DE4225506A1 - Methode zum Profilieren und Aufbringen von Reifenlaufflächen auf rundzuerneuernde Reifen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Methode, bei der unvulkanisierte Material­ streifen in unvulkanisierte Profillaufstreifen umgeformt werden, die anschließend auf rundzuerneuernden Reifen übertragen werden.

Heute gibt es verschiedenen Möglichkeiten einen abgefahrenen Reifen, Karkasse genannt, mit einem neuen Profil zu versehen. Die Karkasse wird vorbereitet, d. h. die abgefahrene Lauffläche mit dem verbliebenen Restprofil wird entfernt. Dies geschieht mit einer Rauhmaschine, wobei eine leicht aufgerauhte Oberfläche entsteht. Diese wird anschließend mit einer Gummilösung versehen. Dies ist nur eine grobe Beschreibung der Vorbereitung­ sarbeiten und ist bei allen Runderneuerungs-Methoden identisch. Die Unterschiede beginnen mit dem Aufbringen der neuen Lauffläche.

1. Auf die vorbereitete Karkasse wird eine Lauffläche, als unvulkanisierte Kautschukmischung aufgebracht. Dies kann geschehen mit einem Rohlauf­ streifen, dessen Maße auf die Reifengröße, auf das gewünschte Profil und auf die Maße der Form in der der Reifen anschließend vulkanisiert wird, abgestimmt ist. Das Aufbringen von unvulkanisierten Kautschukmischungen auf die vorbereitete Karkasse wird auch mittels Extrudern durchgeführt, entweder wird die Kautschukmischung als ganzer Streifen oder in mehreren dünnen Streifen auf die Karkasse gespritzt. Die Vulkanisation mit der Profilgebung der Lauffläche, erfolgt in einer für die jeweilige Reifengröße bestimmten Form. Die Form ist mit dem gewünschten Profil versehen. Für jede Reifengröße und für jedes Profil muß mindestens eine eigene Form zur Verfügung stehen. In vielen Fällen ist es jedoch notwendig, für eine Reifengröße und ein Profil, mehrere Formen mit unterschiedlichen Maßen zur Verfügung zu haben. Bedingt ist diese durch die unterschiedlichen Maße die die Reifenhersteller für die jeweilige Reifengröße verwenden. Die Vulkanisationsform zeigt den Negativteil des jeweiligen Reifenprofils als Positiv.

Um das Bestücken der Form zu ermöglichen, ist sie in zwei Schalen geteilt, zudem sind die Schalen mehrfach radial geteilt. Der Reifen wird mit einem Innendruck (Luft oder Wasser) von 15 bis über 20 bar gefüllt. Um die Vulkanisation zu beschleunigen, wird die Form auf 150 bis 160° Celsius aufgeheizt. Die Vulkanisationsdauer beträgt je nach der Dicke der zu vulkanisierenden Kautschukmischung zwischen einer halben und mehreren Stunden.

2. Eine andere Möglichkeit der Profilgebung eines rundzuerneuernden Reifens ist, daß in die mit einer unvulkanisierten Kautschukmischung versehenen Lauffläche, mit einem "U , V" oder ähnlich geformten Messer, Profilrillen hineingeschnitten oder andere negative Einschnitte vorgenom­ men werden. Die so bearbeiteten Reifen werden dann in einem Druckbehälter (Autoklav) vulkanisiert. Das Profilhineinschneiden kann auch nach der Vulkanisation durchgeführt werden. Der Nachteil ist, daß mit dieser Methode der Profilgebung sehr enge Grenzen gesetzt sind, eine moderne zeitgemäße, den heutigen Anforderungen angepaßte Profilgestaltung nicht möglich ist und der Zeitaufwand für das Hineinschneiden des Profils sehr groß ist. Zudem fällt eine nicht unerhebliche Menge an nicht wieder verwertbaren Gummi an. Der Einsatz dieser Methode wird sehr begrenzt bleiben.

3. Eine weitere Methode abgefahrene Reifen mit einem neuen Profil zu erneuern, ist die vorbereitete Karkasse mit einem vorvulkanisierten Profillaufstreifen zu versehen. Der Profillaufstreifen wird in einem von der Runderneuerung getrennten Arbeitsgang in einer Flach- oder in einer Ringform mit dem gewünschten Profil versehen und vulkanisiert. Dieser Profillaufstreifen wird auf die vorbereitete Karkasse aufgebracht. Um eine Verbindung zwischen dem vorvulkanisierten Profillaufstreifen und der Karkasse herzustellen, wird zwischen diesen eine dünne Schicht einer unvulkanisierten Kautschukmischung, Bindegummi genannt, gelegt. Bevor der Reifen in einem Druckbehälter, bei einem Druck von 6 bar und einer Temperatur von 95° bis 150° Celsius vulkanisiert wird, muß er luftdicht verpackt werden. Dies erreicht man indem man den Reifen mit einer ein- oder zweiteilige Gummi- oder Kunststoffhülle umhüllt. Durch das Evakuieren der zwischen der Hülle und dem Reifen befindlichen Luft, wird die Hülle durch den Umgebungsdruck, luftdicht verschlossen. Um das gleiche Resultat zu erreichen wird auch eine sogenannte Außenhülle, die über den Reifen gestülpt wird und bis zu beiden Reifenwulsten reicht, mit einer Felge kombiniert. Der Reifen wird mittels eines Schlauches der sich im Reifen befindet, unter Druck gesetzt. Die Hülle, deren Enden zwischen der Reifenwulstseitenfläche und dem Felgehorn liegen, werden durch den Reifendruck luftdicht verschlossen.

Die Erfindung wird die oben nur grob beschriebenen Bearbeitungsschritte erheblich vereinfachen, verkürzen, einige davon sogar wegfallen lassen. Die Einsparungen an Produktionszeit, Energie, Hilfsmaterialien, Maschi­ nen, Geräten und Material-Lagerhaltungskosten sind sehr groß und werden die Kosten für runderneuerte Reifen, insbesonders für Lastkraftwagen, erheblich reduzieren, womit der Marktanteil an runderneuerten Reifen erheblich gesteigert wird, dies wiederum wird das Abfallaufkommen an Reifen reduzieren.

Die Erfindung setzt ein nach dem Vorbereiten der Karkasse, d. h. nach dem Abrauhen des verbliebenen Restprofils, dem Ausschleifen von Verletzungen und dem Besprühen der so vorbereiteten Karkasse mit Gummilösung. Die Laufflächen-Profilgebung geschieht gemäß der Erfindung, in einem unvulkanisierten Materialstreifen 9 mit Hilfe einer Profilwalze 2 gemäß Fig. 1, 2 und 3. Der Materialstreifen 9 Fig. 1, läuft zwischen der Profilwalze 2 (die nach außen ein Profil aufweist und dessen positive Erhebungen 37 die Profilrillen 38 der Profillaufstreifen 14 formt) und mindestens einer profillosen Walze 1 hindurch. Der so profilierte Materialstreifen, jetzt Profillaufstreifen 14 genannt, tritt wieder zwischen der Profilwalze 2 und der profillosen Walze 1 hervor und kann dann im Freiheizverfahren in einem Behälter unter Druck und Temperatur oder mit Microwellen vulkanisiert werden. Der so hergestellte Profillauf­ streifen kann auf die bisher bekannte Weise weiter verarbeitet werden.

In der Fig. 2 ist der Querschnitt dieser Vorrichtung gezeigt. Die Profiltrommel 2 besteht aus Scheiben 3 ohne Profil, Scheiben 4 mit Positivprofil das im Profillaufstreifen der Negativteil, Profilrillen 38 genannt, ist, Scheiben 5 mit dem Seitendekor das den Übergang von der Lauffläche zur Seitenwand bildet. Abgeschlossen wird die Profiltrommel durch Halte- bzw. Distanzscheiben 6. Die Breite der Scheiben 3 und 4 kann variiert werden um unterschiedliche Laufflächenbreiten zu erhalten. Ebenso können die Scheiben 5 unterschiedliche Konturen aufweisen, die den jeweiligen Reifentypen angepaßt sind. Die 7a zeigt den Freiraum zwischen der Profiltrommel 2 und der profillosen Walze 1 durch den der Materialstreifen 9 hindurch läuft. Die 13a zeigt den Querschnitt des in dieser beschriebenen Vorrichtung entstehenden Profillaufstreifens.

In der Fig. 3 ist eine ähnliche Vorrichtung dargestellt mit dem Unterschied, daß der seitliche Teil des Laufstreifens einen Fortsatz 31b aufweist. Dieser Fortsatz 31b, eine sogenannte Lippe, ist dazu da um den Übergang zwischen Karkasse 12 und Profillaufstreifen 13b, wie unter Fig. 11 gezeigt, weiter in die Reifenflanke 36 zu verlegen. Dies ist bei bestimmten Einsatzarten von Vorteil und verhindert Ablösungen der Profillauffläche vom Reifen.

In Fig. 4 wird eine Vorrichtung gezeigt, die einen Materialstreifen 9 in einen Profillaufstreifen 13 umformt und anschließend auf eine Karkasse 12 doubliert. Der von einem Extruder 8 gespritzte Materialstreifen 9 wird mit einer Transportvorrichtung 15 (oder wird mittels eines speziellen Extruder-Spritzkopfes 32 Fig. 18 und 19, direkt in die Profilform 11 der Profiltrommel 10 gespritzt) zwischen der Profiltrommel 10 (bestehend aus einer Profilform 11 die mit dem umgekehrten Positiv/Negativ-Profil des gewünschten Reifenprofils versehen ist und einen geringfügig kleineren Umfang bzw. Länge hat als die Karkasse für den der Profillaufstreifen bestimmte ist) und mindestens einer profillosen Walze 1 hindurch geführt. Dabei wird der profillose Materialstreifen 9 in die Profilform 11 der Profiltrommel 10 hineingepreßt, hierbei entsteht der Profillaufstreifen 13. Bei diesem Vorgang drehen sich die Profiltrommel 10, die profillosen Walzen 1 und die Karkasse 12 an den Berührungspunkten in die gleiche Richtung. Durch die Drehbewegung gelangt der in der Profiltrommel 10 sich befindliche Profillaufstreifen 13 zur Karkasse 12 und wird an diese angepreßt. Durch die hohe Haftkraft des unvulkanisierten Profillauf­ streifens 13, wird dieser auf die Karkasse 12 übertragen. Die Profillaufstreifen-Kanten werden, wenn erforderlich, mit einer Anrollvor­ richtung 16 angerollt.

Der in der Profilform 11a Fig. 5 befindliche und mit einem Profil versehene Profillaufstreifen 13a wird auf die Karkasse 12 aufgebracht. Dazu wird die auf einer Drehvorrichtung 33 (Fig. 4) und unter Luftdruck stehende Karkasse 12 siehe Fig. 6 an die Profiltrommel 10 und dem darin befindlichen Profillaufstreifen 13 heran gefahren und so stark angepreßt, daß der Profillaufstreifen 13 auf der ganzen Breite auf der Karkasse 12 aufliegt. Bei der Übertragung des Profillaufstreifens 13 auf die Karkasse 12, drehen sich die Profiltrommel 10 und die Karkasse 12 an den Berührungspunkten in die gleiche Richtung. Zudem wird der Anpreßdruck so gesteuert, daß der Umfang bzw. die Länge des Profillaufstreifens 13 genau mit dem Umfang der jeweiligen Karkasse 12 übereinstimmt. Der Übertragungsvorgang des Profillaufstreifens 13 auf die Karkasse 12 wird durch ein optisches Distanzmeßverfahren permanent überwacht und die verbliebene Länge des Profillaufstreifens 12 mit der noch freien Wegstrecke der Karkassenoberfläche verglichen. Bei Abweichungen wird der Anpreßdruck der Karkasse 12 an den Profillaufstreifen erhöht oder reduziert. Der auf die Karkasse 12 Fig. 7 aufgebrachte Profillaufstreifen 13a wird (wenn erforderlich) an den Seitenkanten 31a, den Übergangsstellen von Profillaufstreifen 13 und Reifenflanke 36, mit einer Anrollvorrichtung 16 mittels Rollen 18 und pneumatischen Zylindern 17 an die Karkasse 12 angerollt.

In den Fig. 8, 9, 10 und 11, wird der gleiche Vorgang beschrieben, jedoch mit einem Profillaufstreifen 13b der an den Seitenkanten einen Fortsatz 31b, eine sogenannte Lippe, aufweist. Diese nicht an die Karkasse 12 angepreßten Fortsätze 31b Fig. 10 , werden mit einer Anrollvorrichtung 16 in Fig. 10 und Fig. 11 an die Karkasse 12 angerollt.

In der Fig. 12 wird eine Profiltrommel 10, eine Profilform 11c und eine profillose Walze 19 gezeigt, die die gewölbte Form einer Reifenlauffläche haben. Die Fig. 13 zeigt, daß der so vorgeformte Profillaufstreifen 13c auf der ganzen Kontaktfläche an die Karkasse 12 angepreßt wird. Das Anrollen der Profillaufstreifenkanten 31c ist dadurch nicht erforderlich.

In der Fig. 14 wird die Seitenansicht der Profiltrommel 10 mit der Profilform 11, die profillose Walze 1, der Materialstreifen 9 und der Profillaufstreifen 13 gezeigt, welcher am Anfang 28 eine Schräge aufweist.

Fig. 15 zeigt auch das Profiltrommelformende 21 und das Profillauf­ streifenende 29, das die gleiche Schräge wie der Profilstreifenanfang 28 (bzw. Profilformanfang 20) aufweist. Erreicht wird diese schräge dadurch, daß mit einem beheizbaren Messer 23 das mittels eines Zylinders 24 den profillosen Teil 26 des Materialstreifens vom profilierten Teil des Profillaufstreifens 13 abtrennt. Der Schneidewinkel des Messers 23 ist der gleiche Winkel wie der des Profilstreifenanfangs 28. Der abgetrennte profillose Teil des Materialstreifens 26 wird mit einem Ausstoßer 25 der mittels einem Zylinder 27 betätigt wird, aus der Profilform ausgestoßen. Hierdurch wird ein Freiraum 34 Fig. 17 für das Zusammenfügen des Profillaufstreifenanfangs 28 und des Profillaufstreifenendes 29 geschaffen.

Fig. 16 zeigt eine andere Variante um einen Freiraum 34 wie in Fig. 17 gezeigt, zu erhalten. Hier wird ein profilloses Formteil 35 das bis an den äußeren Durchmesser der Profilform 21 reicht, verwendet, das nach dem Füllen der Profilform 21 zur Seite gefahren wird.

In diesen Freiraum 34 Fig. 17 kann der Profilstreifenanfang 28 eintauchen (ohne daß er durch ein Hindernis deformiert würde) und somit können Profilstreifenanfang 28 und Profilstreifenende 29 mit dem gleichen Anpreßdruck zusammengefügt werden, der verwendet wird um den Profil­ streifen 13 an die Karkasse 12 anzupressen. Durch die Schräge des Profillaufstreifenanfangs 28 und des Profillaufstreifenendes 29, wird auf die Verbindungsstelle, Stoß 30 genannt, ein ausreichender Druck, für die dauerhafte Verbindung ausgeübt. Das genaue Zusammenfügen des Profillaufstreifenanfangs 28 und des Profillaufstreifenendes 29, wird dadurch erreicht, indem die Karkasse 12 soweit an den in der Profilform 11 befindlichen Profillaufstreifen 13 herangefahren wird, daß dadurch der Umfang der Karkasse 12 der Länge des Profillaufstreifens 13 angepaßt wird.

In Fig. 18 wird mittels eines speziell geformten, der Profiltrommel 10 und der profillosen Walze 1 angepaßten, Extruder-Spritzkopfes 32, das Laufstreifenmaterial 9, direkt in die sich drehende Profilform 11, gespritzt. Dies kann geschehen in Kombination mit mindestens einer profillosen Walze 1. Die profillose(n) Walze(n) 1 hat die Aufgabe eine gleichmäßige, ebene und lückenlose Profillaufstreifen-Unterseiten 22 (Verbindungsfläche zur Karkasse) herzustellen.

Die Fig. 19 zeigt die gleiche Vorrichtung wie Fig. 18, jedoch ohne profillose Walze 1 und einem Extruder-Spritzkopfes 32 der nur der Profiltrommel 10, angepaßt ist.

Nach dem Zusammenfügen von Profillaufstreifenanfang und Profillauf­ streifenende und dem eventuell notwendigen Anrollen der Profillauf­ streifenkanten, werden die so vorbereiteten Reifen in einem Druckbehälter (Autoklav) unter Druck und Temperatur vulkanisiert. Der Zeitraum zwischen dem Aufbringen der Profillauffläche und der Vulkanisation soll so kurz wie möglich gehalten werden um die relativ hohe Temperatur der auf gebrachten Profillaufstreifen für die Vulkanisation zu nutzen. Dadurch kann die Heizzeit kürzt werden, dies wiederum reduziert die Energiekosten. Der Zeitraum zwischen dem Aufbringen der Profillaufstreifen und der Vulkani­ sation kann bei dieser Methode so kurz gehalten werden, weil keine weiteren zeitaufwendigen Vorbereitungen wie das unter Punkt 3 beschriebene Einhüllen, Schlauch- und Felgenmontage, anschließen an Druck- bzw. Vakuumleitungen, unter Vakuum setzen, Vakuum kontrollieren, usw., getroffen werden müssen.

Claims (7)

1. Profilwalze (2), zum Umformen von unvulkanisierten Materialstreifen (9) in Profillaufstreifen (14), die nach außen ein Profil aufweist, dessen positiv Erhebungen (37), die Profilrillen (38) im Profillauf­ streifen (14) formen, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Profilwalze (2) und mindestens einer profillosen Walze (1) der Materialstreifen (9) hindurch läuft, wodurch das Positivprofil (37) der Profilwalze (2) in den Materialstreifen (9) hineingepreßt wird und so den Materialstreifen (9) in einen Profillaufstreifen (14) umformt.

2. Profiltrommel (10) mit einer nach außen weisenden Profilform (11) deren positive Erhebungen (37) die Profilrillen (38) im Profillauf­ streifen (13, 13a, 13b, 13c) formt, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen der Profilform (11) und mindestens einer profillosen Walze (1) hindurchlaufende Materialstreifen (9) zu einem Profillaufstreifen (13) geformt und anschließend von der Profilform (11) aus, direkt auf eine vorbereitete Karkasse (12) doubliert wird.

3. Profilwalze (2) und Profiltrommel (10) nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnitte der mit dieser Vorrichtung hergestellten Profillaufstreifen unterschiedliche Konturen aufwei­ sen. Querschnitt (13a) zeigt einen Profillaufstreifen mit einer abgeschrägten Seitenkante (31a). Querschnitt (13b) zeigt einen Profillaufstreifen mit einem Fortsatz (31b) an der abgeschrägten Seitenkante. Querschnitt (13c) zeigt einen Profillaufstreifen der die gewölbte Form einer Original-Reifenlauffläche aufweist und dessen abgeschrägte Seitenkanten (31c) in Richtung Reifenflanke (36) gezogen sind.

4. Profilwalze (2) und Profiltrommel (10) nach Anspruch 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der unvulkanisierte Materialstreifen (9) vom Extruder (8) über einen der Profilwalze (2), der Profiltrommel (10) und der profillosen Walze (1) angepaßten Extruder-Spritzkopf (32) direkt in das Profil der Profilwalze (2) bzw. in die Profilform (11) der Profiltrommel (10) gespritzt wird.

5. Profiltrommel (10) nach Anspruch 2, 3 und 4, dadurch gekennzeich­ net, daß die an der Außenseite sich befindliche Profilform (11) sich nicht über den ganzen Umfang der Profiltrommel (10) erstreckt und dadurch ein Freiraum (34) zwischen Profilformanfang (20) und Profilformende (21) besteht. Der Freiraum (34) ermöglicht ein lückenloses Zusammenfügen der Profillaufstreifenanfangs (28) und des Profillaufstreifenendes (29).

6. Profiltrommel (10) nach Anspruch 2, 3, 4 und 5, dadurch gekennzeich­ net, daß der Profillaufstreifenanfang (28) und das Profillauf­ streifenende (29) eine identische Schräge aufweisen, welche ein paßgenaues Zusammenfügen ermöglicht.

7. Profiltrommel (10) nach Anspruch 2, 3, 4 und 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der in der Profilform (11) sich befindliche Profillaufstreifen (13) an den größeren Umfang der Karkasse (12) angepaßt, wird indem die Karkasse (12) an den Profillaufstreifen (13) angepreßt wird und so der Umfang der Karkasse (12) der exakten Länge des Profillaufstreifens angepaßt wird.