CH646903A5 - Process for retreading tyres at a semi-cold vulcanisation temperature - Google Patents

Description

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PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zur Reifenerneuerung bei halb-kalter Vulkanisierungstemperatur, dadurch gekennzeichnet, dass man auf eine gerauhte Karkasse, die auf einer Felge mit eingelegtem Luftschlauch montiert wird, ein Klebemittel und eine Rohmischungsplatte in der Laufflächenbreite aufträgt und darauf den Laufflächenstreifen anlegt, der nicht vollkommen bis zum Optimum vorvulkanisiert wurde, sondern nur dermassen, dass er eine konstante Form behält, nicht porös ist und gut gerauht werden kann, und dass man über den Laufflächenstreifen einen Gummimantel aufbringt, der über ein Ventil an eine Vakuumpumpe angeschlossen ist, mittels welcher man eine Entlüftung des Raumes unter dem Gummimantel durchführt und schliesslich in einer Presse oder einem Autoklav die endgültige Vulkanisierung des Laufflächenstreifens bis zum Optimum und sein Verbinden mit der Karkasse durchführt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man durch Aufblasen des Luftschlauches eine Dichtung zwischen der Felge und dem Gummimantel bewirkt, so dass die Entlüftung des gesamten Raumes unter dem Gummimantel ermöglicht wird.

3. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass man die Entlüftung mittels der Vakuumpumpe über das Ventil und einen Metallbehälter durchführt und dass, nachdem das gewünschte Vakuum erreicht wird, das Ventil geschlossen und die Vakuumpumpe entfernt wird.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1,2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass man zum Zwecke ungestörter Ableitung der Luft einen plastischen Film, Textilstreifen, Textil-schnürchen oder perforierte Röhrchen zwischen den Gummimantel und den Laufflächenstreifen einlegt.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1,2,3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass man den Luftschlauch mittels eines Anschlusses an eine Kompressorleitung für komprimierte Luft anschliesst, wobei mit der Steigerung des Autoklavendrucks auch der Aufblasdruck erhöht wird, so dass im Luftschlauch immer ein Überdruck von 2-3 atm vorhanden ist.

Heutige Verfahren zur Reifenerneuerung kann man in zwei Gruppen aufteilen: a) kalt, b) warm.

Nach kaltem Verfahren arbeiten diejenigen Erneurer, die das Bandag, Vakuum Vulk oder Harrelson Verfahren anwenden. Die Vulkanisierungstemperatur bei kaltem Verfahren bewegt sich um 99 °C (US-PS 2 976 910, 3 136 673, 3 326 709,4 075 047).

Andere arbeiten nach warmem Verfahren mit der Vulkanisierungstemperatur von etwa 151 °C. Das warme Verfahren wird schon lange verwendet und ist gut bekannt.

Diejenigen, die sich des kalten Verfahrens bedienen, wenden einen völlig vorvulkanisierten profilierten Laufflächenstreifen und die Vulkanisierungstemperatur von etwa 99 °C an. Nach ihrer Erklärung wird die Karkasse, die erneuert werden muss, dadurch vor hoher Temperatur und Gummialterung als auch vor Degradierung und Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften der Karkasse bzw. des Materials, woraus__die Karkasse gemacht ist, geschützt.

Solche Überlegungen waren für ältere Reifenkonstruktionen berechtigt, die in ihren Karkassen Textileinlagen aus Baumwolle, Rayon, Nylon hatten.

Heutige moderne Luftreifen, insbesondere für Lastkraftwagen und Autobusse, werden ausschliesslich aus Stahlkord und solchen Gummimischungen gebaut, die gegen Ermüdungsprozesse beständig sind.

Deswegen ist es unökonomisch, das Vulkanisierungsverfahren bei einer Temperatur von 99 °C und einer Zeitdauer von 4,5-5 Stunden auszuführen, wobei die Herstellungskapazitäten des zu langen Vulkanisierungsprozesses wegen vermindert werden.

Es ist auch ökonomischer, den profilierten Laufflächenstreifen nicht ganz bis zum Optimum vorzuvulkanisieren, sondern nur zu einem solchen Grad, dass er die Form behält, nicht porös ist und dass die untere Fläche gerauht werden kann. Die endgültige Vulkanisierung bis zu den optimalen Werten wird in einem Vulkanisierungsautoklav oder in einer Presse zusammen mit dem Verbinden mit der Karkasse ausgeführt. Dadurch wird der Energieverbrauch bei der Vorbereitung des profilierten Laufflächenstreifens vermindert und die erhöhte Temperatur und Wärmeenergie, die im Prozess des Verbindens des Laufflächenstreifens mit der Karkasse notwendig sind, werden für die endgültige Vulkanisierung des Laufflächenstreifens ausgenützt.

Das Verfahren zur Reifenerneuerung bei halb-kalter Vulkanisierungstemperatur gemäss der Erfindung umfasst die im Patentanspruch 1 angegebenen Schritte.

Bei bevorzugten Ausführungsarten des Verfahrens können ferner folgende Vorkehren getroffen werden:

a) Zwischen dem Laufflächenstreifen und dem Gummimantel wird vorher um den ganzen Kreisumfang ein plastischer Film, ein Textilstreifen oder ein Textilschnürchen eingefügt, das zur sicheren Ableitung der Luft dient, die zwischen dem Laufflächenstreifen und Gummimantel und teilweise zwischen dem Laufflächenstreifen und der Karkasse eingeschlossen ist.

b) An das Absaugventil des Gummimantels wird in dichter Verbindung ein Metallbehälter mit einem Ventil für den Anschluss einer Vakuumpumpe angeschlossen. Der Behälter hat ein Volumen von 1-21.

c) Vor dem Vulkanisierungsvorgang wird mittels der Vakuumpumpe die Luft aus dem Metallbehälter und aus dem Raum zwischen dem Gummimantel und dem Laufflächenstreifen und zwischen dem Laufflächenstreifen und der Karkasse abgesaugt. Wenn die Entlüftung durchgeführt worden ist, wird das Ventil des Metallbehälters geschlossen und die Vakuumpumpe entfernt.

d) Die vorbereiteten Reifen werden in Pressen oder in einen Autoklav eingebracht. Der Luftschlauch wird durch ein Ventil an eine Kompressorleitung angeschlossen und gleichzeitig mit der Autoklavendruckerhöhung wird auch der Luftschlauchaufblasdruck erhöht, so dass im Luftschlauch stets ein Überdruck von 2-3 atm vorhanden ist.

e) Die Vulkanisierung wird bei etwa 120 °C ausgeführt. Dabei wird der Laufflächenstreifen bis zur Erreichung seiner optimalen Eigenschaften vulkanisiert und mit der Karkasse verbunden.

Bei der Vulkanisierungstemperatur von 120 °C im Reifenerneuerungsautoklav werden die besten Ergebnisse erzielt und die Vulkanisierungszeit wird im Vergleich zu den bekannten Verfahren der Vulkanisierung bei der Temperatur von 99 °C um 1 Stunde vermindert. Dadurch wird die Kapazität des Vulkanisierungsautoklavs um 22,7% vergrössert.

f) Der vorvulkanisierte Laufflächenstreifen wird nur bis zu 85% des Optimums vorvulkanisiert und dadurch wird die Kapazität der Vulkanisierungspresse für die Herstellung der vorvulkanisierten Laufflächenstreifen um 20% vergrössert. Die endgültige Vulkanisierung bis zum Optimum wird nachher in einem Reifenerneuerungsautoklav durchgeführt.

g) Mit dem Luftschlauch zusammen wird die Karkasse auf einer Felge montiert und mit einem Klebemittel und Bindegummi belegt, darauf werden dann der vorvulkanisierte Laufflächenstreifen und noch darüber der PVC-Film und der Gummimantel aufgelegt. Dieser Gummimantel wird mit

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der Felge gegen die Reifenwände gepresst, was eine Abdichtung erbringt. Durch das Ventil des Gummimantels und durch den Metallbehälter wird mittels der Vakuumpumpe die Entlüftung des Raumes unter dem Gummimantel durchgeführt. Nach 3minütiger Entlüftung wird das Ventil des Metallbehälters geschlossen und die Vakuumpumpe entfernt. Im Fall eines mangelhaften Gummimantels oder einer schlechten Dichtung dringt in das System Luft ein und ein solcher Reifen wird nicht in den Vulkanisierungsautoklav zur Vulkanisierung eingetragen. Dadurch wird die Dichtungskontrolle schon im Prozess der Reifenvorbereitung ausgeführt und es ist keine besondere Arbeitsoperation zu diesem Zweck notwendig.

h) Der, wie unter Punkt 3 angeführt, zur Erneuerung vorbereitete Reifen wird in einen Vulkanisierungsautoklav normaler Konstruktion zur Vulkanisierung mit heisser Luft eingetragen. Es gibt nur eine einzige besondere Forderung, und zwar dass die Druckdifferenz zwischen dem Luft-schlauchaufblasdruck und dem Autoklavendruck automatisch gehalten wird. Ein Autoklavaufbau mit Ventilen, wodurch jeder Reifen einzeln während des ganzen Vulkanisierungsprozesses entweder an die äusserliche Atmosphäre oder an die Vakuumpumpe angeschlossen wird, ist nicht erforderlich.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel beschrieben:

Zur Vulkanisierung wurde ein modifizierter «Bandag» Autoklav verwendet, so dass es möglich war, die Autoklaventemperatur bis 150 °C zu erhöhen, und dass die Ventilanschlüsse zur Verbindung der Gummimäntel mit der äusseren Atmosphäre vollkommen geschlossen waren.

In den Kessel wurden 20 auf Felge montierte Reifen eingebracht, sie wurden jedoch nicht erneuert, sondern nur dazu verwendet, um im Kessel die gleiche Wärmekapazität zu erreichen. Die letzten zwei zusätzlichen Reifen, die sich am Kesseleintritt befanden, dienten zu experimentellen Zwecken und wurden erneuert. Die alten Reifen, die zum Ausgleich der Wärmekapazität im Kessel dienten, bestanden aus 10 Stück 9'00-20 und 10 Stück 11'00-20. Die 2 Reifen, woran das Erneuerungsexperiment ausgeführt wurde, waren von der Grösse 11 '00-20.

Die Reifen wurden auf folgende Art auf die Erneuerung vorbereitet: Die Karkasse wurde aufgerauht und darauf wurde das Klebemittel und darauf die Rohmischung in Plattenform von Laufflächenbreite aufgetragen. Über die Rohmischung von 1-1,2 mm Stärke wurde der Laufflächenstreifen um den ganzen Kreisumfang aufgelegt. Der Laufflächenstreifen wurde nicht vollkommen vorvulkanisiert, sondern nur bis zu 85% des Optimums. Die Zusammenstellung von Karkasse, Klebemittel, Bindegummi und Laufflächenstreifen wurde auf eine Felge mit hohen Schultern montiert und der Luftschlauch wurde in die Karkasse eingelegt. Über den Laufflächenstreifen wurde PVC-Film gelegt, der zur Luftableitung dient. Schliesslich wurde auf den PVC-Film ein Gummimantel aufgebracht, der oben mit einem Luftabsaugventil versehen und unten geöffnet war, und die hohen Felgenschultern pressten ihn kräftig gegen die Karkasse, als der Luftschlauch auf einen Druck von 2 atm aufgeblasen wurde.

An das Luftabsaugventil des Gummimantels wurde gut gedichtet ein Metallbehälter mit einem Anschluss für die Vakuumpumpe befestigt (s. die Zeichnung).

In der Zeichnung haben die Bezugszeichen die folgende Be-5 deutung:

1 - Ventil für die Luft und für den Vakuumpumpenan-

schluss

2 - Vakuumschlauch von 500 mm Länge

3 - Gummimantelventilanschluss io 4 - Metallbehälter

5 - Mutter

An den Metallbehälter wurde die Vakuumpumpe angeschlossen und die Entlüftung eines zur Erneuerung vorbereiteten Reifens dauerte 3 Minuten. Nach 3minutiger Entlüf-15 tung wurde das Ventil am Metallbehälter abgeschlossen und die Vakuumpumpe entfernt. Der Gummimantel nahm dabei die Form des Laufflächenprofils an und behielt sie bis zum Ende des ganzen Vulkanisierungszyklus.

Die Vulkanisierung im Kessel wurde auf zwei Arten aus-20 geführt:

1. Kontrollvulkanisierung bei der Temperatur von 99 °C mit einem vollkommen vorvulkanisierten Laufflächenstreifen

Kessel: modifizierter «Bandag»

25 Anzahl der Reifen für Wärmekapazität:

10 Stück 11'00-20 + 10 Stück 9'00-20 Anzahl der erneuerten Reifen: 2 Stück 11'00-20 Zeit der Temperaturerhöhung von 22 °C-99 °C: 62 Minuten 30 Zeit der Vulkanisierung bei 99 °C: 3 Stunden 40 Minuten Kesselluftdruck: 6,2-6,4 atm Luftschlauchaufblasdruck: 7,2-8,0 atm

2. Vulkanisierung bei erhöhter Temperatur von 120 °C mit einem Laufflächenstreifen, der nur bis zu 85% des Opti-

35 mums vorvulkanisiert wurde:

Kessel: modifizierter «Bandag»

Anzahl der Reifen für Wärmekapazität:

10 Stück 1T 00-20 + 10 Stück 9 00-20 40 Anzahl der erneuerten Reifen: 2 Stück 11*00-20 Zeit der Temperaturerhöhung von 22 °C-99°C: 61 Minuten Zeit der Temperaturerhöhung von 99 °C-120 °C: 57 Minuten Zeit der Vulkanisierung bei 120 °C: 1 Stunde 40 Minuten Kesselluftdruck: 6,1-6,3 atm 45 Luftschlauchaufblasdruck: 7,5-8,0 atm

Alle vier Reifen - zwei Kontrollreifen und zwei bei erhöhter Temperatur erneuerte Reifen - wurden an der Antriebsachse des gleichen Busses M.A.N. montiert und nach 40 000 km Fahrt auf asphaltierten Strassen wurde das fol-50 gende Ergebnis festgestellt:

Kontrollreifen:

Profiltiefe am Testanfang - 18 mm Profiltiefe am Testende - 10,8 mm Reifen nach halb-kaltem Verfahren:

55 Profiltiefe am Testanfang -18 mm Profiltiefe am Testende - 10,2 mm

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1 Blatt Zeichnungen