CH640457A5 - Verfahren und vorrichtung zur bildung der inneren wandteile von fahrzeugreifen. - Google Patents

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bildung der aus wenigstens zwei verschiedenen Materialien bestehenden inneren Wandteile von Fahrzeugreifen.
Ein Fahrzeugreifen, insbesondere ein Automobilreifen wird, bevor er in die Pressform zum Vulkanisieren gelegt werden kann, aus vielen Einzelteilen zusammengesetzt, wobei dem diese Arbeit ausführenden Mann ein Spezialgerät für diesen Aufbau als Basis dient.
Wenn auch der Hauptteil dieses Gerätes die Trommel, um welche der Reifen aufgebaut wird, mit Fusstaster motorisch bewegt werden kann und auch Andruckrollen, z. B. pneumatisch betätigt, viele Hilfsarbeiten übernehmen, ist die Bildung eines Reifens heute doch immer noch vorwiegend Handarbeit. Dabei werden Qualität und Preisgestaltung eines Reifens weitgehend am genannten Gerät bestimmt, und zwar durch zwei Hauptfaktoren:
a) der Vorteil in der Herstellung der Einzelteile, d.h. also in der Ausführung dieser Einzelteile für die Arbeit am Gerät und b) der sorgfältigen Arbeit der Bedienungsperson am Gerät sowie den ihr zur Verfügung stehenden Möglichkeiten.
Ein besonders wichtiges der genannten Einzelteile, welche zur Bildung eines Reifens verwendet werden, sind die sogenannten Reifeninnenwandteile.
Die Reifeninnenwandteile bilden die innerste Partie des Reifens, dort wo der Innenschlauch mit dem Reifen in Kontakt kommt. Bei den heute meist gebräuchlichen Tubless-Reifen (Schlauchlos-Reifen) besteht die innerste Schicht aus Buthylkautschuk, wegen der etwa achtmal grösseren Luftundurchlässigkeit gegenüber Naturkautschuk und die zweite Schicht aus einer Naturkautschukmischung, um einen guten Übergang und beste Verbindung auf die nächsten Aufbauschichten zu gewährleisten.
Buthylkautschukmischungen lassen sich jedoch sehr schlecht mit anderen Elastomermischungen verbinden, vor allem in kaltem Zustand, so dass man das Innerlinerprofil in Buthylqualität vorgängig schon mit dem Übergangsgummi zusammenbringt, und zwar, wenn immer möglich, wenn beide Qualitäten sich in warmem Zustande befinden.
Dies geschieht heute noch weltweit durch ein sehr arbeitsintensives und kostspieliges Herstellungsverfahren auf Platten und Doublierkalandern.
Ein heutiger Reifeninnenwandteil, z.B. für einen kleinen Lastwagenreifen, ist dann etwa gemäss Fig. 1 der Zeichnung aufgebaut.
Da Gummimischungen auf dem Kalander nur bis 1,5 oder max. 1,8 mm Dicke einigermassen frei von Blasen hergestellt werden können, wird die obere Schicht in einer Naturkautschukmischung (oder synthetischer Übergangsmischung) in zwei Folien 1.1 und 1.2 (Fig. 1) mit 1,5 mm Dicke separat kalandriert zugeschnitten und auf dem Doublier-kalander mit der unteren Schicht aus Buthylkautschuk, welcher gleichfalls in zwei Schichten 1.2 und 1.4 (Fig. 1) hergestellt worden ist, wobei jede Folie 1,8 mm dick ist, zusam-mendoubliert.
Schon bei der Herstellung der Folien selbst auf dem Kalander können bei den zu wählenden Materialdicken Blasenbildungen während des Kalandrierens nicht voll vermieden werden. Zu Blasenbildung (Lufteinschlüsse) kommt es aber immer wieder beim Doublieren zwischen den einzelnen Folien und an den Überlappungen der fertigen Profilplatte.
Dies wirkt sich negativ auf die Qualität des fertigen Reifens aus.
Das wohl schwierigste Problem in der Handhabung des Reifeninnenwandteils bei Reifenaufbau am erwähnten Gerät ist jedoch die Spleissung, d.h. die Zusammensetzstelle der Enden des Innenwandprofils.
Wenn das Innerlinerprofil aus kalandrierten Folien zusammengesetzt wird, so ist es natürlich ein offener Streifen, welcher auf der Trommel des Builders wie ein Schlauchring endlos gemacht werden muss. Obwohl die schräg geschnittenen Endstellen dieses flachen Innenwandprofils entweder mit Lösungsmittel oder Klebelösung kontaktfreudig ge5
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macht werden, bevor sie aufeinandergelegt werden und obwohl der Mann am Builder dieser Spleissstelle grösste Aufmerksamkeit und viel Zeit widmet, kommt es hier immer wieder zu Lufteinschlüssen, schlechter Verbindung und somit Fehlern an dieser Zusammensetzstelle, was meistens zum Aufreissen der Spleissstelle und zu Ausschuss führt.
Das Aufreissen ist insofern leicht verständlich, wenn man sich vor Augen hält, dass der Reifeninnenwandteil auf das Doppelte ausgedehnt wird, bevor er mit den übrigen Einzelteilen als aufgebauter Reifen vulkanisiert wird. Gleichzeitig ist die schlechte Verbindungsfreudigkeit des Buthylmaterials mit anderen Elastomeren zu beachten, wobei es der Bedienungsperson am Gerät nicht immer gelingt, Schnittlinie auf Schnittlinie vom gleichen Material der Endpartien genau aufeinanderzulegen, wenn er das Innenwandprofil auf der Trommel zusammenspleisst.
Ein weiterer negativer Punkt bei kalandrierten Innenwandprofilen ist der Umstand, dass seitlich zuviel Material gebraucht wird, welches man einsparen könnte. Die optimale Formgebung würde für ein Innenwandprofilband etwa gemäss Fig. 2 aussehen, aus welcher auch, gestrichelt angezeigt, ersichtlich ist, welches Material gegenüber dem kalandrierten Innenwandteil eingespart werden könnte.
Gegenstand der Erfindung ist nun ein neues Verfahren, welches sich dadurch auszeichnet, dass ein Schlauch aus wenigstens zwei Schichten aus verschiedenen plastischen Materialien durch Extrudieren hergestellt wird, wobei die Wandstärke wenigstens einer der Schlauchschichten sich in Intervallen abwechselnd folgenden Verdickungen und Verdünnungen ausgebildet wird, und dass die derart gebildeten Schlauchabschnitte zur Bildung der einzelnen Reifeninnenwandteile vom Schlauch abgetrennt werden.
Die sich in der Wandstärke ändernden Schlauchabschnitte werden vorzugsweise durch gesteuerte Veränderung der Materialzufuhr gebildet, wobei dies durch Einwirkung auf den Materialfluss an der Schlauchbildungsstelle oder eine entsprechend pulsierende Materialzuführung erfolgen kann.
Mit dem Gegenstand der Erfindung bildenden Herstellungsverfahren, gegebenenfalls zusammen mit einer ebenfalls erfinderischen Vorrichtung, werden alle früheren Probleme und Nachteile eliminiert.
Der Grundgedanke bei der Eliminierung dieser Probleme liegt darin, dass anstelle eines offenen Profilbandes, welches zusammengespleisst werden muss, ein geschlossenes, also endloses Band, in Form eines Schlauchabschnittes verwendet wird, welches in Sekundenschnelle auf die Trommel gelegt resp. aufgeschoben werden kann.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen noch etwas näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 3 rein schematisch ein gemäss der Erfindung hergestelltes Schlauchstück;
Fig. 4 einen Doppelspritzkopf nach der Erfindung, zur Durchführung des Verfahrens, und
Fig. 5 rein schematisch einen Ausschnitt aus einem Spritzkopf mit Mitteln zur Erzeugung der wellenförmig verlaufenden Wandstärke eines Schlauches.
Da der Reifeninnenwandteil in der Mitte, längs des grössten Radius im Innendurchmesser des Reifens, jedoch relativ dick sein muss (Fig. 2) und sich seitlich abflacht gegen den kleinsten Innendurchmesser des Reifens hin, dort wo die Felge aufsitzt, muss ein Schlauch extrudiert werden, mit Vorteil in einem Arbeitsgang, mit zwei Gummiqualitäten, welcher in genau kontrollier- und einstellbaren Intervallen sich an axial immer gleichen Stellen verdickt und verdünnt, wobei diese Verdickungen und Verdünnungen jeweils radial gleichlaufend und zentrisch sein müssen.
Einen solchen Schlauch zeigt Fig. 3 der Zeichnung. Die einzelnen Reifeninnenwandteile werden durch Abtrennen der Schlauchabschnitte jeweils an den verdünnten Stellen gebildet.
Bei der Verwendung solcher geschlossenen Ringe oder Schlauchabschnitte, welche z. B. 500 mm Innendurchmesser und 800 mm Länge erreichen können, ergeben sich folgende Hauptvorteile:
- viel weniger Arbeitsaufwand bei der Herstellung dieses Innenwandteils;
- weniger Energieverbrauch;
- grosse Materialeinsparung;
- keine Spieissarbeit (Zusammensetzarbeit) am Builder, was bedeutet: somit auch keine Klebelösung auftragen auf die Schrägschnittstellen;
- die Profilbandlänge bleibt sich immer gleich, wodurch auch ein Profilverzug vermieden werden kann (Exzentrizität), und kein Aufreissen, da keine Zusammensetzstelle besteht;
- vollkommen luft- und verschmutzungsfreie Verbindung zwischen beiden Elastomerschichten;
- blasenfreie Profilbandringe;
- bessere Gasdichte (Luftundurchlässigkeit);
- bessere Qualität des Endproduktes;
- weniger Ausschuss.
Fig. 4 der Zeichnung zeigt einen Doppelspritzkopf, bei welchem mit zwei Extrudern gleichzeitig zwei verschiedene plastische Massen extrudiert werden und zu einem Schlauch mit übereinanderliegenden Schichten geformt werden können.
Dabei sind die zwei Extruder (nicht dargestellt) in einem Winkel von vorzugsweise 45° zur Spritzkopfachse aufgestellt, so dass sich ein guter Materialfluss nach vorn zum Austritt des Extruderkopfes ergibt. Die Materialien umflies-sen über zwei ausgearbeitete Hülsen mit Flussrichtungsin-seln sich selbst und treffen sich - rund herauskommend - am Ende der Mittelhülse mit grossem Druck und im Zustand bester Plastizität, um sich gut zu verbinden.
Es sind Mittel vorgesehen, um die Wandstärke des Schlauches in genau bestimmbaren und steuerbaren Zeit-resp. Längenabschnitten und in ebenfalls genau bestimmbarem Ausmass zu verändern, d.h. dünner und dicker etwa gemäss einer gewünschten Wellenlinie verlaufen zu lassen (siehe Fig. 4). Diese Veränderung, d.h. Pulsieren in der Materialzufuhr wird dadurch erzielt, indem von eingearbeiteten Nuten am Teil des Materialflusses an der Aussenscheibe wie auch am Innendorn, gemäss Fig. 5, Hohlringe aus elastischem und wärmebeständigem Material eingelegt sind (Pulsierringe), welche von aussen her mit gasförmigen oder flüssigen Medien beschickt und dadurch in gesteuerter Weise vergrössert bzw. verkleinert werden können, so dass der Materialdurchlauf sich entsprechend verkleinert bzw. vergrössert (Fig. 5 gestrichelte Linie an den Pulsierringen) und der austretende Schlauch beim Passieren der Klemmstelle dünner wird. Die Intervalle für das Pulsieren werden mit an sich bekannten Aggregaten gesteuert.
Das Pulsieren kann aber auch durch axiale Verschiebung von Innendorn und/oder Aussenscheibe erzielt werden, wobei der Materialdurchfluss zwischen Innendorn und Mittelhülse einerseits und Aussenscheibe und Mittelhülse anderseits verändert wird.
Die Veränderung des Materialflusses, d.h. das Pulsieren kann natürlich auch durch Verschiebung der Mittelhülse in axialer Richtung erzielt werden.
Das Pulsieren kann auch durch Veränderung der Schnek-kendrehzahl an den Extrudern erzielt werden, oder durch Veränderung der Abzugsgeschwindigkeit am Abnahmekühlband.
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Eine weitere Möglichkeit besteht darin, das Pulsieren durch Hydraulikzylinder zu erzielen, welche anstelle von Schnecken im Extruder den Materialtransport durch den Spritzkopf vornehmen und/oder zusätzlich zu den Schnek-ken als Pulsationselement zusätzlich Material direkt in den Spritzkopf einpressen.
Die Veränderung der Wanddicke des Schlauches kann anderseits dadurch erzielt werden, indem der Innenschlauch auf ein entsprechend ausgearbeitetes Formrohr gespritzt wird, und der Aussenschlauch darüber gespritzt wird.
Das Überspritzen kann hintereinander in Linie mit separat stehenden Extrudern oder in einem Arbeitsgang mit 5 Doppelspritzkopf erfolgen.
Falls Gewebe in die Reifeninnenwandteile einzubringen sind, kann dies mittels eines entsprechend eingerichteten Extruders erfolgen.
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3 Blatt Zeichnungen

Claims (11)

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1. Verfahren zur Bildung der aus wenigstens zwei verschiedenen Materialien bestehenden inneren Wandteile von Fahrzeugreifen, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schlauch aus wenigstens zwei Schichten aus verschiedenen plastischen Materialien durch Extrudieren hergestellt wird, wobei die Wandstärke wenigstens einer der Schlauchschichten mit sich in Intervallen abwechselnd folgenden Verdickungen und Verdünnungen ausgebildet wird, und dass die derart gebildeten Schlauchabschnitte zur Bildung der einzelnen Reifeninnenwandteile vom Schlauch abgetrennt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schlauch aus mehr als zwei Materialschichten gebildet wird.
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PATENTANSPRÜCHE
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung der Schlauchschichten verschiedene natürliche und/oder synthetische Gummimaterialien verwendet werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die abwechselnd ändernde Wandstärke der Schlauchabschnitte durch gesteuerte Veränderung der Materialzufuhr gebildet werden.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialzufuhr durch pulsierende Einwirkung auf den Materialstrom an der Schlauchbildungsstelle gesteuert wird.
6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die sich verändernde Materialzufuhr durch direkte Veränderung der Materialförderung erfolgt.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die abwechselnd ändernde Wandstärke der Schlauchabschnitte durch gesteuerte Veränderung der Schlauchabzugsgeschwindigkeit erfolgt.
8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen an wenigstens zwei Extruder angeschlossenen Spritzkopf, wenigstens zwei voneinander getrennte vom Austritt des Extruders zur Schlauchbildungsstelle führende Materialzuführungen und durch Mittel, um die Materialzufuhr zur Schlauchbildungsstelle periodisch zu verändern.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Veränderung der Materialzufuhr zur Schlauchbildungsstelle aus elastischen Pulsierringen bestehen, welche in Nuten im Aussenring und/oder im Innendorn des Spritzkopfes angeordnet sind, wobei Mittel vorgesehen sind, um die Pulsierringe in gesteuerter Weise durch Zufuhr von gasförmigen oder flüssigen Medien pulsierend mehr oder weniger aufzuweiten.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zur gesteuerten Veränderung der Materialzufuhr Mittel vorgesehen sind, um eine Relativverschiebung von Aussenring und/oder Innendorn zu einer Mittelhülse des Spritzkopfes zu bewirken.
11. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zur gesteuerten Veränderung der Materialzufuhr pulsierend arbeitende Extruder vorgesehen sind.
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