DE60200765T2

DE60200765T2 - Vorrichtung und Verfahren zum Extrudieren von unvulkanisiertem Kautschuk

Info

Publication number: DE60200765T2
Application number: DE2002600765
Authority: DE
Inventors: Go Shimada
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2001-03-12
Filing date: 2002-03-11
Publication date: 2005-01-13
Anticipated expiration: 2022-03-12
Also published as: EP1240994A1; JP2002264196A; US7258827B2; US20020125608A1; ES2224026T3; US20050121823A1; JP4611551B2; EP1240994B1; DE60200765D1; US6875004B2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Extrudieren von unvulkanisiertem Gummi, wobei ein Element aus unvulkanisiertem Gummi aus zumindest zwei Arten von unvulkanisiertem Gummi extrudiert wird.
Beschreibung des Standes der Technik
Bei einem Luftreifen für Automobile gibt es Fälle, in denen ein aus hartem Gummi bestehender Abriebprotektor an der Außenseite eines Wulstbereichs des Reifens vorgesehen sein kann, um die Steifigkeit des Wulstbereichs zu erhöhen.
Ein oberes Ende dieses Abriebprotektors aus Gummi ist mit einer Gummilage verbunden, die eine Seitenwand des Reifens bildet.
Es gibt jedoch Fälle, in denen, weil der Wulstbereich wiederholt einer Biegeverformung unterworfen wird, wenn das Fahrzeug fährt, der Abriebprotektor sowie die Seitenwandgummilage voneinander getrennt werden.
Um dieses Problem zu lösen, ist in Betracht gezogen worden, einen Flächenbereich, in welchem der Abriebprotektor und die Gummilage der Seitenwand verbunden sind, zu vergrößern, und daher ist ein Luftreifen mit einer Querschnittsgestalt vorgeschlagen worden, wie sie in 7 gezeigt ist.
Bei dem Luftreifen mit dieser Querschnittsgestalt sind ein innerer Bereich 106A, der auf einer in radialer Richtung gesehenen inneren Seite einer Seitenwandgummilage 106 vorgesehen ist, die eine Seitenwand 104 bildet, und ein äußerer Bereich 106B, der an einer Außenseite der Seitenwandgummilage 106 vorgesehen ist, so ausgebildet, dass sie eine in axialer Richtung des Reifens gesehen innere und eine äußere Oberfläche eines Abriebprotektors 102 bedecken, der nach oben hin verjüngt ist, und ein Flächenbereich, in welchem die Seitenwandgummilage 106 und der Abriebprotektor 102 verbunden sind, ist vergrößert, um die Verbindung zwischen der Seitenwandgummilage 106 und dem Abriebprotektor 102 zu verstärken.
Um einen solchen Luftreifen herzustellen, wird in einem Vorgang zum Herstellen eines Grünreifens ein extrudiertes Gummielement 108 hergestellt, in welchem die unvulkanisierte Seitenwandgummilage 106 und der unvulkanisierte Abriebprotektor 102 mit der in 8 gezeigten Querschnittsgestalt miteinander integriert sind. Anschließend wird eine Gummischicht 110 aus dem gleichen vulkanisierten Gummi wie die Seitenwandgummilage 106 so aufgebracht, dass sie einen Bereich des extrudierten Gummielements 108 in der Nähe des Endes des Abriebprotektors 102 bedeckt.
Das extrudierte Gummielement 108 mit der darauf aufgebrachten Gummischicht 110 wird auf eine äußere Oberfläche einer Karkasse einer Reifendecke in einem Produktionsvorgang aufgebracht. So wird der Luftreifen hergestellt.
In US 4 653 994 extrudiert beim Herstellen eines Fahrzeugsreifens aus unterschiedlichen Gummimischungen eine erste Extrusionseinrichtung eine erste Mischung, die beispielsweise den seitlichen Laufflächenstreifenbereich bildet, in einen ersten Durchflusskanal, eine zweite Extrusionseinrichtung befördert beispielsweise die Laufflächenstreifenmischung in einen zweiten Durchflusskanal, und eine dritte Extrusionseinrichtung befördert beispielsweise die Basisgummimischung in einen dritten Durchflusskanal. Insbesondere ist eine Vorrichtung offenbart, mit welcher die Laufflächenstreifen-Mischung verändert und die Durchflusskanäle sehr schnell gereinigt werden könnten.
Dokument US 4 556 376 offenbart einen Extruderkopf zum Herstellen von flachen kohäsiven profilierten Streifen aus nachgiebigen Mischungen unterschiedlicher Zusammensetzung, beispielsweise aus Mischungen von Gummi oder synthetischem Material, und insbesondere für das Herstellen von nicht ausgehärteten Laufflächenstreifen für Luftreifen mit einem zweilagigen mittleren Bereich und zwei gleichen Kantenbereichen. Der Extruderkopf beinhaltet zwei Extruder, die in einen spitzen Winkel nebeneinander oder übereinander vorgesehen sind und eine gemeinsame Extrusionsdüse speisen.
Mit Bezug auf JP 2000-117813 werden in einem ersten Vorformer mehrere Arten von Gummi durch mehrere Zuführöffnungen hindurch ausgegeben, die in Längsrichtung des Vorformers angeordnet sind, und zwar an eine Einlassöffnung. Ein zweiter Vorformer verbindet die von einem ersten und einem davon getrennten zweiten verzweigten Ausflussbereich her gesandten Gummianteile und sendet schließlich die neue Gummikomponente durch eine Ausgabeöffnung nach außen.
Bisher bestand jedoch das Problem, dass eine Vorrichtung zum Aufbringen der Gummischicht 110 oder ein Verfahren zum Aufbringen dieser Gummischicht erforderlich sind, und die Kosten für eine solche Vorrichtung sowie die Lagerhaltung der Gummischicht 10 können auch ansteigen.
Weil die dicke Gummischicht 110 auf das extrudierte Gummielement 108 aufgebracht wird, bildet sich außerdem ein gestufter Bereich 112 auf der Oberfläche des extrudierten Gummielements 108, wie in 8 dargestellt. Aus diesem Grund kann Luft in diesem gestuften Bereich 112 ein Freiliegen verursachen. Außerdem können auch Verluste aufgrund von durch inkorrekte Einstellungen verursachten fehlerhaften Produkten ansteigen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Extrudieren von unvulkanisiertem Gummi zu schaffen, mit welchen die Investitionen in Vorrichtungen für Reifen niedrig gehalten werden, die Anzahl der Herstellschritte nicht ansteigt, und ein unvulkanisiertes extrudiertes Gummielement durch Extrusion geformt werden kann, aus welchem ein Reifen mit hoher Qualität hergestellt werden kann.
Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zum Extrudieren von unvulkanisiertem Gummi, mit einem ersten Extruderhauptkörper zum Extrudieren eines ersten unvulkanisierten Gummis, einem zweiten Extruderhauptkörper zum Extrudieren eines zweiten unvulkanisierten Gummis, einem Extrusionskopf, der ein vorderes Ende des ersten Extruderhauptkörpers an den zweiten Extruderhauptkörper anschließt, und einer Durchgänge bildenden Form zum Führen, an einem vorderen Ende des Extrusionskopfs, des ersten und des zweiten unvulkanisierten Gummis in Richtung einer Formplatte mit einer Öffnung, worin ein extrudiertes Gummielement durch die Extrusion geformt wird, wobei das extrudierte Gummielement eine Querschnittsgestalt hat, in welcher, gesehen aus einem Querschnitt rechtwinklig zu einer Richtung, in welcher das extrudierte Gummielement extrudiert wird, ein Bereich des zweiten unvulkanisierten Gummis in das erste unvulkanisierte Gummi eindringt und ein Teil des ersten unvulkanisierten Gummis auf beiden Seiten des eingedrungenen zweiten Gummis in einer Richtung vorgesehen ist, die eine Richtung schneidet, in welcher das zweite Gummi eindringt, wobei die Vorrichtung folgendes aufweist: einen ersten Durchgang, durch welchen hindurch sich das erste Gummi bewegt; einen zweiten Durchgang, der angrenzend an den ersten Durchgang vorgesehen ist oder daran angeschlossen ist und bewirkt, dass sich das zweite Gummi dort hindurch bewegt; und einen Durchflussteilmechanismus, der entweder in einem Bereich vorgesehen ist, bei welchem der erste Durchgang und der zweite Durchgang nebeneinander vorgesehen sind, oder in einem Bereich, in welchem diese Durchgänge verbunden sind, und der einen Teil des ersten Gummis abtrennt, der sich durch den ersten Durchgang hindurchbewegt, so dass das erste Gummi auf beiden Seiten des eingedrungenen zweiten Gummis in einer Richtung angeordnet werden kann, die eine Richtung schneidet, in welcher das zweite Gummi eindringt.
In der Vorrichtung zum Extrudieren von unvulkanisiertem Gummi werden das erste und das zweite unvulkanisierte Gummi jeweils zu der einen Durchgang bildenden Form befördert, und zwar unter Verwendung des ersten bzw. des zweiten Extruderhauptkörpers.
Das erste unvulkanisierte Gummi tritt durch den ersten in der einen Durchgang bildenden Form ausgebildeten Durchgang hindurch, und das zweite unvulkanisierte Gummi tritt durch den zweiten in der einen Durchgang bildenden Form gebildeten Durchgang hindurch.
Der zwischen dem ersten und dem zweiten Durchgang vorgesehene Durchflussteilmechanismus teilt einen Bereich des durch den ersten Durchgang hindurchgetretenen strömenden ersten unvulkanisierten Gummis so, dass das erste unvulkanisierte Gummi in dem extrudierten Gummielement auf beiden Seiten des hineingedrängten zweiten unvulkanisierten Gummis in einer Richtung angeordnet ist, die eine Richtung schneidet, in welcher das zweite unvulkanisierte Gummi hineindrängt.
Als Ergebnis kann das extrudierte Gummielement ganz einfach in einem Extrusionsvorrichtung erhalten werden, und das Element hat eine Querschnittsgestalt, die gesehen in einem Querschnitt rechtwinklig zu einer Richtung, in welcher das extrudierte Gummielement extrudiert wird, in einem Übergangsbereich zwischen dem ersten und dem zweiten unvulkanisierten Gummi ein Bereich des zweiten unvulkanisierten Gummis in das erste unvulkanisierte Gummi eindringt, und ein Bereich des ersten unvulkanisierten Gummis ist auf beiden Seiten des eingedrungenen zweiten unvulkanisierten Gummis in einer Richtung angeordnet, die eine Richtung schneidet, in welcher das zweite unvulkanisierte Gummi eindringt.
In der Vorrichtung zum Extrudieren von unvulkanisiertem Gummi gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet der Durchflussteilmechanismus vorzugsweise ein erstes stromaufwärts der Formplatte und entfernt von der Formplatte angeordnetes Wehr, das von der Seite des zweiten Durchgangs in Richtung des ersten Durchgangs in einer Richtung rechtwinklig zu einer Richtung hervorsteht, in welcher die unvulkanisierten Gummis vorbeilaufen.
In der eben erwähnten Vorrichtung zum Extrudieren von unvulkanisiertem Gummi ist das Wehr, das so ausgeformt ist, dass es von dem zweiten Durchgang in Richtung des ersten Durchgangs in einer Richtung rechtwinklig zu einer Richtung hervorsteht, in welcher unvulkanisiertes Gummi vorbeiläuft, stromaufwärts der Formplatte und entfernt von der Formplatte vorgesehen. Aus diesem Grund kann die Richtung, in welcher ein Teil des ersten unvulkanisierten Gummis durch den ersten Durchgang hindurch bewegt wird, so verändert werden, dass dieser Teil des ersten unvulkanisierten Gummis sich über ein hervorstehendes Ende des Wehrs hinüber bewegt, und die Richtung, in welcher der andere Teil des ersten unvulkanisierten Gummis strömt, kann so verändert werden, dass der andere Teil des ersten unvulkanisierten Gummis seitlich um das Wehr herum in einer Richtung strömt, die rechtwinklig zu einer Richtung verläuft, in welcher das Wehr hervorsteht.
Als Ergebnis befindet sich der Teil des ersten unvulkanisierten Gummis auf einer Seite des eingedrungenen zweiten unvulkanisierten Gummis in der Richtung, in welcher das zweite unvulkanisierte Gummi eindringt, und der andere Teil des ersten unvulkanisierten Gummis befindet sich auf einer anderen Seite des eingedrungenen zweiten unvulkanisierten Gummis.
Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Extrudieren von unvulkanisiertem Gummi, in welchem Verfahren ein extrudiertes Gummielement durch Extrudieren mittels einer Extrusionsvorrichtung geformt wird, wobei dieses extrudierte Gummielement eine Querschnittsgestalt hat, in welcher ein Teil des zweiten Gummis in das erste Gummi eindringt und ein Teil des ersten Gummis auf beiden Seiten des eingedrungenen zweiten Gummis in einer Richtung vorgesehen ist, die eine Richtung schneidet, in welcher das zweite Gummi eindringt, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Aufteilen eines Bereichs des strömenden ersten Gummis in zwei Ströme stromaufwärts einer Formplatte, die eine Öffnung in der Extrusionsvorrichtung beinhaltet; Ermöglichen, dass ein Teil des zweiten Gummis zwischen die beiden Ströme eindringt, in welchen der Teil des ersten Gummis aufgeteilt worden ist; und Extrudieren, aus der Öffnung der Formplatte, eines extrudierten Gummielements, in welchem das erste Gummi und das zweite Gummi miteinander integriert sind.
In dem Verfahren zum Extrudieren von unvulkanisiertem Gummi wird ein Teil des strömenden ersten unvulkanisierten Gummis in zwei Teile stromaufwärts der Formplatte, die die Öffnung für die Extrusionsvorrichtung hat, aufgeteilt, und ein Teil des zweiten unvulkanisierten Gummis wird dazu gebracht, zwischen die beiden Ströme des ersten unvulkanisierten Gummis einzudringen. Anschließend werden das erste und das zweite unvulkanisierte Gummi miteinander integriert, und ein extrudiertes Gummielement mit dem ersten und dem damit integrierten zweiten unvulkanisierten Gummi wird aus der Öffnung der Formplatte extrudiert.
In dem eben beschriebenen Verfahren zum Extrudieren von Gummi gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet die Extrusionsvorrichtung vorzugsweise einen Durchflussteilmechanismus, der ein erstes Wehr beinhaltet, welches stromaufwärts der Formplatte und entfernt von der Formplatte vorgesehen ist und in einer Richtung rechtwinklig zu einer Richtung hervorsteht, in welcher sich das erste unvulkanisierte Gummi bewegt, wobei das erste und das zweite Gummi dazu gebracht werden, sich zu schneiden, indem das zweite Gummi über das erste Wehr hinüber bewegt wird.
Außerdem beinhaltet vorzugsweise der Durchflussteilmechanismus ein zweites Wehr, das sich von dem ersten Wehr hin zur Formplatte erstreckt, und die Position eines der vorderen Enden von zwei aufgeteilten Strömen des ersten Gummis, angeordnet auf beiden Seiten des zweiten Gummis, wird durch die Position des zweiten Wehrs verändert.
Außerdem weist das eben beschriebene Verfahren vorzugsweise außerdem den folgenden Schritt auf: ein Teil eines dritten unvulkanisierten Gummis wird dazu gebracht, in das erste unvulkanisierte Gummi einzudringen, und ein extrudiertes Gummielement mit einem Bereich, in welchem das erste und das dritte unvulkanisierte Gummi miteinander integriert sind, wird aus der Öffnung der Formplatte extrudiert.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1A ist eine Ansicht einer einen Durchgang bildenden Form von hinten, gesehen von einer Seite von Extrudern aus.
1B ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie 1(B)–1(B) der in 1A gezeigten, einen Durchgang bildenden Form.
2 ist eine Seitenansicht, die schematisch die Struktur einer Vorrichtung zum Extrudieren von unvulkanisiertem Gummi zeigt.
3 ist eine Querschnittsansicht eines durch Extrusion mittels dieser Vorrichtung gebildeten unvulkanisierten Gummielements.
4 ist eine Querschnittsansicht eines Extrusionskopfs.
5 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Bereich der einen Durchgang bildenden Form zeigt.
6A ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie 6(A)–6(A) der in 1A gezeigten Form.
6B ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie 6(B)–6(B) in der in 1A gezeigten Form.
6C ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie 6(C) der in 1A gezeigten Form.
7 ist eine Querschnittsansicht, die einen Wulstbereich eines herkömmlichen Luftreifens zeigt.
8 ist eine Querschnittsansicht eines herkömmlichen unvulkanisierten Gummielements.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Eine Ausführungsform einer Vorrichtung zum Extrudieren von unvulkanisiertem Gummi der vorliegenden Erfindung wird nun mit Bezug auf die 1 bis 6 beschrieben.
Wie in 2 dargestellt, hat die Vorrichtung 10 zum Extrudieren von unvulkanisiertem Gummi drei Extruderhauptkörper 12, 14 und 14 und einen Extrusionskopf 18, an welchen die Enden der Extruderhauptkörper 12, 14 und 16 angeschlossen sind.
Die Extruderhauptkörper 12, 14 und 16 haben jeweils einen Trichter (nicht dargestellt) zum Zuführen von unvulkanisiertem Gummi, und drei Arten von unvulkanisiertem Gummi A, B und C mit unterschiedlicher Zusammensetzung werden kontinuierlich aus den Trichtern zu den Extruderhauptkörpern 12, 14 und 16 befördert. Die beförderten unvulkanisierten Gummis A, B und C werden jeweils mittels Schrauben (nicht dargestellt) geknetet, die innerhalb der Extruderhauptkörper 12, 14 oder 16 für eine Drehung angetrieben sind. Als Ergebnis werden die unvulkanisierten Gummis A, B und C dazu gebracht, in Richtung des Extrusionskopfs 18 zu strömen, während sie eine verbesserte Fluidität zeigen aufgrund einer selbstexothermischen Eigenschaft und einer gesteigerten Plastizität.
die Extruderhauptkörper 12, 14 und 16 haben jeweils die gleiche Struktur wie in einem herkömmlichen System.
Anschließend wird ein durch Extrusion mit dieser Vorrichtung 10 gebildetes unvulkanisiertes Gummielement 19 in Bezug auf 3 beschrieben werden.
Wie in der Querschnittsansicht der 3 dargestellt, besteht ein unvulkanisiertes Gummielement 19 aus den drei Arten von unvulkanisiertem Gummi, das heißt aus dem unvulkanisiertem Gummi A zum Ausbilden eines Abriebprotektors, dem unvulkanisierten Gummi B zum Ausbilden einer Seitenwandgummilage, und dem unvulkanisierten Gummi C für eine an einer Innenseite einer Lauffläche in einer Position in der Nähe einer Reifenschulter anzuordnende Polstergummilage. Das unvulkanisierte Gummielement 19 wird durch Extrusion so ausgeformt, dass es in einer horizontalen Richtung breit wird, das heißt in der durch Pfeile L und R bezeichneten Richtung.
In dem unvulkanisierten Gummielement 19 ist eine im Wesentlichen V-förmige Nut Ba an einem Ende des unvulkanisierten Gummis B (der Seitenwand-Gummilage) in der durch den Pfeil L bezeichneten Richtung vorgesehen. Am Ende es unvulkanisierten Gummis B ist ein unterer Bereich der Nut Ba als innerer Bereich Ba1 entlang einer äußeren Oberfläche einer Karkasse eines Produktreifens ausgeformt, und ein oberer Bereich der Nut Ba ist als äußerer Bereich Ba2 entlang einer äußeren Wandoberfläche des Reifens ausgeformt.
Der innere Bereich Ba1 und der äußere Bereich Ba2 sind jeweils so ausgeformt, dass sie sich verjüngen und sich ihre Dicke nach und nach in Richtung des Endes in der durch den Pfeil L bezeichneten Richtung reduziert.
Das unvulkanisierte Gummi A (Abriebprotektor) erstreckt sich in der Richtung der Breite ebenso wie das unvulkanisierte Gummi B (Seitenwand-Gummilage), das heißt in der durch die Pfeile L und R bezeichneten Richtung, und es ist sich verjüngend ausgebildet, so dass sich seine Dicke nach und nach von einem dicken mittleren Bereich hin zu beiden Enden in Richtung der Breite reduziert.
Das Ende des unvulkanisierten Gummis A (Abriebprotektor) auf der Seite des unvulkanisierten Gummis B (Seitenwand-Gummilage) ist so bedeckt, dass die obere Oberfläche dieses Endes in Kontakt mit dem äußeren Bereich Ba2 ist und die untere Oberfläche in Kontakt mit dem inneren Bereich Ba1.
Das andere Ende des unvulkanisierten Gummis B (Seitenwand-Gummilage) in der durch einen Pfeil R bezeichneten Richtung ist sich verjüngend so ausgebildet, dass sich seine Dicke nach und nach in Richtung des Endes reduziert.
Das unvulkanisierte Gummi C (Polster-Gummilage) ist am Ende des unvulkanisierten Gummis B (Seitenwand-Gummilage) in der durch den Pfeil R bezeichneten Richtung angeordnet. Das unvulkanisierte Gummi C muss jedoch nicht unbedingt vorgesehen sein, abhängig von der Art des Reifens.
Das unvulkanisierte Gummi C (Poster-Gummilage) ist sich verjüngend so ausgebildet, dass sich seine Dicke nach und nach von dem mittleren Bereich hin zu beiden Enden in Richtung der Breite reduziert. Ein Bereich des unvulkanisierten Gummis C in Richtung des Pfeils L ist mit dem anderen Ende des unvulkanisierten Gummis (Seitenwand-Gummilage) von oben bedeckt.
Nun wird die Vorrichtung 10 zum Extrudieren des unvulkanisierten Gummis genauer beschrieben.
Wie in 4 dargestellt, beinhaltet der Extrusionskopf 18 eine Extrusionsformplatte (im Folgenden als "Formplatte" bezeichnet) 20, die an einer vorderen Seite in einer Richtung vorgesehen ist, in welcher die unvulkanisierten Gummis A, B und C extrudiert werden, und er beinhaltet auch Durchgänge 22a, 22b und 22c für die unvulkanisierten Gummis A, B und C, die in Richtung der Formplatte 20 von Extrusionsöffnungen der Extruderhauptkörper 12, 14 und 16 gerichtet sind. Außerdem ist in dem Extrusionskopf 18 lösbar eine Einrichtung 24 zum Ausformen eines unvulkanisierten Gummielements vorgesehen, zum ausbilden des unvulkanisierten Gummielements 19, bei welchem die unvulkanisierten Gummis A, B und C jeweils eine vorbestimmte Querschnittsgestalt haben, und zwar in einer Position zwischen Enden der Durchgänge 22a, 22b und 22c an der vorderen Seite der Formplatte 20.
Das unvulkanisierte Gummielement 19 wird aus der Formplatte 20 in der durch den Pfeil F in 4 bezeichneten Richtung extrudiert.
Die Einrichtung 24 hat eine hintere Form 26, die dazu dient, einen unteren Bereich einer äußeren Kontur der Formplatte 20 zu formen, um zusammen mit der Formplatte 20 ein Paar zu bilden, einen Formhalter 28 zum Halten und Fixieren der Formplatte 20 an dem Extrusionskopf 18, und einen hinteren Formhalter 30 zum Halten und Fixieren der hinteren Form 26 an dem Extrusionskopf 18.
In der Einrichtung 24 ist eine Durchgänge bildende Form 32 zwischen den Enden der Durchgänge 22a, 22b und 22c des Extrusionskopfs 18 und der Formplatte 20 vorgesehen.
Wie in den 1A, 1B, 5, 6A, 6B und 6C dargestellt, beinhaltet die Durchgänge bildende Form 32 in ihrem mittleren Bereich einen Durchgang 34b, durch welchen hindurch das unvulkanisierte Gummi B strömt, und auch einen Durchgang 34a, durch welchen hindurch das unvulkanisierte Gummi A strömt, auf einer Seite in der durch den Pfeil L bezeichneten Richtung, und einen Durchgang 34c, durch welchen hindurch das unvulkanisierte Gummi C strömt, auf einer Seite in Richtung des Pfeils R.
Der Durchgang 34a und der Durchgang 34b sind miteinander verbunden.
Der Durchgang 34a hat einen gestuften Bereich 36 auf einer Seite in der mittels des Pfeils U bezeichneten Richtung.
Ein erstes Wehr 38, das als Durchflussteilmechanismus dient, ist an einem Ende des gestuften Bereichs 36 in der Richtung vorgesehen, die durch den Pfeil D bezeichnet ist (das heißt ein Bereich, in welchem der Durchgang 34a und der Durchgang 34b verbunden sind), so dass es in Richtung des Durchgangs 34b in der durch den Pfeil D bezeichneten Richtung hervorsteht.
Wie in 1A dargestellt, ist der Betrag, um den das erste Wehr 38 in Richtung des Durchgangs 34b hervorsteht, nach und nach kürzer von einem im Wesentlichen in der Mitte vorgesehenen Bereich in der durch den Pfeil L bezeichneten Richtung.
Ein Ende 38a des ersten Wehrs 38 in der durch den Pfeil D bezeichneten Richtung ist im Wesentlichen in der Mitte vorgesehen bezüglich einer Öffnung 40, die durch die Formplatte 20 in einer Richtung entsprechend der Dicke des extrudierten Gummielements vorgesehen ist. Wie in 6B dargestellt, erstreckt sich das Ende 38a des ersten Wehrs 38 bis hin zu einer Position in der Nähe eines mittleren Bereichs des Querschnitts des Durchgangs 34b in vertikaler Richtung der Form (das heißt in den durch die Pfeile U und D bezeichneten Richtungen).
Eine Trennwand 42 ist integral mit dem Ende des ersten Wehrs 38 in der durch den Pfeil R bezeichneten Richtung ausgeformt, so dass sie in Richtung des Durchgangs 34b hervorsteht.
Die Trennwand 42 ist aufrecht von dem ersten Wehr 38 aus ausgebildet, so dass sie den Extrusionskopf 18 erreicht (in der Richtung des Pfeils B.
Ein zweites Wehr 44 ist zwischen dem ersten Wehr 38 und der Formplatte 20 vorgesehen, so dass es in Richtung des Durchgangs 34b von einer Seitenfläche 36b des gestuften Bereichs 36 auf einer Seite in Richtung des Pfeils F hervorsteht.
Das Ende des zweiten Wehrs 44 erreicht den Öffnungsbereich der Formplatte 20.
Der Durchgang 22a des Extrusionskopfs 18 ist in einer Position geöffnet, welche zu dem gestuften Bereich 36 hinweist, und der Durchgang 22b ist in einem mittleren Bereich des Durchgangs 34b in Richtung der Breite geöffnet.
Außerdem befindet sich eine Öffnung des Durchgangs 34a auf der Seite der Formplatte 20 in der Nähe eines Endes des Durchgangs 22b auf der Seite in Richtung des Pfeils R.
Nun wird die Arbeitsweise der Vorrichtung 10 zum Extrudieren von unvulkanisiertem Gummi beschrieben.
Zunächst werden die unvulkanisierten Gummis A, B und C mittels der Extruderhauptkörper 12, 14 und 16 in Richtung des Extrusionskopfs 18 befördert. Das unvulkanisierte Gummi A wird in den Durchgang 34a über den Durchgang 22a befördert, das unvulkanisierte Gummi B wird in den Durchgang 34b über den Durchgang 22b befördert, und das unvulkanisierte Gummi C wird in den Durchgang 34c über den Durchgang 22c befördert.
In der Durchgänge bildenden Form 32 strömt das unvulkanisierte Gummi A in Richtung der Formplatte 20, wie durch Pfeile a1 und a2 bezeichnet, das unvulkanisierte Gummi B strömt in Richtung der Formplatte 20, wie durch Pfeile b1, b2, b3 und b4 bezeichnet, und das unvulkanisierte Gummi C strömt in Richtung der Formplatte 20, wie durch Pfeile c1 und c2 gekennzeichnet.
Als Ergebnis wird das unvulkanisierte Gummi A aus der Formplatte 20 auf der Seite in Richtung des Pfeils L herausgedrückt, und das unvulkanisierte Gummi C wird aus der Formplatte 20 auf der Seite in Richtung des Pfeils R herausgedrückt. Das unvulkanisierte Gummi B wird aus dem mittleren Bereich der Formplatte 20 herausgedrückt.
Insbesondere wird der Strom des unvulkanisierten Gummis A teilweise verändert mittels des ersten Wehrs 38 in Richtung des Pfeils D, so dass dieses Gummi A über das erste Wehr 38 hinüber sich bewegt, wie durch den Pfeil a2 gekennzeichnet, und anschließend strömt das Gummi A in Richtung der Formplatte 20 in Richtung des Pfeils F.
Wie in 1A und 1B dargestellt, strömt außerdem auf der Seite des ersten Wehrs 38, auf der sich die Formplatte 20 befindet (in Richtung des Pfeils F) ein Teil des unvulkanisierten Gummis B in Richtung des Pfeils L, wie durch den Pfeil b2 auf der Seite der durch den Pfeil U gekennzeichneten Richtung bezeichnet (auf der Seite des gestuften Bereichs 36), in welcher das unvulkanisierte Gummi A strömt, wie durch den Pfeil a2 bezeichnet. Außerdem strömt auf der Seite der durch den Pfeil D bezeichneten Richtung (auf der Seite des Endes 38a), in welcher das Gummi A strömt, wie durch den Pfeil a2 bezeichnet, ein Teil des Gummis B in Richtung der Formplatte 20 in Richtung des Pfeils F, wie es durch den Pfeil b1 bezeichnet ist.
In anderen Worten bildet, wie in der Querschnittsansicht der 3 gezeigt, in dem durch Extrusion geformten unvulkanisierten Gummielement 19 der Strom des unvulkanisierten Gummis B, bezeichnet durch den Pfeil b2, den äußeren Bereich Ba2, und der Strom des unvulkanisierten Gummis B, bezeichnet durch den Pfeil b1, bildet den inneren Bereich Ba1.
Das Ende des äußeren Bereichs Ba2 des unvulkanisierten Gummis B kann geändert werden durch die Position des zweiten Wehrs 44, welches die Richtung verändert, in welcher das unvulkanisierte Gummi B strömt, wie durch den Pfeil b2 bezeichnet (in den durch Pfeile L und R bezeichneten Richtung).
Außerdem kann auch die Grenzlinie zwischen dem Gummi A und de Gummi B in dem Element 19 durch den Extrusionsdruck jedes Gummis verändert werden.
So ermöglicht die Verwendung der Vorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Erfindung das Ausbilden des Gummielements 19 mit dem in 3 gezeigten Querschnitt in einem Verfahrensschritt. Anders als bisher hat das Element 19 außerdem keinen gestuften Bereich, der durch das Aufkleben einer Gummischicht auf die Oberfläche gebildet wird. Daher besteht keine Möglichkeit, dass ein Freiliegen verursacht wird.
Wie oben beschrieben, haben das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung eine exzellente Wirkung insofern, als die Anzahl der Arbeitsschritte zum Herstellen von Reifen nicht gesteigert wird und ein unvulkanisiertes Gummielement effektiv produziert werden kann, aus welchem ein Reifen mit hoher Qualität erhalten werden kann.

Claims

Vorrichtung (10) zum Extrudieren von unvulkanisiertem Gummi (19), mit einem ersten Extruderhauptkörper (12) zum Extrudieren eines ersten unvulkanisierten Gummis (A), einem zweiten Extruderhauptkörper (14) zum Extrudieren eines zweiten unvulkanisierten Gummis (B), einem Extrusionskopf (18), der ein vorderes Ende des ersten Extruderhauptkörpers (12) an den zweiten Extruderhauptkörper (14) anschließt, und einer Durchgänge bildenden Form (32) zum Führen, an einem vorderen Ende des Extrusionskopfs (18), des ersten (A) und des zweiten unvulkanisierten Gummis (B) in Richtung einer Formplatte (20) mit einer Öffnung, worin ein extrudiertes Gummielement (19) durch die Extrusion geformt wird, wobei das extrudierte Gummielement (19) eine Querschnittsgestalt hat, in welcher, gesehen aus einem Querschnitt rechtwinklig zu einer Richtung, in welcher das extrudierte Gummielement (19) extrudiert wird, ein Bereich des zweiten unvulkanisierten Gummis (B) in das erste unvulkanisierte Gummi (A) eindringt und ein Teil des ersten unvulkanisierten Gummis (A) auf beiden Seiten des eingedrungenen zweiten Gummis (B) in einer Richtung vorgesehen ist, die eine Richtung schneidet, in welcher das zweite Gummi (B) eindringt, wobei die Vorrichtung (10) folgendes aufweist: einen ersten Durchgang (22a), durch welchen hindurch sich das erste Gummi (A) bewegt; einen zweiten Durchgang (22b), der angrenzend an den ersten Durchgang (22a) vorgesehen ist oder daran angeschlossen ist und bewirkt, dass sich das zweite Gummi (B) dort hindurch bewegt; und einen Durchflussteilmechanismus, der entweder in einem Bereich vorgesehen ist, bei welchem der erste Durchgang (22a) und der zweite Durchgang (22b) nebeneinander vorgesehen sind, oder in einem Bereich, in welchem diese Durchgänge verbunden sind, und der einen Teil des ersten Gummis (A) abtrennt, der sich durch den ersten Durchgang (22a) hindurchbewegt, so dass das erste Gummi (A) auf beiden Seiten des eingedrungenen zweiten Gummis (B) in einer Richtung angeordnet werden kann, die eine Richtung schneidet, in welcher das zweite Gummi (B) eindringt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Durchflussteilmechanismus ein erstes Wehr (38) beinhaltet, das stromaufwärts der Formplatte (20) und entfernt von der Formplatte (20) vorgesehen ist, und das von der Seite des zweiten Durchgangs in Richtung des ersten Durchgangs in einer Richtung rechtwinklig zu einer Richtung hervorsteht, in welcher sich die Gummis bewegen.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei das erste Wehr (38) im Wesentlichen parallel zu der Formplatte (20) ist und eine im Wesentlichen trapezoide Gestalt beinhaltet.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Durchflussteilmechanismus weiter eine Trennwand (42) aufweist, die sich im Wesentlichen rechtwinklig von dem ersten Wehr (38) in einer Richtung weg von der Formplatte (20) erstreckt.
Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei ein Endbereich des ersten Wehrs (38) mit der Durchgänge bildenden Form (32) verbunden ist und der andere Endbereich des Wehrs (38) in einem Bereich vorgesehen ist, der im Wesentlichen einem in Richtung der Breite mittleren Bereich der Öffnung der Formplatte (20) entspricht, wobei die Richtung der Breite einer Richtung entspricht, in welcher das erste Wehr (38) hervorsteht.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Durchflussteilmechanismus weiter ein zweites Wehr (44) aufweist, das sich von dem ersten Wehr (38) in Richtung der Formplatte (20) erstreckt.
Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei das zweite Wehr (44) die Öffnung der Formplatte (20) erreicht.
Vorrichtung nach Anspruch 6, weiter mit einem dritten Extruderhauptkörper (16), der eine dritte Art von unvulkanisiertem Gummi (C) extrudiert, und einem dritten Durchgang (22c), durch welchen hindurch sich das dritte unvulkanisierte Gummi (C) bewegt.
Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei der dritte Durchgang (22c) neben dem ersten Durchgang (22a) und auf einer Seite des ersten Durchgangs gegenüber einer Seite vorgesehen ist, auf welcher der zweite Durchgang (22b) vorgesehen ist.
Verfahren zum Extrudieren von unvulkanisiertem Gummi, in welchem ein extrudiertes Gummielement (19) durch Extrudieren mittels einer Extrusionsvorrichtung (10) geformt wird, wobei dieses extrudierte Gummielement eine Querschnittsgestalt hat, in welcher ein Teil des zweiten Gummis (B) in das erste Gummi (A) eindringt und ein Teil des ersten Gummis (A) auf beiden Seiten des eingedrungenen zweiten Gummis (B) in einer Richtung vorgesehen ist, die eine Richtung schneidet, in welcher das zweite Gummi (B) eindringt, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Aufteilen eines Bereichs des strömenden ersten Gummis (A) in zwei Ströme stromaufwärts einer Formplatte (20), die eine Öffnung in der Extrusionsvorrichtung (10) beinhaltet; Ermöglichen, dass ein Teil des zweiten Gummis (B) zwischen die beiden Ströme eindringt, in welchen der Teil des ersten Gummis (A) aufgeteilt worden ist; und Extrudieren, aus der Öffnung der Formplatte (20), eines extrudierten Gummielements (19), in welchem das erste Gummi (A) und das zweite Gummi (B) miteinander integriert sind.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Extrusionsvorrichtung (10) einen Durchflussteilmechanismus beinhaltet, welcher ein erstes Wehr (38) beinhaltet, das auf der stromaufwärtigen Seite der Formplatte (20) und entfernt von der Formplatte (20) vorgesehen ist und in einer Richtung rechtwinklig zu einer Richtung hervorsteht, in welcher sich das erste Gummi (A) bewegt, wobei das erste (A) und das zweite Gummi (B) dazu gebracht werden, sich zu schneiden, indem sich das zweite Gummi (B) über das erste Wehr (38) hinüber bewegen kann.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei der Durchflussteilmechanismus ein zweites Wehr (44) beinhaltet, das sich von dem ersten Wehr (38) aus hin zu der Formplatte (20) erstreckt, und die Position eines der vorderen Enden von zwei Teilströmen des ersten Gummis (A) auf beiden Seiten des zweiten Gummis (B) durch die Position des zweiten Wehrs (44) verändert wird.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei eine Grenzlinie zwischen dem ersten (A) und dem zweiten Gummi (B) verändert wird durch Extrusionsdrücke des ersten Gummis (A) und des zweiten Gummis (B).
Verfahren nach Anspruch 11, weiter mit dem folgenden Schritt: ein Teil eines dritten unvulkanisierten Gummis (C) wird dazu gebracht, in das erste Gummi (A) einzudringen, und ein extrudiertes Gummielement (19) mit einem Bereich, in welchem das erste Gummi (A) und das dritte Gummi (C) miteinander integriert sind, wird aus der Öffnung der Formplatte (20) extrudiert.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei das dritte Gummi (C) in das erste Gummi (A) auf einer Seite eindringt, die der Seite gegenüberliegt, auf welcher das zweite Gummi (B) vorgesehen ist.