latérales (5b) et (Sc) sont disposées au niveau de la partie supérieure de l'ouverture verticale (5a). La fente (5) est donc disposé dans un plan perpendiculaire au sens de déplacement de la tige (2a) du vérin (2). Le principe de fonctionnement de cet ensemble tel que décrit ressort de l'enseignement du brevet US 5319834. Selon l'invention les deux ensembles (B1) et (B2) tels que décrits, sont disposés en opposition, de manière symétrique, de sorte que les tiges (2a) des vérins (2) de chacun des ensembles disposés en regard, sont elles mmes disposées en alignement et en regard l'une de l'autre. A la sortie du convoyeur d'alimentation (1), le pneumatique est guidé pour tre dirigé au niveau du poste (B), entre les deux plaques d'appui (6) de chacun des ensembles (B1) et (B2), afin que leurs talons recevant la tringle (T) soit soumis à l'action des crochets (4) des tiges (2a) des vérins (2). Par exemple, le pneumatique peut tomber par gravité sur une plaque support assujettie à un moyen de déplacement en hauteur, pour amener le pneumatique considéré au niveau des deux crochets (4) disposés en regard, afin que ces derniers puissent coopérer avec le talon de chacun des flancs du pneumatique. Ces dispositions permettent de palier à toutes les dimensions. Dans cette position de crochetage des talons du pneumatique avec les tiges (2a) des vérins (2), une action exercée sur chacun des vérins, provoque le déplacement en position de rentrée des tiges (2a), ce qui a pour effet de provoquer d'une manière concomitante, l'arrachement des tringles (T) de chacun des talons au travers de la fente (5). Notamment, une force de traction exercée par les tiges (2a) des vérins, dont le crochet déborde de l'ouverture (5a), a pour effet de forcer le passage de la tringle (T) au travers des ouvertures opposées et alignées (5b) et (5c). Les pneumatiques en tant que tels, glissent le long des plaques verticales opposées (6) de chacun des ensembles (B 1) et (B2). Le pneumatique ainsi traité, c'est-à-dire après extraction dc la tringle (T) dc chacun de scs talons, cst amené automatiquement au niveau d'un poste (C) conformé pour écraser le pneumatique selon sa circonférence, afin de pouvoir le soumettre à l'action d'un poste de découpage (D) pour obtenir des tronçons de bande. Le poste d'écrasement (C) comprend une rangée de rouleaux inférieurs (7) et une rangée de rouleaux supérieurs (8). Les rouleaux de chacune des rangées, ou de seulement l'une d'entre elles, sont motorisés pour assurer l'entraînement linéaire du pneumatique engagé verticalement entre ces deux rangées et selon son sens de roulement. Les deux rangées de rouleaux (7) et (8) sont convenablement montées sur un bâti support en délimitant un espace de guidage convergent de section dégressive pour provoquer, au fur et à mesure du déplacement linéaire du pneumatique, son écrasement. Par exemple, la rangée de rouleaux (7) est disposée dans un plan horizontal, tandis que la rangée de rouleaux (8) est disposée d'une manière inclinée. Les deux rouleaux d'extrémité (7a) et 8a) situés du côté de l'introduction du pneumatique, sont écartés d'une distance correspondant très sensiblement à la circonférence du pneumatique à traiter. Afin de tenir compte des écarts dimensionnels existants entre les différents pneumatiques, les rangées (7) et (8) peuvent tre montées avec capacité de réglage l'une par rapport à l'autre, afin de faire varier l'écartement entre les différents rouleaux. Les rouleaux d'extrémités (7b) et (8b) sont faiblement écartés pour écraser au maximum le pneumatique. A noter que le bâti support recevant les rouleaux d'écrasement (7) et (8) peut également présenter des rouleaux de guidage disposés verticalement de part et d'autre des rouleaux d'entraînement (7) et (8), afin de provoquer Ic guidage latéral du pneumatique, au fur et à mesure de son entraînement linéaire et de son écrasement. Comme indiqué, à la sortie du poste (C), c'est-à-dire au niveau des rouleaux d'extrémité (7b) et (8b), l'installation comprend le poste de découpage (D) conformé pour trancher transversalement le pneumatique écrasé en vue d'obtenir des secteurs de bande. Ce poste (D) est par exemple constitué par un ensemble faisant office de cisaille (9) composée d'une lame de coupe (9a) et d'une contre lame (9b) agissant verticalement. Les différents tronçons de bande découpés au niveau du poste (D) sont ensuite automatiquement dirigés au niveau d'un poste (E) conformé pour séparer la matière caoutchouteuse et les nappes métalliques de la carcasse et de la bande de roulement de chacun des tronçons de bande, en réduisant la matière caoutchouteuse en poudrette. Ce poste de séparation de la matière caoutchouteuse par rapport à l'armature métallique, est avantageusement du type de celui définit par l'enseignement du brevet WO 97/15397. Pour l'essentiel, l'appareil décrit dans ce brevet comprend au moins deux rangs de rouleaux tournants (10) et (11) à axes parallèles et superposés deux à deux. Les rouleaux (10) du premier rang sont entraînés positivement dans le mme sens de rotation à des vitesses linéaires différentes, tandis que les rouleaux (11) de l'autre rang, tournent dans l'autre sens pour entraîner par frottement les tronçons de bande de pneumatiques engagés à plat entre lesdits rouleaux. Les différents tronçons de bande sont donc soumis à un mouvement d'entraînement linéaire combiné à un mouvement de frottement résultant de la pression générée par les différents rouleaux. A noter que l'ensemble des rouleaux (10) et (11) délimitent trois zones distinctes continues, correspondant chacune à une fonction, à savoir une décohésion primaire de la matière caoutchouteuse pour la décoller par rapport à l'armature métallique, puis un écartement de la matière caoutchouteuse par l'armature métallique et enfin, la séparation de la matière caoutchouteuse et de l'armature métallique pour obtenir une poudre. La sortie de l'appareil séparateur (E) tel que défini, est branchée à un organe d'aspiration et de refoulement du type cyclone (12) conformé pour diriger les brins de matière caoutchouteuse et de matière métallique sur un tapis d'évacuation (13). L'appareil (12) est également conformé pour assurer le refroidissement de l'ensemble de l'appareil séparateur (E) et permettre le brassage des brins de matière caoutchouteuse et de matière métallique. En outre, suivant une autre caractéristique, le tapis d'évacuation (13) est équipé d'un séparateur magnétique (14) pour trier automatiquement les brins d'armature métallique (M) et, à la sortie du convoyeur (13), les brins de matière caoutchouteuse sous forme de poudrette (PO). Compte tenu de ces dispositions, il est ainsi possible de traiter en continu les pneumatiques, sans quasiment aucune intervention humaine. II suffit en effet, de disposer les pneumatiques au niveau du convoyeur d'alimentation (1), afin que les pneumatiques soient ensuite automatiquement soumis au cycle de fonctionnement continu suivant : -Mise en place du pneumatique entre les deux plaques d'appui (6) des ensembles d'arrachement (B 1) et (B2). -Les deux tiges (2a) des vérins (2) disposées en opposition et en alignement provoquent par leurs crochets (4), l'arrachement similaire des tringles de chacun des talons du pneumatique au travers des fentes profilées (5) des plaques (6). -Les pneumatiques démunis des tringles sont ensuite automatiquement dirigés entre les rouleaux d'écrasement (7) et (8) du poste (C), afin d'tre soumis à l'action de la cisaille du poste de découpe (D) pour obtenir une pluralité de tronçons de bande de pneumatique. -A la sortie du poste de coupe (D) les tronçons de bande sont acheminés au niveau de l'appareil de séparation du poste (E), afin de séparer la matière caoutchouteuse de la matière métallique. -A la sortie de l'appareil séparateur du poste (E), les matières caoutchouteuse et métallique sont séparées et triées automatiquement pour obtenir, d'un côté de la poudrette et de l'autre côté, uniquement les brins métalliques (M). Les avantages ressortent bien de la description, en particulier on souligne et on rappelle le fonctionnement entièrement automatique pour le traitement de pneumatiques et la qualité du résultat obtenu. REVENDICATIONS -1-Procédé de traitement et de recyclage de pneumatique, caractérisé en ce que : -on approvisionne en automatique les pneumatiques, -on soumet les pneumatiques à une opération apte à enlever simultanément chacune des tringles métalliques que présentent les talons desdits pneumatiques, -on soumet les pneumatiques, ne présentant plus les tringles, à une opération apte à les écraser selon leur circonférence pour obtenir une section méplate, -on soumet la section méplate obtenue à une opération apte à la découper transversalement pour obtenir des secteurs de bandes de pneumatiques, -on soumet en continu les tronçons de bandes à une ou des opérations aptes à séparer la matière caoutchouteuse des nappes métalliques de la carcasse et de la bande de roulement, en réduisant ladite matière caoutchouteuse en poudrette, -on récupère séparément la poudrette et les brins des nappes métalliques. -2-Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend, en continu et successivement : -au moins un poste (A) d'alimentation en automatique des pneumatiques, -au moins un poste (B) pour enlever simultanément chacune des tringles que présentent les talons des pneumatiques, -au moins un poste (C) pour écraser progressivement, selon leur circonférence, les pneumatiques ne présentant plus les tringles, -au moins un poste (D) pour découper transversalement les pneumatiques écrasés en vue d'obtenir des tronçons de bandes, -au moins un poste (E) de traitement des tronçons de bandes pour séparer la matière caoutchouteuse et les nappes métalliques de la carcasse et de la bande de roulement de chacun des tronçons des bandes en réduisant la matière caoutchouteuse en poudrette, -des moyens (12-13-14) pour récupérer séparément la poudrette et les brins des nappes métalliques, -les différents postes et moyens sont commandés en synchronisme pour traiter et recycler automatiquement en continu les pneumatiques. -3-Installation selon la revendication 2, caractérisée en ce que le poste (B) pour enlever simultanément chacune des tringles de talons du pneumatique comprend deux ensemble identiques (Bl) et (B2) disposés en regard et symétriquement en alignement, le pneumatique étant dirigé et centré verticalement entre les dits ensembles pour soumettre chacune desdites tringles à l'action d'un organe d'arrachement (4) que présente chacun desdits ensembles. -4-Installation selon la revendication 3, caractérisée en ce que chaque ensemble (B1) et (B2) comprend un organe de traction du type vérin (2) dont la tige (2a) est montée avec capacité de déplacement linéaire guidé dans un bâti support (3) recevant avec une position fixe le fût (2b) dudit vérin (2), l'extrémité libre de ladite tige (2a) étant équipée d'un moyen d'accrochage (4) débordant au travers d'une fente (5) que présente une plaque d'appui verticale (6) du bâti, les pneumatiques étant disposés verticalement en coopération par leur talon avec les moyens d'accrochage, ladite fente étant convenablement profilée pour permettre, au fur et à mesure du retrait de la tige (2a), l'arrachement des tringles au travers de la fente (5). -5-Installation selon la revendication 4, caractérisée en ce que la fente (5) présente un profil constitué de deux ouvertures en croix asymétrique, en délimitant une ouverture horizontale et une ouverture verticale, l'ouverture horizontale étant disposée symétriquement de part et d'autre de l'ouverture verticale et sensiblement à la partie haute de cette dernière. -6-Installation selon la revendication 2, caractérisée en ce que le poste (C) pour écraser progressivement, selon leur circonférence, les pneumatiques, est monté à la sortie du poste d'arrachement des tringles et comprend un ensemble de rouleaux rotatifs d'entraînement superposés (7) et (8) délimitant une entrée correspondant sensiblement à la circonférence du pneumatique et un espace de guidage convergent de section dégressive pour provoquer au fur et à mesure du déplacement linéaire du pneumatique, son écrasement. -7-Installation selon les revendications 2 et 6, caractérisée en ce que le poste de découpe (D) des pneumatiques écrasés comprend, directement à la sortie des rouleaux d'écrasement (7b) et (8b), un système de cisaille (9) apte à assurer la coupe transversale du pneumatique pour réaliser les tronçons de bande. -8-Installation selon la revendication 2, caractérisée en ce que le poste de traitement (E) des tronçons de bande comprend au moins deux rangs dc rouleaux tournant (10) et (11), à axes parallèles et superposés deux à deux, les tronçons étant engagés à plat, entre lesdits rouleaux, aptes à assurer en continu et successivement, la décohésion de la matière caoutchouteuse, en vue de la séparer des nappes métallique, pour constituer une poudrette résultant d'un mélange de caoutchouc et de particules métalliques et ou textiles, les rouleaux du premier rang sont entraînés positivement dans le mme sens de rotation, à des vitesses linéaires différentes, tandis que les rouleaux de l'autre rang tournent dans l'autre sens pour entraîner par frottement, les tronçons de bande de pneumatique. -9-Installation selon la revendication 2, caractérisée en ce que les moyens pour récupérer séparément la poudrette et les brins des nappes métalliques sont constitués par un organe d'aspiration et de refoulement du type cyclone (12) branché à la sortie du poste de séparation (E) pour diriger la matière caoutchouteuse et les brins sur un organe d'évacuation (B) équipé d'un séparateur magnétique (14) pour dissocier les brins métalliques de la matière caoutchouteuse. -10-Installation selon la revendication 2, caractérisée en ce que les différents postes (A) (B) (C) (D) (E) sont disposés notamment en alignement et sont assujettis à une centrale de commande pour traiter en continu les différents pneumatiques.