FI66311B - Foerfarande foer framstaellning av till sin hela yttre yta lagringsbar foervulkaniserad slitytering -ringdel eller -segment - Google Patents

Description

R5S^1 M rt1»KWUtUTUSJULKAI*U s s -ja λ MΠ» lBJ ***' UTLAGGNINGSSKRI FT 6631 1 ^ T ^ (51) K^/taca.3 B 29 H 17/37 SUOMI—FINLAND (21) iwttHi^t«nu.-p««*«ei»i«t 762832 (22) HskemtapM—Aneöknliig^eg 05.10.76 (B|\ ' ' v' (23) AllwpiW· —05.10.76 (41) Tullut |ulklMkai — BIMt effmlfe 1 1.04.77 ratowttt- )> fklrtarlhaWItm (44) NlteMkrfp·»») μ kuuL)«>ealMMi pvm.— ratanto oeh raghewtynhMi AmManutl*d och ucUkrtttM publtuntf 29.06.84 (33)(33)(31) *T1***I —oft— >«|W prtorkat 10.10.75 23.04.76 Saksan Liittotasavalta-Förbundsre-publiken Tyskland(DE) P 2545463.1, P 2617760.6 Toteennäytetty-Styrkt (71) Bandag Incorporated, Bandag center, Muscatine, Iowa 52761, USA(US) (72) Wilhelm Schelkmann, Witten, Saksan L i i ttotasava1ta-Förbundsrepub 1i ken Tyskland(OE) (74) Leitzinger Oy (54) Menetelmä koko ulkopinnaltaan varastoimiskelpoisen esivu1kanoidun ku1utuspintarenkaan, -renkaanosan tai -segmentin valmistamiseksi -Förfarande för framställning av till sin hela yttre yta lagrings-bar förvuIkäni se rad slitytering, -ringdel eller -segment

Keksinnön kohteena on menetelmä koko ulkopinnaltaan varastoimis-kelpoisen esivulkanoidun kulutuspintarenkaan, -renkaanosan tai -segmentin valmistamiseksi, jossa on kulutuspintaan nähden vastakkaisella alasivulla puristusmuotissa samanaikaisesti itse ku-lutuspintakerroksen kanssa valmistettu ja kiinnittymiskykyisenä pidetty rakenteeltaan valittavissa oleva karhennuspinta ja jonka yläsivulla on kulutuspintaprofiili.

Sellaiset varastointikelpoiset, esivulkanoidut kulutuspinta-kerrokset ovat tunnettuja, jotka ennen asettamista pinnoitusta varten esikäsitellyn, kuluneen renkaan päälle on täytynyt erityisesti karhentaa kiinnitykseen tarkoitetulta alasivultaan. Alasivun karhennusta on tarvittu siitä syystä, että varastoinnin aikana alasivulle kulutuspintakerrosmateriaaliin muodostunut oksidikerros saadaan poistetuksi ja että sen lisäksi alasi-vuun muodostetaan molekyylejä, jotka myöhemmän vulkanoinnnin aikana sitoutuvat sidekumikerroksen ja karkaasin materiaaliin.

Tunnetaan myös toisentyyppinen varastointikelpoinen esivulka- 2 6 6 31 1 r

noitu kulutuspintakerros, jonka kiinnityspinnan muodostavaa alasivua ei tarvitse karhentaa kun se asetetaan pinnoitusta varten esikäsitellyn rengasrungon päälle. Tällaisen kulutus-pintakerroksen alasivulla on karhennuspinta, joka on tehty samanaikaisesti itse kulutuspintakerroksen ja sen yläsivulle tehdyn kulutuspintaprofiilin valmistuksen kanssa puristusmuo-tissa. Jotta tällainen kulutuspintakerros on varastointikel-poinen, täytyy sen karhennuspinta tiivistää ympäröivän ilman I

vaikutusta vastaan. Tästä syystä on tällaisen kulutuspintakerroksen karhennuspinnan päälle asetettu irtirepäistävä kerros ilmaa läpäisemätöntä materiaalia, joka on muotoiltavissa ja tarkoin sovitettavissa karhennuspinnan ulkopintaa vasten.

Paremman suojan saamiseksi ympäröivän ilman hapetusvaikutusta vastaan on myös tunnettua asettaa muotin sisään karhennuspinnan synnyttävän muottipinnan ja sitä kohti olevan muottitäy- j töksen sivun väliin korkeapainekalvo, joka liimautuu kiinni ’ myöhemmin muodostuvaan karhennuspintaan ja seuraa tarkoin sen j epätasaisuuksia (US-patenttijulkaisu 3 945 871). !

Vaikka nyt viimeksi mainittu kulutuspintakerros, jossa ulompi kulutuspinta ja sisempi karhennuspinta muodostetaan samanaikaisesti kulutuspintakerroksen valmistuksen ja vulkanoinnin aikana puristusmuotissa, on osoittautunut erittäin edulliseksi, on kuitenkin samalla esiintynyt vaikeuksia, myös siinä tapauksessa, että käytetään korkeapainekalvoa, joka jo kulutus-pintakerroksen puristuksen ja vulkanoinnin ajaksi asetetaan myöhemmin muodostuvalle karhennuspinnalle.

Niinpä muutamia kuukausia kestävän varastoinnin aikana pienenee kalvon pitovoima karhennuspinnalla, jolloin ilma pääsee tunkeutumaan kalvon ja karhennuspinnan väliin, jolloin tämä hapettuu. Tämän hapettumisen seurauksena menettää karhennuspinta pinta-aktiivisuutensa, joka on välttämätön myöhemmässä vulkanoinnissa riittävän kiinnityksen aikaansaamiseksi kulutus-pintakerroksen ja rengasrungon välille. Tästä syystä ei voida karhennuspinnan päälle asetetusta kalvosta huolimatta hapettunutta kulutuspintakerrosta kiinnittää pinnoitusta varten esikäsitellyn rengasrungon päälle. Jos kulutuspintakerrosta käytetään tällöin huolimatta tästä huomattavasta puutteesta renkaan pinnoitukseen, niin sen jo puristusmuotissa aikaansaa- 6 6 31 1 tu karhennuspinta täytyy vielä erikseen koneellisesti tai käsin karhentaa, hapettuneiden kerrosten poistamiseksi sen alasivulta ja sidoskykyisten molekyylien esillesaamiseksi. Useimmiten ei sellainen lisäkarhennus kuitenkaan voi tulla kysymykseen, koska sen tekeminen kohtaa huomattavia vaikeuksia kulutuspintarenkaiden tai ohuiden kulutuspintakerrosten tapauksessa. Vaikka karhennus-pinnaltaan hapettuneen kulutuspintakerroksen hapettuneen kerroksen pois hiominen onnistuisikin, niin kulutuspintakerros on useimmiten uudelleenpinnoitukseen sikäli sopimaton, koska kulutuspintakerroksen sisään varastoidut ja kulkeutuvat öljyt ja muut aineet eivät tule karhennuspinnalle asetetun kalvon vaikutuksesta estetyksi diffusoitumasta ulos kulutuspintakerroksesta karhennuspin-nan kautta. Tämän tapahtuman seurauksena on kulutuspintakerroksen materiaali menettänyt repeytymis- tai murtumislujuutensa. Mate-riaalimuutoksen seurauksena ei myöskään enää voi syntyä mitään tarkoituksenmukaista sidosta kulutuspintakerroksen ja rengasrun-gon välille.

i

Keksinnön tarkoituksena on parantaa viimeksi mainitun tyyppisen kulutuspintakerroksen valmistusmenetelmää siten, että puristus- ! muotissa valmistetun karhennuspinnan hapettumista ei voi esiintyä myöskään useita kuukausia kestävänä varastointiaikana ja että kulutuspintakerroksen aineosien diffusoituminen karhennuspinnan läpi ei ole mahdollista, minkä johdosta saadaan aikaan kulutus-pintakerroksen parannettu pito ja kiinnitarttuminen rengasrun-koon. Samanaikaisesti tulee kulutuspintakerroksen paremman ren-gasrunkoon kiinnittymisen johdosta olla mahdollista, että luovutaan sellaisista vulkanointimenetelmistä, jotka soveltuvat kaikille rengastyypeille ja tarvitsevat kumivaippaa aihion sulkemiseksi, johon sitten vaikutetaan sisä- ja/tai ulkopuolisella paineella aihion kerrosrakenteessa olevien kaasusulkeumien poistamiseksi.

Tämän tarkoituksen saavuttamiseksi ehdotetaan keksinnön mukaisesti, että puristusmuotissa kulutuspintaan nähden vastakkaiselle kulutuspintakerroksen alasivulle muodostetulle karhennuspinnalle levitetään välittömästi kulutuspintakerroksen puristusmuotista poistamisen jälkeen sidekumiseoksesta muodostuvaa liuosta tämän karhennuspinnan hapettumisen estämiseksi ja myöhemmässä sideku-mikerroksen vulkanoinnissa vaikuttavien sidosvoimien vahvistamiseksi.

66311

Sen johdosta, että sidekumiliuosta levitetään kulutuspintakerroksen muotissa muodostetulle karhennuspinnalle, ei mitään karhennuspin-nan hapettumista voi tapahtua myöskään yli vuoden mittaisilla varastointia joilla . Vastakohtana poistettavalle kalvolle tulee pintaan levitettävä liuos itse osaksi karhennuspinnan pintamateriaalia. Tämän johdosta on siten muodostetun kerroksen irtoaminen ja ilman tunkeutuminen tämän kerroksen ja karhennuspinnan väliin mahdotonta, joten hapettumista ei voi esiintyä. Samanaikaisesti muodostaa liuoksen muodostama karhennuspinnan yhtenäinen kerros tehokkaan esteen kulutuspintakerroksen diffusoituvien ja juoksevien aineosien poistumiselle, niin että nämä aineosat eivät voi poistua kulutuspintaker-roksesta karhennuspinnan läpi. Sidekumiliuoksen muodostaman kerroksen vaikutus samoin kuin sen itsensä muodostaminen on sikäli äärimmäisen yllättävää, että sidekumiliuos levitetään puristumuotissa tehdylle karhennuspinnalle, joka ei ole verrattavissa erityisessä karhennuskoneessa suoritettavaan mekaaniseen karhennukseen, jossa esivalmistetusta kiinnityspinnasta irrotetaan aineosia ja molekyylejä. Sisäinen yhdistyminen, johon matriisin poistamisen jälkeen ja heti puristusmuotista poistamisen jälkeen karhennuspinnaltaan vul-kanoimattomalla, bensiiniin, benseeniin tai sen tapaiseen liuotetulla sidekumiseoksella sivelty kulutuspintakerros voi osallistua, selittyy siten, että liuos sitoo karhennuspinnan pinnassa olevat tyydyttämättömät molekyylit, joiden rakenne karhennuspinnan puris-tusmuotin puhtaasta metallipinnasta erottamisen vaikutuksesta on avautunut ja siten tapahtuu fysikaalis-kemiallinen yhtyminen, nimittäin ionien vaihto sulfidihydryyliryhmien H-siltojen välillä. Liuottimena sivelty pinta pysyy näin aktiivisena ja voidaan välittömästi ennen kulutuspinnan sovittamista rengaspinnan päälle aktivoida uudelleen sivelemällä vielä liuosta.

Tällöin voidaan käyttää jokaista tunnettua sidekumiseoksen liuosta, joka on sellaisenaan stabiilia, sekä ensimmäiseen karhennuspinnan sivelykertaan että myös uusittuun aktivointiin ennen myöhempää renkaan pinnoitusta. Tällaisina liuoksina ovat tunnettuja: a) luonnon- tai tekokumi liuotettuna bensiiniin, benseeniin tai trikloorietyleeniin, jossa on rikkiä vulkanointiaineena; b) sama seos kuin kohdassa a) kuitenkin rikin ohella lisäksi lämpötilassa alle 70°C ei-aktivoituvaa vulkanointikiihdytintä; c) luonnon- tai tekokumi liuotettuna bensiiniin, benseeniin tai trikloorietyleeniin, jossa on erikoisnopeaa vulkanointikiihdytintä kuitenkin ilman vulkanointiainetta.

6631 1 Nämä liuokset voivat sisältää myös lisäaineosia kuten sidekumiseok-sen kiinniliimautuvuutta vahvistavia hartseja tai hapettumissuoja-aineita.

Oleellista keksinnön mukaisessa menetelmässä on se, että liuoksen levittämisellä karhennuspinnalle saadaan aikaan kalvo vulkanoitumat-tomia kumimolekyylejä, jotka levittämällä päälle bensiiniä tai ben-seeniä välittömästi ennen myöhempää renkaan pinnoitusvaihetta soveltuvat sidoksen muodostamiseen ilman karhennusta.

Karhennuspinnan sitoutumiskykyä voidaan tällöin ylläpitää ja lisätä siten, että karhennuspinnat aikaansaaville puristusmuotin tai matriisin pinnoille tai suoraan puristusmuottiin sijoitetun kulutuspinta-kerrosaihion pinnoille levitetään vulkanointireaktiota hidastavaa ainetta kuten silikonia. Tällä tavoin tulee mekaaniseen karhennuk-seen verrattavalla tavalla reaktiokykyisten kumi- tai rikkimolekyy-lien muodostus kiinnityspinnassa edulliseksi- Samaa tarkoitusta varten on edullista, että aihio tai muottitäytös kulutuspintarenkaan valmistamiseksi saatetaan muottiin sinänsä tunnetulla tavalla ruisku-puristusmenetelmällä.

Kulutuspinnan liuoksella sivelyn jälkeen liimataan karhennuspinnalle tarkoituksenmukaisesti suojakalvo, joka poistetaan ennen kuin kulu-tuspinta voidaan sijoittaa karkaasin päälle. Periaatteessa kudosta tai sen tapaista matriisia käytettäessä on myös mahdollista vähentää sitomiskyvyn huononemista siten, että kudos irrotetaan karhen-nuspinnasta vasta välittömästi ennen kulutuspinnan käyttöä.

Aihion kerrosrakennetta valmistettaessa sidekautsukerros sijoitetaan paikalleen plastisessa tilassa, koska plastisuus antaa sidekautsuker-rokselle karhennuspintaan virtaamiseen tarpeellisen juoksevuusasteen. Plastinen tila aikaansaadaan joko käyttämällä tuoretta sidekautsua tai lämmittämällä sidekautsua tai sopivilla lisäyksillä sidekaut-suun. Sidekautsun virtaus karhennuspintaan aikaansaa jo läheisen yhteyden karkaasiin, sidekautsun ja kulutuspinnan välillä ennen vulkanointia, mikä on tärkeä edellytys sille, että apuvälineet, kuten kumisuojus tai sen tapainen voidaan jättää pois vulkanoitaessa. Sidekautsun virtausprosessi saatetaan loppuun lämpö- ja painekäsit-telyllä autoklaavissa.

Kulutuspinta sijoitetaan mahdollisesti renkaan muotoisena sidekautsu- 6 6631 1 kerroksella päällystetyn karkaasin päälle, edullisesti esijännityksen alaisena. Aihion valmistamiseksi käsittelyä varten autoklaavissa on olemassa useita edullisia menetelmiä:

Kulutuspinta voidaan kierittää sidekautsulla päällystettyä karkaa-sia pitkin ja nimenomaan aina keskeltä lähtien edeten kohti sivuja, jotta sulkeumat voisivat kulkea sivuilla oleviin tuloaukkoihin ja poistua niistä. Tätä poisjohtamista edistää esijännityksellä päälle asetettu kulutuspinta. Tämän jälkeen kerrosten poistoaukot voidaan sulkea tiiviisti toisaalta sulkeumien kerrosrakenteeseen uudelleen-tunkeutumisen välttämiseksi ja toisaalta poistoaukkojen tiivistyksellä aihion kerrosrakenteen lisäkiinnittymisen aikaansaamiseksi.

Erikoistapauksissa, esim. sovitettaessa päälle karkeanystyräistä ku-lutuspintamateriaalia, erityisesti varsinkin erillisten kaarien tai segmenttien muodossa, on tarkoituksenmukaista asettaa nk. tehdasvalmisteinen suojus (ei ole sekoitettava aikaisemmin tavalliseen korkealaatuiseen kumisuojukseen) irrallisesta aihion päälle ja tiivistää sivuilta renkaaseen, saattaa tyhjön alaiseksi ja kierittää päälle irrallisesti sovitettu kulutuspintamateriaali. Tässä menetelmässä voidaan myöskin hyvin ohuen alakumikerroksen tapauksessa tehdä mahdolliseksi ilmasulkeumista vapaa kulutuspintamateriaalin kieritys karkaasin päälle. Sulkeumien poisjohtaminen tapahtuu renkaan sivulla vapaina olevien tiehytverkostojen kautta. Suojus poistetaan jälleen ja kerrosten poistoaukot mahdollisesti tiivistetään.

Tällöin kaasumaisten sulkeumien poisjohtamiseksi kulutuspintaker-roksen sivuille johtavien kanavien kautta nämä kanavat muodostetaan karhennuspintaan samanaikaisesti kun se valmistetaan puristusmuotis-sa. Kulutuspintakerroksen valmistuksen yksinkertaistumisen lisäksi saavutetaan tällöin se etu, että kulutuspintakerroksen kiinnittymis-kykyä ei huononneta myöhemmin tehtävällä tiehytverkostolla muotissa valmistettuun karhennuspintaan. Koska keksinnön mukaisesti myös tie-hytverkoston muodostava profilointi tulee sivellyksi sidekumiseok-sella kulutuspintakerroksen poistamisen jälkeen puristusmuotista, tulevat vastaavat kiinnityspinnat myös suojatuksi päälle levitettävällä liuoksella hapettumista vastaan, jolloin näissä kohdissa myöhemmin vaikuttavat sidosvoimat oleellisesti vahvistuvat.

Samanaikaisesti ilmasulkeumien poisjohtamiseksi karkaasin päällä kiinnipitämiseksi sen päälle asetettu kulutuspinta ympäröidään elas- 7 66311 tisella kumi- tai muovipuristusnauhalla, joka on mahdollisesti rei'itetty tai elastisella verkolla. Kiristysnauhan poikkileikkaus ja siten paine pienenee keskeltäsivuille niin, että syntyy paineen aleneminen sulkeumien sivuille automaattisesti johtamiseksi, mitä vahvistaa vielä karkaasin kaarevuus.

Kaasumaisten sulkeumien poisjohtamista aihion kerroksista voidaan vielä helpottaa siten, että sulkeumat johdetaan kulutuspin-nan sivuille johtaviin kanaviin, jotka voidaan valmistaa kulu-tuspinnan karhennuspintaan samanaikaisesti tämän kanssa puristus-muotissa .

Karkaasi pitäisi valmistuksen ja vanteen päälle vulkanoimisen aikana saattaa ilmanpaineen alaiseksi. Tämä on suositeltavaa varsinkin sellaisille karkaaseille, jotka pyrkivät kutistumaan.

Kuumennusaineeksi autoklaavissa soveltuu veden lisäksi myöskin kuuma ilma, erityisesti kostea ilma ja höyry.

Keksinnön mukaista menetelmää havainnollistetaan seuraavassa lähemmin viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa kuvio 1 esittää perspektiivisesti kulutuspintarengasta puristus-muotissa valmistettuine karhennuksineen.

Kuvio 2 esittää perspektiivisesti päältä nähtynä kulutuspinta-segmenttiä, jonka alasivulla ja pyörää vasten on puris-tusmuotissa valmistettu karhennuspinta.

Kuvio 3 esittää poikkileikkausta kulutuspinnasta puristusmuot.issa valmistettuine karhennuspintoineen.

Kuviot 4-7 esittävät osia puristusmuotissa valmistetuista eri mallisista karhennuspinnoista.

Kuviossa 1 esitetyssä päälliskumirenkaan kulutuspintarenkaassa 1 on sisäpuolella karhennuspinta 3 ja ulkopinnalla profilointi 2, jotka molemmat on muodostettu samanaikaisesti kulutuspinnan puris-tusmuotissavalmistuksen kanssa. Myöskin kuviossa 2 esitetyssä ja karkeammalla profiloinnilla 2 varustetussa kulutuspinnan segmen- 8 6631 1 tissä 4 on sisempi karhennuspinta 3 sekä reunakarhennuspinnat 5, 6 niissä kohdissa, joissa sidos on aikaansaatu sidekautsun avulla. Matriisin laadun mukaan voidaan valita karhennuspinto-jen 3 rakenne ja ulkonemien 14 sekä niiden välillä olevien syvennysten 15 määrättävissä oleva koko ja välimatka (kts. kuv.

4 - 7). On valmistettavissa jopa takaleikattuja ulkonemia 15, kuvio 6. Kuvio 7 esittää havainnollisesti esimerkkinä karhen-nuspinnan 3 rakennetta, joka karhennuspinta on valmistettavissa pelkästään työstämällä epäsäännöllisiä syvennyksiä puristus-muotin yläpuoliskoon eli puristusmuotin kanteen.

On selvää, että tällainen karhennuspinta 3 muodostaa erinomaisen tieverkoston kaasumaisten ja nestemäisten aineiden johtamiseksi pois tehdasvalmisteisen renkaan kerrosrakenteesta.

Claims (6)

9 6631 1

1. Menetelmä koko ulkopinnaltaan varastoimiskelpoisen esivulkanoi-dun kulutuspintarenkaan, -renkaanosan tai -segmentin valmistamiseksi, jossa on kulutuspintaan nähden vastakkaisella alasivulla puristusmuotissa samanaikaisesti itse kulutuspintakerroksen kanssa valmistettu ja kiinnittymiskykyisenä pidetty,rakenteeltaan valittavissa oleva karhennuspinta ja jonka yläsivulla on kulutuspin-taprofiili, tunnettu siitä, että puristusmuotissa kulutuspintaan nähden vastakkaiselle kulutuspintakerroksen alasivulle muodostetulle karhennuspinnalle levitetään välittömästi kulutuspintakerroksen puristusmuotista poistamisen jälkeen sidekumiseokses-ta muodostuvaa liuosta tämän karhennuspinnan hapettumisen estämiseksi ja myöhemmässä sidekumikerroksen vulkanoinnissa vaikuttavien sidosvoimien vahvistamiseksi.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä kulutuspintarenkaan, -renkaanosan tai -segmentin valmistamiseksi, tunnettu siitä, että kulutuspintakerroksen karhennuspinnan sidevoimia vahvistetaan muotoilemalla ja vulkanoimalla karhennuspinta puhtaasti metallisella puristusmuotilla ja erottamalla karhennuspinta puristusmuotista ja siten avaamalla kulutuspintakerroksen karhennuspinnan molekyylirakenne, jolloin sitoutumattomat molekyylit tai elektronit tulevat sidotuksi päälle levitettävän sidekumiseos-liuoksen vaikutuksesta.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä kulutuspintarenkaan, -renkaanosan tai -segmentin valmistamiseksi, tunnettu siitä, että karhennuspinta varustetaan kohoumilla, joilla on määrätty koko ja välissä olevilla syvennyksillä määrättävissä oleva etäisyys.

4. Yhden tai useamman patenttivaatimuksen 1-3 mukainen menetelmä kulutuspintarenkaan, -renkaanosan tai -segmentin valmistamiseksi, tunnettu siitä, että kulutuspintakerroksen, erityisesti sen karhennuspinnan muotoilu ja vulkanointi suoritetaan samanaikaisesti puristusmuotissa.

5. Patenttivaatimusten 1, 3 ja 4 mukainen menetelmä kulutuspintarenkaan, -renkaanosan tai -segmentin valmistamiseksi, t u n - 10 6631 1 n e t t u siitä, että karhennuspinnat aikaansaaville puristus-muotin tai matriisin pinnoille tai suoraan puristusmuottiin sijoitetun kulutuspintakerrosaihion pinnoille levitetään vulkanoin-tireaktiota hidastavaa ainetta kuten silikonia-

6. Yhden tai useamman edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että aihio tai muottitäytös kulutuspintarenkaan valmistamiseksi saatetaan muottiin sinänsä tunnetulla tavalla ruiskupuristusmenetelmällä. 11 6631 1