DE2429145A1

DE2429145A1 - Vorrichtung zum abscheiden von material von fahrzeugreifen fuer die runderneuerung

Info

Publication number: DE2429145A1
Application number: DE2429145A
Authority: DE
Inventors: William E Fawcett; James W Heaton
Original assignee: Kennametal Inc
Current assignee: Kennametal Inc
Priority date: 1973-07-16
Filing date: 1974-06-18
Publication date: 1975-02-06
Also published as: NL7409542A; GB1478912A; JPS5039780A; IL50710A0; IL45150A; BR7405852D0; CA1019120A; NL170929B; BE817653A; IT1015643B; SE7409214L; ZA743549B; AU6992974A; FR2237757A1; DK380074A; DE2429145B2; IL50710A; NO142386B; JPS5511514B2; LU70533A1

Description

2429 H 5

PATENTANWÄLTE

DR. ERNST STURM

DR. HORST REINHARD

DIPL-ING. KARL-JÜRGEN KREUTZ

Kennametal Inc.

Latrobe, PA 15650 /V.St.A.

8000 München 40, Leopoldstraße 20/TV Telefon: (0811) 39 6451

Draht: Isarpatent

Bank: Deutsche Bank AG München 21/14171

Postscheck: München 97 56

Datum 12. Juni 1974 Kr/Fe

Vorrichtung zum Abschneiden von Material von Fahrzeugreifen für die Runderneuerung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Entfernen von Material von Fahrzeugreifen zwecks Vorbereitung für die Runderneuerung des Reifens, und zwar bezieht sich die Erfindung auf eine schneidend wirkende Vorrichtung dieser Art.

Bei der Runderneuerung von pneumatischen iahrzeugreifen wird die äussersteUmfangsschicht des Reifens abgehoben bzw. entfernt. Man.benutzt dazu eine grobe Raspel oder ein Werkzeug mit grobkörnigem abrasivem Material. Es ist auch bereits versucht worden, dieses Material mit einem scharfen Messer abzuschneiden.

Nachteilig bei Verwendung einer Raspel oder dgl. ist die relativ grosse Wärmeentwicklung, verbunden mit Staub, Qualm,

409886/0367

-2- 2A29H5

Dämpfen, die gesundheitsschädlich sind, die Gefahr der Entzündung oder gar Explosion begründen; ferner sind umständliche Vorrichtungen zum Auffangen und Beseitigen des feinen Gummimaterials erforderlich.

yran

Wird dagegen ein Schneidmesser verwendet, so braucht/relativ grosse Antriebskräfte und das Schneidmesser kann sehr leicht durch in der Reifendecke eingebettete Fremdkörper beschädigt werden. Ausserdem geht die Bearbeitung des Reifenumfangs mit einem Schneidmesser langsamer als mit einer Raspel bzw. mit abreSiven Werkzeugen. .

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung zu schaffen, womit schnell und wirksam, ohne die aufgezeigten Nachteile, die äusserste Material schicht am Umfang eines zu vulkanisierenden i'ahrzeugreifens abgetragen werden kann. Insbesondere sollen sich dabei kein Staub, Gase oder ITebel entwickeln. Umfangreiche Staubfilter sollen sich somit erübrigen.

Die Lösung der Erfindung besteht im wesentlichen darin , daß ein umlaufendes Fräswerkzeug gegenüber dem Umfang des Reifens zustellbar ist, wobei der Reifen auf einer Arbeitsspindel drehbar angeordnet ist.

A09886/0367

-3 - 2429US

Gemäss der Erfindung wird also der Fahrzeugreifen aufgeblasen bzw. unter Innendruck auf eine Arbeit spindel aufgebracht. Dem auf der Spindel aufgespannten Helfen ist ein fräserartiges Werkzeug zugeordnet, und zwar ein scheibenförmiges Werkzeug, über dessen Umfang verteilt eine Yielzahl scharfkantiger Scnneidelesente auswechselbar angeordnet sind, die Drehachse dieses fräserartigen Werkzeugs ist im wesentlichen parallel zur Achse der Spindel· Das Werkzeug ist auf den Reifen zu und von diesein fort beweglich.

Die Schneideinsätze sind einzeln austauschbar und einsetzbar in dem Werkzeugkörper. Der Träger für das Schneidwerkzeug ist um eine vertikale Achse schwenkbar, welche etwas unterhalb des Reifens angeordnet ist, und ein Lagerbock für die Fräserspindel ist im wesentlichen radial gegenüber dem Reifen verschieblich. Durch Verschwenken des Werkzeughalters wird ein bogenförmiges Profil an dem Reifen geschnitten.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen..

409886/0367

_ Zj. _

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben.

Fig. 1 ist ein Schaubild der erfindungsgemässen Maschine.

Fig. 2 zeigt ausschnittsweise von der Seite gesehen, teilweise im Schnitt rechtwinklig zur Drehachse das (fräserartige)
Schneidwerkzeug gemäss der Erfindung.

Fig. 3 ist ein Schnitt nach Linie III-I1I in Fig. 2.

Fig. 4 zeigt perspektivisch, auseinandergeaogen (explodiert) den in dem Schneidwerkzeug gemäss der Erfindung vorgesehenen
Schneideinsatz, ein Haltestück, in den der Schneideinsatz
eingesetzt wird sowie ein Keilstück, womit gleichzeitig der
Schneideinsatz gegenüber dem Haltestück und das Haltestück in einer Ausnehmung am Umfang des umlaufenden Werkzeuges festgeklammert wird.

Fig. 5 zeigt schematisch die versetzte Anordnung von in Umfangsrichtung aufeinanderfolgenden Schneideinsätzen, womit eine
rauhe, ungleichmässige Oberfläche an dem Reifen erhalten wird.

Gemäss Fig. 1 ist in einem Ständer 14 eine horizontale Arbeitsspindel 10 gelagert, die vom Motor M1 antreibbar ist. Auf die Spindel 10 wird der zu erneuernde Reifen 12 aufgespannt. Mit
der Vorrichtung gemäss der Erfindung wird nun die verbrauchte

409886/0367

- 5 - 2A29U5 i

und ungleichmässige äussere Lage des Reifenmaterials abgetragen, wonach, dann in bekannter Weise neues Gummimaterial* auf vulkanisiert wird (Runderneuerung).

kann

Die Spindel 10/in jeder passenden Steueranordnung 14 eingesetzt" sein. Das Maschinengestell weist einen Fussteil 16, der fest verbunden ist mit dem die Spindel 10 tragenden Teil, und

qüf

die Grundplatte 16 weist eine vertikale Schwenkachse 18/ Die vertikale Schwenkachse 18 erstreckt sich vertikal im Bereich der zentralen radialen Ebene des Reifens 12 und etwas radial vom Aussenumfang nach innen versetzt.

j Um die Achse 18 ist ein Arm 20 schwenkbar, der eine Gleitführung aufweist, in der ein Werkzeugsupport 22 verschieblich ist. Der Support 22 ist also in der iührung des Arms 20 radial auf den Reifen zu und von diesem fortve.r.schieblich. Der Support ^: 22 trägt eine Werkzeugspindel 24·, die vom Motor M2 antreibbar

; ist und auf welcher ein drehbares Schneidwerkzeug 26 sitzt, j welches über seinen Umfang verteilt Schneideinsätze aufweist.

Wird nun das Schneidwerkzeug 26 in Eingriff mit dem Reifen ge- ! bracht und drehen sich dann Reifen und Fräser 26 gegensinnig

in Pfeilrichtung, so wird der Reifen bearbeitet, also eine

j entsprechende Materialschicht abgefräst. Durch Verschwenken - " - ■
des Armes 20 um die Achse 18 kann das Werkzeug geführt werden, so dass jeweils die gewünschten Bereiche der Reifenoberfläche bearbeitet werden. Das Werkzeug kann mit einem einzigen Durch-

409886/03 67

2429H5

gang eier in mehreren Durchgängen über die "Keifeiioberflache geführt werden. Es kann eine Steuerkurve oder Steuernocken zur Führung des Merkzeuges zwecks Erhalt des gewünschten Profils vorgesehen sein.

Ein besonderes Merkmal der Erfindung stellt das Schneidwerkzeug 26 dar,, welche in ELg. 2 und 3 näher gezeigt ist.

Das Schneidwerkzeug bzw. der Fräser 26 weist einen Körper 28 mit einer zentralen Öffnung 30 zur Aufnahme der Spindel 24- auf. •Die Habe weist Einkerbungen 32 zur Aufnahme von Keilen bzw. Federn 34· an der Spindel 24· auf. Der Körper bzw. der Fräser ;ist mittels einer grossen Schraube 36 festgemacht, die in die Spindel eingeschraubt ist. Der Kopf der Spannschraube 36 liegt an einer versenkten Schulter in der Nabe des Fräsers an. Wie am besten Fig. 2 zeigt, hat der Grundkörper 28 an seinem Umfang eine Yielzahl von Ausnehmungen 40, die sich von seiner Oberfläche nach innen erstrecken, wobei alle Ausnehmungen 40 dl^ ,gleiche Neigung gegenüber der Drehachse aufweisen. In 3ede der !Ausnehmungen ist ein Halteglied 4-2 eingesetzt, welches mit .einem Fuss 44- an der benachbarten Wandung des Körpers 28 anliegt. Das Halteglied 4-2 wird in die Ausnehmung ... eingesetzt, ■dass der Fuss 42 richtig am Grund der Ausnehmung zur Anlage kommtϊ wobei das Halteglied richtig orientiert ist. ' ' ,^ Halteglied weist eine Ausnehmung 46 aowie eine in die Aueaehmung hineinragenden Stift 48^ IJie Ausnehmung ist etwa sflacher (in !Richtung der Achse des Stifles 48) als die Dicke eines

409886/0367

- 7 - 2429H5

Schneidelementes 50, welches zum Einsetzen in die Ausnehmung eingerichtet ist. Die Ausnehmung ist in radialer Richtung grosser als das Element 50. Das Element hat ein zentrales Loch 52 für den Stift 48, wodurch das Element in der Ausnehmung gehalten ist und gegen Verschiebung gesichert ist.

Wie Fig. 2 zeigt, beaufschlagt die eine Seite des Haltegliedes 42 die'eine Seite der Tasche 40 und die Bodenwandung der Ausnehmung 46, die in der gegenüberliegenden Seite des Haltegliedes gebildet ist, divergiert in Richtung radial nach auswärts gegenüber der gegenüberliegenden Seite des Haltegliedes 42. Die obere Seite des Elementes 50 in der Ausnehmung divergiert ebenfalls gegenüber der gegenüberliegenden Seite der Ausnehmung.

Auf diese Weise können das Schneidelement und das Halteglied fest in Position geklammert werden durch Verwendung eines einfachen Keilstücks 54, dessen gegenüberliegende Seiten keilförmig aufeinander zulaufen, so dass beim Festziehen des Keiles die eine Seite gegen die eine Wandung der Ausnehmung ! und die andere Seite gegen das Halteglied 42 anliegen. i

Zum Festziehen dient die Spannschraube 56. Der Keil y\ ist

dazu eingerichtet, fest in die Tasche 40 hineingezogen zu j

werden, um die vorstehend erwähnte Keilwirkung zu erreichen, mittels einer Schraube 56» deren gegenüberliegende Seiten Gewinde mit entgegengesetztem Drehsinn aufweisen, wobei das eine Gewindeende eine Gewindebohrung in dem Keil 54- und das

A0 9886/0367

-β- 2429H5

andere Gewindeende eine Gewindebohrung in dem Schneidkörper beaufschlagt, die sich in einer Richtung parallel zur Wandung der Tasche 40 erstreckt, an welcher der Keil gleitet.

Jedes Schneidelement 50 ist aus verschleissfestem Material wie guter Werkzeugstahl, vorzugsweise Hartmetallcarbid, wie Wolframcarbid, Titancarbid oder Mischungen davon, hergestellt. Andere Hartmetallcarbide können in der Zusammensetzung eingeschlossen sein, ohne irgendwie von der Nützlichkeit des Einsatzes abzuweichen..

Wie am besten Pig. 4 zeigt, sind die Schneideinsätze 50 kreisförmig, also scheibenartig und sie weisen zueinander parallele obere.und untere Flächen und eine Umfangswandung auf. Die Schneidelelemente können durch Verschwenken um die Achse des Stifts 48 indexiert werden, wenn also ein Umfangsstück des Schneideinsatzes 50 verschlissen ist, kann ein neues Umfangsstück in Wirkung gebracht werden. Das Schneidelement hat eine relativ scharfe Schneidkante 58» äe sich daran an der Verbindung bzw. Verschneidungslinie zwischen der Umfang swandung und der oberen Seitenfläche ergibt, wobei der eingeschlossene Winkel, also der Keilwinkel 85° bis etwa 30° beträgt.

Der eingeschlossene Winkel bzw. Keilwinkel ist abhängig von dem Winkel, den das Schneidelement gegenüber dem Umfang des Werkzeugkörpers bildet, denn die radial äussere Seite de<T Umfangs des Schneidelementes muss mit einem solchen Winkel geneigt

409886/0367

sein,-dass eine Freiheit gegenüber dem geschnittenen Material, also ein Freiwinkel gegenüber dem Reifen gegeben ist.

Wie Fig. 2 zeigt, hai jedes Schneidelement einen/Winkel von ungefähr 4-5° an der Schneidkante und ist geneigt mit ungefähr 30 gegenüber dem Radius, so dass der Freiwinkel an der radial äusseren Seite des Elementes etwa 15° beträgt.

Wesentlich ist also, dass ein Freiwinkel von etwa 15° vorgesehen ist.

■ Bei einem Durchmesser des Fräsers von etwa 150 mm können die Sehneidelemente in Umfahgsrichtung in Abständen von etwa 36 aufeinander folgen, also insgesamt zehn Schneideinsätze. 'Der grössere Durchmesser des Schneidplättchens 50 beträgt etwa 19 mm (3/4- inch), die Dicke etwa 3 mm (1/8 inen).

^: ₍ Im Beispiel ist ein kreisförmiger Schneideinsatz vorgesehen, j

er kann aber auch polygonal sein, wobei er entsprechend inde- ! xierbar ist. :

Wegen der Elastizität des Gummimaterials wird die frisch gej schnittene Oberfläche leicht irregulär sein. Dies kann weit- ; gehend vermieden werden, wenn die Schneidkanten der Schneideinsätze parallel zur Drehachse des Fräsers sind, oder indem das Schneidwerkzeug,wie in Fig. 5 gezeigt, gemacht wird, wobei JBezugszahl' 60 schematiseh den Schneidkörper bezeichnet und

40 98 86/036 7

2429H5

zeigt, wie run<je, knopf artige Schneideinsatz e 62 daran in versetzter Anordnung angeordnet sein können, die dazu neigen, die Bildung unerwünscht grosser Kanten bzw. Grate am .Reifen zu verhindern.

Auf alle Falle ist die frisch-geschnittene Oberfläche an dem Reifen weich und in gutem Zustand für die Aufnahme des neuen Materials.

Es wurde gefunden, (iss mit der Vorrichtung gemäss der Erfindung eine saubere, glatte Oberfläche an dem Seifen erhalten wird, die ideal für die Aufnahme des Grunderneuerungsmaterials ist und mit dem neuen Gummimaterial besser zusammenhalt als in herkömmlicher Weise vorbereitetes Reifenmaterial.

Dank der scharfen Schneidelemente wird das Reifenmaterial in Form von Spänen wesentlicher Grosse abgeschnitten und die Schneidwirkung ist sauber, so dass nur wenig Reibung auftritt, so dass nur wenig Wärme auftritt, während Qualm und Dämpfe jjjanz und gar vermieden sind.

Auch entsteht kein Staub, so dass keine Staubfangmittel vorge-

sehen sein brauchen. Auch besteht keine Feuer- bzw. Explosionsgefahr, wie wenn das Gummimaterial nicht als relativ chronisch "beendet, sondern als feiner Staub anfallen würde.

Die Umfangsgeschwindigkeit des Reifens kann bei der Bearbeitung

409886/0367

- ii - 2429H5

etwa 100 "bis 1000 feet pro Minute, also ca. 0,51 Ms 5,1 m. pro Sekunde sein. Die Umfangsgeschwindigkeit des WeWrzeugs kann 1000 bis 10 000 fett pro Minute, also 5,1 Ms 51 m pro Sekunde sein, wobei sich Reifen und Werkzeug gegensinnig drehen.

Ein normaler Pkw-Reifen wird mit der Vorrichtung gemäss der Erfindung in etwa 2 Minuten bearbeitet, was im Vergleich mit der bei Anwendung abrasiver Werkzeuge verwendeten Zeitdauer sehr vorteilhaft ist. Bezüglich der Anordnung der Schneidelemente an dem Fräser und im Zusammenhang mit der Umfangsgeschwindigkeit des bearbeiteten Reifens im Vergleich der Umfangsgeschwindigkeit des Werkzeugs hat man gefunden, dass man die besten Ergebnisse erhält, wenn jedes Schneidelement einen relativ grossen Span abschneidet. Man erhält dabei sauberere Schneidergebnisse,als wenn kleinere Späne anfallen.

Das Reifenmaterial ist naturgemäss nachgiebig, und wenn also die Schneidelemente nicht einen wesentlichen Spankörper beim Schnitt ergreifen, so besteht die Tendenz, dass das Gummimaterial gegenüber dem Schneidplättchen nachgibt, also mehr ! gerissen als geschnitten wird.' Daher wird gemäss der Erfindung | so vorgegangen, dass ein wirklicher, relativ grober Span ge- | schnitten wird.

Normalerweise genügt ein einmaliger Durchgang, wenn dabei saubere Späne, also saubere Schnittflächen erhalten werden, so kann der so vorbereitete Reifen sogleich vulkanisiert werden. Die Bindung bzw. Haftung des neu aufgebrachten Gummi-

409886/0367

-12- 2429U5

materials an dem alten Material ist bei Verwendung der Erfindung viel besser, z. B. 50 % besser, als bei Bearbeitung mit einer Raspel oder dgl.

Es ist auch von Bedeutung, dass der freie Winkel hinter jeder Schneidkante etwa gleich oder vorzugsweise etwas grosser als der positive Anstellwinkel an der Frontseite jedes Schneidplättchens ist, hierdurch erhält man einen sauberen Schnitt und .vermeidet ein Radieren und damit Wärmeentwicklung. Da bei der Schneidarbeit keine oder fast keine Wärme eniwickelt wird, so bleiben die Schneidplättchen auch gut kühl bei der Arbeit.

Es sei bemerkt, dass die Erfindung innerhalb des Erfindungsgedankens vielfältig abwandelbar ist.

409886/0367

Claims

2429H5

. . Ansprüche

Vorrichtung zum Abheben der verbrauchten, äusseren Material schicht an einem rund zu erneuernden ( zu vulkanisierenden) !Fahrzeugreifen,
dadurch gekennzeichnet,

dass ein umlaufendes Fräswerkzeug (26) gegenüber dem Umfang des Reif ens zustellbar ist, wobei der Reifen auf einer Arbeitsspindel (10) drehbar angeordnet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Support (22) für den Fräser (28) längs einer Geradführung (20) gegenüber dem Reifen (12) zustellbar ist, wobei die Geradführung (20) um eine vertikale Achse (18) schwenkbar ist, die unterhalb des in vertikaler Ebene, rotierenden Reifens (12) am Maschinenrahmen angeordnet ist,_
3· Vorrichtung nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,

dass ein scheibenförmiger, drehbarer Körper (28) über seinen Umfang verteilt Schlitze (40) auf v/eist, in denen Je ein Schneideinsatz (50) eingesetzt ist, der teilweise über den Umfang hervorragt, wobei Elammerelemente (42, 54, 56) zum Festklammern des Schneidplattchens vorgesehen sind, i die mit ihrer inneren Grundfläche und ihren Seitenflächen j an entsprechenden Gegenflächen der Ausnehmung (40) anlie-

409886/0367

7 U ? a U

gen und das Schneidplättchen in vorbestimmter radialer und axialer Stellung, aber indexierbar fest Kleben, v/cbei die Schneidplättchen (50) gegenüber der Reifenoberflache einen Anstellwinkel bzw- Schneidwinkel von 25 bis 35° haben, und dass die Schneidplättchen eine geneigte Auffangswandung haben, die einen i'reiwinkel iiinuer jecer Schneidkante bildet.
4· Vorrichtung nach Anspruch. 1,
dadurch gekennzeichnet,

dass die Schneideinsätze in Form -runder Plättchen niit parallelen Ober- und Unterseiten und einer konischen, die Schneidkante bildenden Umfangsfläche ausgebildet sind.
5- Vorrichtung nach Ansprüchen 1 bis M-, dadurch gekennzeichnet,

dass die Schneidplättchen ein Zentrierloch (52) haben und mit ihrer einen Seite gegen einen Schuh (4-2) mit Zentrierstift (48) anliegen, während gegen die gegenüberliegende Seite des Schneidplättchens (50) ein Keil (54-) anliegt, der mittels Spannschraube (56) am iräserkörper (26) fest spannbar ist, wobei das Schneidplättchen (50) zwischen Schuh (4-2) und Keil (54-) in vorbestimmter Stellung in der Nut (40) festgeklemmt ist.
6. Werkzeug nach Anspruch 5i

409886/0367

dadurch gekennzeichnet, dass der Schuh (42) mit seiner Bodenfläche gegen den Grund der Aufnahmenut (40) zwecks radialer Ausrichtung anliegt.
7- Werkzeuganordnung nach Ansprüchen 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Keil (54) an seiner Aussenseite eine Spanbrechernut zum Ablenken der geschnittenen Gummispäne aufweist.
S. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 bis dadurch gekennzeichnet, dass der eingeschlossene Winkel zwischen der Oberseite jedes Einsatzes und seiner Umfangswandung grosser als der Anstellwinkel ist.
9. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneideinsätze (62) in axialer Sichtung gestaffelt sind.
10. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 bis 9i dadurch gekennzeichnet,

dass der Anstellwinkel ungefähr 30° beträgt.
11. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenenden Ansprüche,

409886/0367

dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangsgeschwindigkeit des !Fräsers etwa 50 m pro Sekunde und die Umfangsgeschwindigkeit des Reifens etwa 5 m pro Sekunde betragen.
12. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass der Fräser und der Reifen in der gleichen Richtung rotieren.
13. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachsen von Reifen und Fräser rechtwinklig zueinander stehen.

409886/0367

1 e e r s e i f e