DD151132A5

DD151132A5 - Verfahren und vorrichtung zur bildung von innerlinern fuer die produktion von fahrzeugreifen

Info

Publication number: DD151132A5
Application number: DD80221397A
Authority: DD
Inventors: Walter H Schiesser
Original assignee: Schiesser Ag
Priority date: 1979-05-28
Filing date: 1980-05-27
Publication date: 1981-10-08
Also published as: JPS55159962A; AR222876A1; SE8003723L; GB2050933A; ZA803043B; MX153952A; IT1127468B; AU5883480A; BR8003301A; FR2457759B1; NL8002972A; FR2457759A1; GB2050933B; DE3019108A1; DE3019108C2; JPS639977B2; SE444533B; IT8048804A0; YU142380A; CH640457A5

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von Reifeninnenwandteilen fuer Fahrzeugreifen aus verschiedenen plastischen Massen in einem Arbeitsgang. Die einfache und qualitativ hochwertige Fertigung dieser Teile sowie des Reifens soll ermoeglicht werden. Erfindungsgemaesz erfolgt die kontinuerliche Herstellung durch Extrudieren, wobei die Wandstaerke wenigstens einer der Schlauchschichten mit intervallmaeszigen Verdickungen bzw. Verduennungen ausgebildet wird und eine Trennung in Schlauchabschnitte erfolgt.

Description

Berlin, den 27. 8. 1980 _ AP B 29 H/ 221 397

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Verfahren und Vorrichtung zur Bildung von Innerlinern für die Produktion von Fahrzeugreifen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von Reifeninnenvvandteilen aus zwei verschiedenen plastischen Massen in einem Arbeitsgang.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

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, der sogenannte Builder.

Wenn auch der Hauptteil dieses Builders, die Trommel, um welche der Reifen aufgebaut wird, mit Fußtaster motorisch bewegt werden kann und auch Andruckrollen, z. B. pneumatisch betätigt,viele Hilfarbeiten übernehmen, ist das Builden eines Reifens heute doch immer noch vorwiegend Handarbeit. Dabei werden Qualität und Preisgestaltung eines Reifens weitgehend am Builder 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 Builder und

b) der sorgfältigen Arbeit des Mannes am Builder sowie

den ihm zur Verfügung stehenden Möglichkeiten.

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Ein besonders wichtiges der genannten Einzelteile, welche zum Builden eines Reifens verwendet werden, ist der sogenannte Innerliner, d. h. die inneren Wandteile für .den Reifen.

Der Innerliner bildet 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 Butylkautschuk, 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.

Butylkautschukmischungen lassen sich jedoch, sehr schlecht mit anderen Elastomermischungen verbinden, vor allem in kaltem Zustand, so daß man das Innerlinerprofil in Butylqualität vorgängig schon mit dem Übergangsgummi zusammenbringt, und zwar vyenn 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 Innerliner, 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 Naturkaut-

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.schukmischung (oder synthetischer Öbergangsmischung) in zwei Folien 1.1 und 1.2 (Fig. 1) mit 1,5 mm Dicke separat kalandriert zugeschnitten und auf dem Doublierkalander 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, zusammendoubliert.

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 R_eifens aus.

Das wohl schwierigste Problem in der Handhabung des Innerliners bei-m Reifenaufbau am Builder ist jedoch die Spleißung, d. h. die Zusammensetzstelle der Enden des Innerlinerprofils.

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 Innerlinerprofils entweder mit Lösungsmittel oder Klebelösung kontaktfreudig gemacht werden, bevor sie aufeinander gelegt 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 Zusarnmensetzstelle, was

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meistens zum Aufreißen der Spleißstelle und zu Ausschuß führt.

Das Aufreißen ist insofern leicht verständlich, wenn man sich vor Augen hält, daß der Innerliner auf das Doppelte ausgedehnt wird, bevor er mit den übrigen Einzelteilen als aufgebauter Reifen vulkanisiert wird. Gleichzeitig ist die schlechte Verbindungsfreudigkeit des Buthyimaterials mit anderen Elastomeren zu beachten, wobei es dem Mann am Builder nicht immer gelingt, Schnittlinie auf Schnittlinie vorn gleichen Material der Endpartien genau aufeinanderzulegen, wenn er das Innerlinerprofil auf der Buildertrommel zusammenspleißt.

Ein weiterer negativer Punkt bei kalandrieren Innerlinerprofilen ist der Umstand, daß seitlich zuviel Material gebraucht wird, welches man einsparen könnte· Die optimale Formgebung würde für ein Innerlinerprofilband etwa gemäß Fig. 2 aussehen, aus welcher auch, gestrichelt angezeigt, ersichtlich ist, welches Material gegenüber dem kalan™ drierten Innerliner eingespart werden könnte.

Ziel der Erfindung

Durch die Erfindung- soll die Möglichkeit geschaffen werden, Reifeninnenwandteile günstig und in hoher Qualität herzustellen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von Reifeninnenwandteilen aus zwei verschiedenen plastischen Massen in einem

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Arbeitsgang zu entwickeln.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren gelöst, bei dem ein Schlauch aus wenigstens zwei Schichten aus verschiedenen plastischen Massen in einem Arbeitsgang oder sich direkt folgenden Arbeitsgängen durch Ex-

trudieren hergestellt wird, wobei die Wandstärke wenigstens einer der Schlauchschichten mit intervallmäßgen Verdickungen bzw. Verdünnungen ausgebildet wird, und daß schließlich die derart gebildeten Schlauchabschnitte zur Bildung der einzelnen Reifenwandteile vom Schlauch abgetrennt werden.

Es kann ein Schlauch aus mehr als zwei Schichten aus verschiedenen plastischen Massen gebildet werden. Dabei können zur Bildung der Schlauchschichten verschiedene natürliche und/oder synthetische Gummimaterialien verwendet werden.

Die sich in de-r Wandstärke ändernden Schlauchabschnitte werden vorzugsweise durch gesteuerte Veränderung der Materialzufuhr gebildet, wobei dies durch Einwirkung auf den Materialfluß an der Schlauchbildungsstelle oder durch eine entsprechend pulsierende Materialzuführung erfolgen kann.

Es ist möglich, daß die Materialzufuhr durch direkte Veränderung der Materialförderung erfolgt. Ferner besteht die Möglichkeit, daß die sich in der Wandstärke veränderten Schlauchabschnitte durch gesteuerte Veränderung der Schlauchabzugsgeschwindigkeit hergestellt werden. Weiterhin können die sich in der Wandstärke verändernden Schlauchabschnitte dadurch gebildet werden, daß die In-

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nenschicht auf ein entsprechend ausgebildetes Formrohr aufgebracht und die Außenschicht bzw. Außenschichten darüber gespritzt werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens besteht aus einem an wenigstens zwei Extrudern anschließbaren Spritzkopf, wenigstens zwei voneinander getrennten zum Austritt des Extruders bzw. zur Schlauchbildungsstelle führenden Materialzuführungen und durch Mittel, um die Materialzuführung zur Schlauchbildungsstelle periodisch steuerbar zu verändern.

Vorteilhaft ist es, daß die Mittel zur Steuerung der Materialzufuhr zur Schlauchbildungsstelle aus elastischen Hohlringen bestehen, welche in Nuten in der Außenscheibe und/oder im Innendorn des Spritzkopfes angeordnet sind, wobei Mittel vorgesehen sind, die Hohlringe in gesteuerter Weise durch Zufuhr von gasförmigen oder flüssigen Medien pulsierend mehr oder weniger aufzuweiten. Günstig ist es, daß zur gesteuerten Veränderung der Materialzufuhr Mittel zur Relativverschiebung von Außenscheibe und/oder Innendorn zur Mittelhülse des Spritzkopfes vorgesehen sind. Weiterhin können zur gesteuerten Veränderung der Materialzufuhr pulsierend arbeitende Plastifizierungs- und/oder Fördereinrichtungen für das Material vorgesehen sein.

Mit dem Gegenstand der Erfindung bildenden Herstellungs-. verfahren, "gegebenenfalls zusammen mit einer ebenfalls erfinderischen Vorrichtung, werden alle früheren Probleme und Nachteile eliminiert.

Der Grundgedanke bei der Eliminierung dieser Probleme

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liegt darin, daß enstelle eines offenen Profilbandes, welches auf dem Builder zusarnmengespleißt werden muß, ein geschlossenes, also endloses Band, in Form eines Schlauchabschnittes verwendet wird, welches der Mann am Builder in Sekundenschnelle auf die Buildertrommel legen resp. aufschieben kann.

Ausführunqsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:

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 schsmatisch einen Ausschnitt aus einem Spritzkopf mit Mitteln zur Erzeugung der wellenförmig verlaufenden Wandstärke eines Schlauches.

Da der Innerliner 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.

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Ein solcher S_chlauch 2 zeigt Fig. 3 der Zeichnung. Die einzelnen Innerliner werden durch Abtrennen der Schlauchabschnitte 2*, 2", 2"' etc. jeweils an den verdünnten Stellen 3¹, 3", 3"' etc. 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 sowohl bei der Herstellung dieses Innerliners wie auch am Builder, also beim Aufbau des Reifens ;

- weniger Energieverbrauch;

- große Materialeinsparung;

- keine Spleißarbeit (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; . . -

- völlig luft- und verschmutzungsfreie Verbindung zwischen beiden Elastomerschichten;

- blasenfreie Profilbandringe;

- bessere Gasdichte (Luftundurchlässigkeit);

- bessere Qualität des Endproduktes;

- weniger Ausschuß.

Fig. 4 der Zeichnung zeigt- einen als Doppelspritzkopf ausgebildeten Spritzkopf 4, bei welchem mit zwei Extrudern

•f gleichzeitig zwei verschiedone plastische Massen extrudiert werden und zu einem Schlauch mit übereinanderliegenden Schichten geformt werden können«

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Dabei sind die zwei Extruder (nicht dargestellt), in einem Winkel vonjvorzugsweise 45 zur Spritzkopf achse aufgestellt, so daß sich ein guter Materialfluß nach vorn zum Austritt 5 des Spritzkopfes 4 ergibt. Die Materialien umfließen über zwei ausgearbeitete Mittelhülsen 6 bzw. Hülse 7 mit als Flußrichtungsinseln ausgebildetem I_nnendorn 8 bzw. Außenscheibe 9 sich selbst und treffen sich - rund herauskommend - am Ende der Mittelhülse 6 mit großem Druck und im Zustand bester Plastizität, um sich gut zu verbinden.

•Es sind Mittel vorgesehen, um die Wandstärke des zu bildenden Schlauches in genau bestimmbaren und steuerbaren Zeit- resp. Längsabschnitten und in ebenfalls genau bestimmbarem Ausmaß zu verändern, d. h. dünner und dicker etwa gemäß einer gewünschten Wellenlinie verlaufen zu lassen (siehe Fig. 3). Diese Veränderung, d. h. Pulsieren in der Materialzufuhr,.wird dadurch erzielt, indem von eingearbeiteten Nuten 10; 11 am Teil des Materialflusses an der Außenscheibe 9 wie auch am Innendorn 8 gemäß Fig. 5, Hohlringe 12; 13 aus elastischem und wärmebständigem 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 14 bzw. 15 an den Hohlringen 12 bzw. 13 und der austretende Schlauch beim Passieren der Klemmstelle, d. h. der engsten Stelle 16 zwischen den Hohlringen 12; 13,dünner wird.· Die Intervalle für das Pulsieren werden mit nicht näher beschriebenen, an sich bekannten Aggregaten gesteuert.

Das Pulsieren kann aber auch durch axiale Verschiebung

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von Innendorn 8 und/oder Außenscheibe 9 erzielt werden, wobei der Materialdurchfluß zwischen Innendorn 8 und Mittelhülse 6 einerseits und Außenscheibe 7 und Mittelhülse andererseits verändert wird.

Die Veränderung des Materialflusses, d. h. das Pulsieren, kann natürlich auch durch Verschiebung der Hülse 6 in axialer Richtung erzielt werden.

Das Pulsieren kann auch durch Veränderung der Schneckendrehzahl an den Extrudern (nicht dargestellt), erzielt werden oder durch Veränderung der Abzugsgeschwindigkeit.

Eine weitere Möglichkeit besteht, darin, das Pulsieren durch Hydraulikzylinder zu erzielen, welche anstelle von Schnekken im Extruder den Materialtransport durch den Spritzkopf 4 vornehmen und/oder zusätzlich zu den Schnecken, als Pulsationselement zusätzlich Material direkt in den Spritzkopf einpressen.

Die Veränderung der Wanddicke des Schlauches kann andererseits 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 Doppelspritzkopf erfolgen.

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Claims

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Erfindunqsanspruch

1. Verfahren zur Bildung von Innerlinern für die Produktion von Fahrzeugreifen aus wenigstens zwei verschiedenen Materialien, gekennzeichnet dadurch, daß ein Schlauch (2) aus wenigstens zwei Schichten aus verschiedenen plastischen Massen in einem Arbeitsgang oder sich direkt folgenden Arbeitsgängen durch Extrudieren hergestellt wird, wobei die Wandstärke wenigstens einer der Schlauchschichten mit intervallmäßigen Verdickungen bzw. Verdünnungen ausgebildet wird, und daß schließlich die derart gebildeten Schlauchabschnitte (2* ; 2"; 2"') zur Bildung der einzelnen Reifenwandteile vom Schlauch abgetrennt werden.
2. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß ein Schlauch aus mehr als zwei Schichten aus verschiedenen plastischen Massen gebildet wird.
3. Verfahren nach Punkt 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch, daß zur Bildung der Schlauchschichten verschiedene natürliche und/oder synthetische Gummimaterialien verwendet werden.
4. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch,

daß die sich in der Wandstärke verändernden Schlauchabschnitte durch gesteuerte Veränderung der Materialzufuhr gebildet werden.
5. Verfahren nach Punkt 4, gekennzeichnet dadurch,

daß die Materialzufuhr durch pulsierende Einwirkung

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auf den Materialfluß an der Schlauchbildungsstelle gesteuert wird.
6. Verfahren nach Punkt 4, gekennzeichnet dadurch, daß die Materialzufuhr durch direkte Veränderung der Materialförderung erfolgt.
7. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die sich in der Wandstärke veränderten Schlauchabschnitte durch gesteuerte Veränderung der Schlauchabzugsgeschvvindigkeit hergestellt werden.
8. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die sich in der Wandstärke verändernden Schlauchabschnitte dadurch gebildet werden, daß die Innenschicht auf ein entsprechend ausgebildetes Formrohr aufgebracht und die Außenschicht bzw. Außenschichten darüber gespritzt werden.
9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß durch einen an wenigstens zwei Extruder anschließbaren Spritzkopf (4), wenigstens zwei voneinander getrennten zum Austritt (5) des Extruders bzw. zur Schlauchbildungsstelle führenden Materialzuführungen und durch Mittel, um die Materialzuführung zur Schlauchbildungsstelle periodisch steuerbar zu verändern.
10. Vorrichtung nach Punkt 9, gekennzeichnet dadurch, daß die Mittel zur Steuerung der Materialzufuhr zur Schlauchbildungsstelle aus elastischen Hohlringen (12; 13) bestehen, welche in Nuten (10; 11) in

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der Außenscheibe (9) und/oder im Innendorn (8) des Spritzkopfes (4) angeordnet sind, wobei Mittel vorgesehen sind, die Hohlringe (12; 13) in gesteuerter Weise durch Zufuhr von gasförmigen oder flüssigen Medien pulsierend mehr oder weniger aufzuweiten.
11. Vorrichtung nach Punkt 9, gekennzeichnet dadurch, daß zur gesteuerten Veränderung der Materialzufuhr Mittel zur Relativverschiebung von Außenscheibe (9) und/oder Innendorn (8) zur Mittelhülse (6) des Spritzkopfes (4) vorgesehen sind.
12. Vorrichtung nach Punkt 9, gekennzeichnet dadurch, daß zur gesteuerten Veränderung der Materialzufuhr pulsierend arbeitende Plastifizierungs- und/oder Fördereinrichtungen für das Material vorgesehen sind.

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