Dichtungsstöpsel zur Instandstellung von Luftreifen, Verfahren zur Herstellung des Dichtungsstöpsels und Verwendung desselben Die Erfindung betrifft einen Dichtungsstöpsel zur Instandsetzung von Luftreifen, ein Verfahren zur Herstellung dieses Dichtungsstöpsels und dessen Verwendung zur Instandstellung von Luftreifen, etwa für grössere Löcher beispielsweise an den Lauf- und Schulterflächen grosser Luftreifen für Lastkraftwa gen und von Geländefahrzeugen.
Bei derartig grossen Reifen ist eine einwandfreie Instandsetzung von besonderer Wichtigkeit, weil die Neubeschaffung oder die Runderneuerung dieser grossen bzw. Spezialreifen sehr teuer ist.
Zur Beseitigung einer Beschädigung an grossen und schweren Luftreifen sind zwei Massnahmen er forderlich: Die Öffnung in dem Reifen muss mit gum miartigem Material ausgefüllt und die infolge der Be schädigung des Reifencordkörpers herabgesetzte Festigkeit des Reifens durch andere Mittel erhöht werden.
Es ist seit langem üblich, im Bereich eines Loches sowohl an der Lauffläche des Reifens als auch an der Innenfläche des Reifens Material wegzunehmen. Diese Materialabnahme erfolgte notwendigerweise unter einem beträchtlichen Winkel zu den Reifenflä chen, so dass relativ grosse Flächen für die Auf nahme des nicht vulkanisierten Instandsetzungsmate rials erhalten wurden, mit dem die Öffnung gefüllt wurde. Ein Querschnitt durch den instandgesetzten Teil des Reifens zeigte daher ein radial auswärts offenes V-, X- oder sanduhrförmiges Profil.
Die in standgesetzte Stelle erhält die erforderliche Festigkeit durch den schichtweise in der Öffnung aufgebauten Gummistöpsel sowie durch einen nichtvulkanisierten, aus Cord und Gummi bestehenden Flicken von be trächtlicher Grösse, der auf die instandgesetzte Stelle aufgebracht wird.
Zum Einvulkanisieren des Instandsetzungsmate- rials in den Reifen werden gewöhnlich Reifenteilfor- men verwendet, die mit Dampf geheizt und an die Aussenfläche des betreffenden Reifenquadranten an gelegt werden, während von innen Wärme und Druck mit Hilfe eines gummiartigen Vulkanisierkörpers oder Luftsacks zur Einwirkung gebracht werden, der an der Innenseite des Reifens in dem entsprechenden Quadranten zur Anlage kommt. Durch die kombi nierte Wirkung von Wärme und Druck während der erforderlichen Zeit wird das Instandsetzungsmaterial einvulkanisiert.
Diese Methode der Reifeninstandsetzung, die zu ihrer Durchführung verwendeten Einrichtungen und die damit instandgesetzten Reifen bringen jedoch schwerwiegende Probleme. Die Einrichtungen sind bei Verwendung einer dampfbeheizten Teilform schwerfällig und sehr teuer, so dass sie nur in einer vollständig eingerichteten Werkstatt verwendet wer den können und das Verfahren keinesfalls auf der Arbeitsstelle oder in nächster Nähe derselben durch geführt werden kann. Dies ist ein schwerwiegender Nachteil, weil Geländereifen oft in entlegenen, schwer zugänglichen Gegenden verwendet werden <U>und</U> repariert werden müssen.
Die Instandsetzung mit Hilfe der. Teilform hat zahlreiche Nachteile: Das übliche Verfahren ist ziem lich zeitraubend und erfordert die Bildung einer grossflächigen Öffnung, mit deren Grösse die Festig keit des Reifens abnimmt. Ferner wird durch die grossen Flicken die Wärmestauung im Fahrbetrieb erhöht.
Selbst im günstigsten Fall kann sich die Teilform dem Reifen nur annähernd anpassen. Die Reifen haben verschiedene Grössen, Profile, Abnützungs grade, und weisen Einlagen in verschiedener Anzahl auf. Es müssen daher Teilformen verwendet werden, die dem Reifen annähernd angepasst sind, weil die Beschaffung von verschiedenen Formen für alle Möglichkeiten zu teuer wäre. Infolge dieser nur an nähernden Anpassung erfährt der Reifen im Bereich der Reparatur während des Vulkanisierens im allge meinen. eine Verformung.
In dem üblichen Verfahren werden zum Vulka nisieren grosse Wärmemengen sowohl von der aus- serhalb des Reifens angeordneten Teilform als auch von dem dampfgeheizten Sack abgegeben. Diese Wärme dient zum Vulkanisieren des Instandset zungsmaterial, führt aber auch bereits den vulkani- sierten Teilen des Reifens eine Überdosis an Wärme zu. Diese Überhitzung kann zu einer vorzeitigen Rissbildung in dem Gummi während des Fahrbetrie bes führen.
Wenn der Reifenkörper bestimmte synthetische Cordmaterialien enthält, bewirkt diese Wärme eine Schrumpfung der benachbarten Teile des Cordmate rials, so dass der Reifen verformt wird. Auch andere in Luftreifen verwendete Cordmaterialien werden bekanntlich durch Überhitzung angegriffen.
Der für die übliche Instandsetzung verwendete Flicken, dessen Cordeinlage den Festigkeitsverlust des beschädigten Reifens ausgleichen soll, hat eine grosse Fläche, weil er die ausgenommene öffnung einwandfrei bedecken und umgeben muss. Aus die sem Grunde sind derartige Flicken allgemein mit relativ dicken Lagen aus parallelen Cordfäden ver stärkt.
Wenn der Gummi des Flickens jenseits der Enden der Cordfäden zu einem feinen Rand ausläuft, führt das Walken und Verformen des instandgesetz- ten Teils des Reifens gewöhnlich zu einer Abtren nung des Flickens von dem Reifen, so dass dieser erneut unbrauchbar wird.
Man hat auch schon versucht, grossflächiges Flickmaterial von geringerer Stärke zu verwenden, beispielsweise Nylongewebe mit gleicher Kett- und Schussfadendichte, doch waren diese Versuche nicht erfolgreich, weil der Flicken infolge seiner geringeren Steifigkeit in die konkave Vertiefung eintritt, die sich während des Vulkanisierens auf der Innenseite des Reifens in der Mitte der instandgesetzten Stelle bil det.
Wenn sich der Reifen im Fahrbetrieb dreht, wird dieser vertiefte Bereich an der instandgesetzten Stelle abwechselnd ein- und auswärts durchgebogen, so dass die instandgesetzte Stelle an dem Rand der kon kaven Vertiefung zerstört wird.
Ferner hat es sich gezeigt, dass sich das gummiar tige Reparaturmaterial, welches das Loch in dem Reifen durchsetzt, bei dem üblichen X- oder Y-förmi- gen Profil sowie bei einem nach aussen offenen V-förmigen Profil des Loches im Bereich der Mitte der Reifenstärke von den benachbarten Reifenflä chen löst und schliesslich herausspringt. Dies kommt besonders oft bei den X- und Y-förmigen Profilen vor, bei denen an der Knickstelle des Profils ein Drehpunkt vorhanden ist.
Es wurde bereits versucht, zur Instandsetzung grossflächiger Löcher der vorstehend genannten Art vulkanisierte Stöpsel zu verwenden. Diese Versuche führten jedoch zu keinem Erfolg, selbst wenn die Stöpsel einen verdickten Haltekopf hatten, dessen Durchmesser grösser war als der, des Loches. In allen Fällen wurde der Stöpsel unter der Wirkung des In nendrucks verformt und aus dem Loch des Reifens hinausgedrückt.
Der mit einem Kopf versehene Stöp sel zeigte den weiteren Nachteil, dass der sich seitlich über das Loch in dem Reifen hinaus und über einen Teil der benachbarten Innenfläche des Reifens er streckende Teil des Stöpsels zum Einschliessen von Luft oder von zur Vulkanisation verwendeten Medien neigte, wodurch die Bindung des zum Abdek- ken verwendeten Flickens zerstört wurde.
Es ist erwünscht, einen Stöpsel zu verwenden, der dem Loch in dem Reifen angepasst ist. Dazu ist ein Material erforderlich, das der Wandung des Loches angepasst werden kann, beispielsweise durch eine leichte Einwirkung von Wärme und Druck. Daher ist ein vollständig vulkanisierter Stöpsel nicht er wünscht, weil er durch die Vulkanisierung bereits eine fixierte Gestalt bekommen hat und nur schwer geklebt werden kann.
Andererseits haben die üblichen nicht vulka nisierten Instandsetzungsmaterialien nicht die mechanische Festigkeit, die erforderlich ist, damit ein daraus hergestellter Stöpsel dicht in das Loch hinein gezogen werden kann.
Ein vulkanisierter Stöpsel der richtigen Grösse, der mit einem Material überzogen oder bedeckt ist, das später durch Aktivierung veranlasst werden kann, sich mit den vulkanisierten Reifenmaterialien im Bereich des Loches zu verbinden, ist zwar denk bar, aber sehr unpraktisch. Man müsste eine sehr grosse Zahl von verschieden grossen Stöpseln auf Lager halten, und zwar je einen für fast jede denk bare Grösse des Lochs, was natürlich viel zu kompli ziert und teuer wäre.
Alle vorstehend angeführten Nachteile werden durch die vorliegende Erfindung beseitigt, die ein neuartiges Instandsetzungsverfahren mit einem neu artigen Dichtungsstöpsel schafft.
Der erfindungsgemässe Dichtungsstöpsel ermög licht die Instandsetzung von grossen Luftreifen, bei spielsweise von Reifen für Lastkraftwagen und von Geländereifen, und ist dadurch gekennzeichnet, dass der Stöpsel aus einem Wickel eines gummiartigen vulkanisierbaren Verbundmaterials besteht.
Das Verfahren zu seiner Herstellung ist dadurch gekennzeichnet, dass ein gummiartiges vulkanisierba- res Verbundmaterial zur Einleitung der Vulkanisie- rung mit einem selbstvulkanisierenden Film überzo gen und dass das Verbundmaterial alsdann zu einem Wickel aufgerollt wird.
Die Verwendung des nach dem erwähnten Ver fahren hergestellten Dichtungsstöpsels zum Instand stellen von Luftreifen besteht darin, dass der Stöpsel in eine im Reifen angebrachte, von innen nach aus sen enger werdende öffnung so eingezwängt ist, dass der Stöpsel zwecks anschliessender Bearbeitung sei- nes inneren Endes über die Innenfläche des Reifens vorsteht.
Aus der nachstehenden Beschreibung gehen be vorzugte Ausführungsformen der Erfindung hervor. Dabei wird auf die Zeichnungen Bezug genommen, in denen Fig. 1 bis 7 im Schnitt durch einen Teil eines Luftreifens aufeinanderfolgende Phasen des erfin- dungsgemässen Verfahrens zeigen, wobei in Fig.7 der instandgesetzte Reifen im aufgepumpten Zustand erkennbar ist.
Fig. 8 zeigt eine Draufsicht auf das Verbundma terial zur Herstellung des erfindungsgemässen Dich tungsstöpsels vor dem Aufrollen, Fig. 9 ebenfalls in einer Draufsicht das Verbund material in teilweise aufgerolltem Zustand, Fig. 10 in grösserem Massstab einen Schnitt nach der Linie 10-l0 der Fig. 8, Fig. 11 eine Stirnansicht des erfindungsgemässen Dichtungsstöpsels und Fig. 12 eine Stirnansicht einer abgeänderten Aus führungsform des erfindungsgemässen Dichtungs stöpsels.
Fig. 1 zeigt einen Teil eines beschädigten Reifens 1, der für die Instandsetzung vorbereitet ist. Die Sei tenwände des Lochs 2 des Reifens sind unter einem Winkel von etwa 5 derart geneigt, dass die Öffnung an der Aussenfläche 3 des Reifens kleiner ist als an der Innenfläche 4. Am Innenrand des Loches 2 ist eine weitere Abschrägung 10 vorgesehen.
Fig. 8, 9 und 10 zeigen nun das neuartige Ver bundmaterial 6, aus dem der Instandsetzungsstöpsel 5 hergestellt wird. Dieses Material besitzt eine Schicht 7 aus vorvulkanisiertem Gummi, die zwi schen zwei Gummischichten 8 und 9 vorvulkanisiert wurde.
Die Schichten 8 und 9 sind so zusammenge setzt, dass während des Vulkanisierens der Schicht 7 in dieser enthaltene vulkanisierende Bestandteile in die Schichten 8 und 9 eintreten, so dass sich die Vul- kanisation teilweise bis zu den Aussenflächen der Schichten 8 und 9 erstreckt, wo jedoch nur eine ge ringe Vulkanisation erfolgt. Zur Herstellung eines Dichtungsstöpsels aus dem Verbundmaterial 6 wird dieses zunächst auf beiden Seiten mit einem Film 13 aus einer selbstvulkanisierenden Flüssigkeit überzo gen, die Beschleuniger enthält.
Dann wird das vor zugsweise zu der in Fig. 8 gezeigten dreieckigen Form zugeschnittene Verbundmaterial 6 fest aufgerollt (Fig. 9) und zu einem verjüngten Stöpsel 5 verformt.
Der verjüngte Stöpsel, dessen Windungen und Aussenseite mit dem selbstvulkanisierenden Film 13 überzogen sind, wird jetzt mit dem kleineren Ende zuerst fest in das vorbereitete Loch 2 des Reifens hineingezogen. Dadurch wird der Stöpsel in dem Loch fest zusammengedrückt, wobei das innere Ende des Stöpsels fest an dem abgeschrägten Rand 10 an liegt. Dies ist aus Fig. 2 ersichtlich.
Die in dem Film 13 enthaltenen Ultrabeschleuni ger wirken auf die äusseren Teile der Schichten 8 und 9 ein, so dass diese bei Zimmertemperatur vulkani- siert werden. Der Film enthält vulkanisierbares Mate rial, aber es fehlt ihm ein zum Vulkanisieren erfor derlicher Bestandteil, der jedoch in dem Film eintritt, so dass dieser gleichzeitig vulkanisiert wird. Bei Zim mertemperatur ist während eines Zeitraums von einer Stunde oder zwei noch keine Vulkanisation feststell bar, so dass innerhalb dieses Zeitraums die Instand setzung vollständig durchgeführt werden kann.
Die Schichten 8 und 9 und der Film 13 werden also durch Vulkanisation miteinander und mit den Wandungen des instandzusetzenden Loches 2 ver bunden.
Die mittlere Schicht des Verbundmaterials kann beispielsweise wie folgt zusammengesetzt sein:
EMI0003.0050
Natürlicher <SEP> Kautschuk <SEP> 100 <SEP> Teile
<tb> Ofenruss <SEP> 15 <SEP> Teile
<tb> Zinkoxyd <SEP> 15 <SEP> Teile
<tb> Stearinsäure <SEP> 3 <SEP> Teile
<tb> Oxydationsverhütungsmittel <SEP> 2 <SEP> Teile
<tb> Gleitöl <SEP> 10 <SEP> Teile
<tb> Klebstoff <SEP> 10 <SEP> Teile
<tb> Beschleuniger <SEP> 0,8 <SEP> Teile
<tb> Schwefel <SEP> 2,6 <SEP> Teile Die Schichten 8 und 9 des Verbundmaterials können beispielsweise wie folgt zusammengesetzt sein:
EMI0003.0051
Natürlicher <SEP> Kautschuk <SEP> <B>100</B> <SEP> Teile
<tb> Verfestigungsmaterial <SEP> 50 <SEP> Teile
<tb> Zinkoxyd <SEP> 12 <SEP> Teile
<tb> Stearinsäure <SEP> 3 <SEP> Teile
<tb> Oxydationsverhütungsmittel <SEP> 2 <SEP> Teile
<tb> Gleitöl <SEP> 10 <SEP> Teile
<tb> Klebstoff <SEP> 10 <SEP> Teile
<tb> Schwefel <SEP> 1 <SEP> Teil Die selbstvulkanisierende Flüssigkeit 13 kann beispielsweise wie folgt zusammengesetzt sein:
EMI0003.0054
Natürlicher <SEP> Kautschuk <SEP> 100 <SEP> Teile
<tb> Ultrabeschleuniger <SEP> 20-200 <SEP> Teile
<tb> Aktivator <SEP> 10-100 <SEP> Teile
<tb> Lösungsmittel <SEP> 500-2000 <SEP> Teile Beispiele von erfindungsgemäss verwendbaren Ultrabeschleunigern sind die Zinksalze des Dithio- carbamats, beispielsweise das Zinkäthylphenyldithio- carbamat. Zu den Aktivatoren gehören die Amine, beispielsweise Monoäthanolamin oder dergleichen und Cyclohexylamin.
Einwandfreie Instandsetzungen wurden auch mit Hilfe eines Verbundmaterials hergestellt, das vor dem Aufrollen nicht mit einer selbstvulkanisierenden Flüssigkeit überzogen worden war, wobei die selbst vulkanisierende Flüssigkeit jedoch als Schmiermittel beim Einsetzen des verjüngten Stöpsels und zum Einvulkanisieren des Stöpsels in den Reifen verwen det wurde. Mit Hilfe einer Klemmvorrichtung wurde der mit einem Kopf versehene Stöpsel ohne Wär- meeinwirkung festgehalten, ehe der Flicken aufge bracht wurde.
Fig. 11 zeigt, wie aus dem Verbundmaterial 6 ein einheitlicher Körper in Form des Stöpsels 5 erhalten wird. Wenn die Beschädigung des Reifens derart ist, dass das Loch eine andere, beispielsweise eine ovale Form haben muss, kann man zur Herstellung des Stöpsels das Verbundmaterial zunächst flach umle gen, so dass der in Fig. 12 gezeigte Stöpsel 50 erhal ten wird.
Wenn der Stöpsel fest in das vorbereitete Loch des Reifens hineingezogen worden ist, wird das äus- sere Ende 14 des Stöpsels in einem Abstand von etwa 3 mm über der Aussenfläche 3 des Reifens und das innere Ende 15 des Stöpsels in einem Abstand von etwa 6 mm einwärts von der Innenfläche 4 des Reifens abgeschnitten. Dies ist in Fig. 3 gezeigt.
Das innere Ende oder der Kopf 15 des Stöpsels 5 wird gemäss Fig. 4 mit einer leicht konvexen Stirn fläche ausgebildet. Diese Ausbildung und die nach folgenden Schneide- und Verformungsvorgänge sind sehr wichtig, weil an dem Innenende 15 des Stöpsels keine die Innenfläche des Reifens seitlich überlap penden Kopfteile vorhanden sein dürfen.
Gemäss Fig. 5 wird die instandgesetzte Stelle des Reifens kurze Zeit hindurch in eine erhitzte Klemm vorrichtung 17 eingespannt, die durch genügende ört liche Wärme- und Druckeinwirkung gewährleistet, dass der Stöpsel dicht in das instandzusetzende Loch hineingedrückt wird bzw. hineinfliesst.
Beispielsweise mit einem Polierstein wird jetzt die Stirnfläche 16 am Innenende 15 des Stöpsels so be arbeitet, dass sie eine konvexe Form annimmt, die allmählich in die Innenfläche 4 des Reifens und die Wandung des den Stöpsel aufnehmenden Loch aus läuft. Der Zweck dieser konvexen Ausbildung ist nachstehend angegeben.
In dem fertig instandgesetzten Reifen hat der Stöpsel an seinem Innenende 15 keine seitlich über die Grenzen des Lochs 2 vorstehenden Teile. Somit ist der Durchmesser des Kopfes 15 nicht grösser als und vorzugsweise ebenso gross wie die grösste seitli che Abmessung des Stöpsels, so dass am Innenende des Stöpsels kein Nietkopf vorhanden ist, der zu Ein schlüssen führen könnte.
Schliesslich wird ein vorvulkanisierter Flicken 19 aufgelegt, der aus einer Kombination von Gummi schichten mit Einlagen in Form von Cord- oder Ge webelagen besteht.
Der Flicken wird allgemein zentrisch zu dem Stöpsel angeordnet und angepresst oder angeheftet und in üblicher Weise mit Hilfe einer selbstvulka nisierenden Flüssigkeit mit der Innenseite des Rei- fens verklebt.
Fig. 7 zeigt einen Teil des instandgesetzten Rei- fens mit dem Stöpsel 5 und dem Flicken 19, nachdem der Reifen auf einer Felge montiert und aufgepumpt worden ist. Der Innendruck des Reifens drückt jetzt das Innenende 15 des Stöpsels nach aussen und da her fester in das Loch hinein gegen den abgeschräg- ten Rand 10, wobei die konvexe Stirnfläche des Stöpsels eingedrückt wird.
Daher ist der Übergang zwischen der Innenfläche 4 des Reifens und dem Stöpselkopf 15 glatt und stufenlos, so dass an der Übergangsstelle zwischen dem Reifen und dem Stöp sel keine Durchbiegung erfolgt.
Die vorstehend als Lauffläche bezeichnete Fläche 3 des Reifens kann auch eine zur Runderneuerung vorgesehene Fläche sein. In diesem Fall wird der Reifen zunächst mit dem Stöpsel versehen und kann dann runderneuert werden.
Vorstehend wurde eine bevorzugte Ausführungs form der Erfindung beschrieben. Im Rahmen des Er findungsgedankens sind jedoch Abänderungen im Bereich fachmännischer Massnahmen möglich.