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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Fahrzeugreifen bei dem Materialstreifen aus einer Rohgummimischung auf eine Reifenaufbautrommel aufgespult werden.
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Bei einer Art der Herstellung von Fahrzeugreifen wird dieser so hergestellt, dass insbesondere der Laufstreifen in Form von schmalen Gummistreifen bzw. Materialstreifen auf den Reifenrohling, der sich auf einer Reifenaufbautrommel befindet, aufgespult wird. Die Gummistreifen, die aus einer Rohgummimischung bestehen, werden direkt vor dem Aufspulprozess mit einem Extruder erzeugt. Ein solches Verfahren ist z.B. in der
EP 109 49 930 B1 offenbart. Dabei besteht ein Problem darin, dass bei bestimmten Fahrzeugreifen, insbesondere bei Fahrzeugreifen für PKWs, die erforderlichen Materialstreifen sehr klein sein müssen. Das liegt daran, dass die Nachbildung von bestimmten Reifenbauteilen umso genauer ist, je dünner und schmaler die verwendeten Materialstreifen sind. Bei herkömmlichen Verfahren kann dabei das Problem auftreten, dass die Materialstreifen vor oder hinter der Belegeeinheit aufgrund des geringen Materialquerschnittes durchreißen. Nach einem solchen Durchreißen des Materialstreifens würde der Herstellungsprozess gestoppt werden. Anschließend müsste die Belegeeinheit wieder neu mit dem Materialstreifen bestückt werden und erst dann könnte der Herstellungsprozess fortgesetzt werden.
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Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bereitzustellen, mit dem relativ dünne Materialstreifen mit einer hohen Fertigungsqualität mit einer Reifenaufbautrommel aufgespult werden können.
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Außerdem soll der Startvorgang bzw. der Anfangsprozess beim Herstellen des Materialstreifens vereinfacht werden, so dass man zu jeder Zeit eine konstante Aufspulgeschwindigkeit an der Reifenaufbautrommel erzeugen kann.
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Gelöst wird die Aufgabe durch ein Verfahren mit folgenden Schritten:
- a) Mischen und Kalandrieren einer Rohgummimischung mit einer ersten und zweiten Walze,
wobei beide Walzen gegensinnig zueinander rotieren und dabei mit dem Spalt zwischen den Walzen einen Rohgummi-Streifen mit einer vorgegebenen dünnen Materialstreifen-Dicke erzeugen,
- b) Rotieren des Rohgummi-Streifens auf der Umfangsseite der zweiten Walze,
wobei dieser dünne und breite Rohgummi-Streifen im Wesentlichen die Breite der zweiten Walze abdeckt und zumindestens teilweise wieder mit der in den Spalt zwischen den Walzen eingeführten Rohgummi-Mischung vermischt wird,
- c) Anordnung einer Schneidvorrichtung an der Walze,
wobei mit der Schneidvorrichtung ein schmaler Materialstreifen aus dem auf der zweiten Walze anliegenden breiten Rohgummi-Streifen herausgetrennt wird,
- d) Weiterleitung des Materialstreifens zu einer Belegeinheit zum Aufspulen des Materialstreifens auf die Reifenaufbautrommel,
wobei auf der Reifenaufbautrommel bereits vor dem Aufspulvorgang eine oder mehrere Reifenaufbauteile in Form von Karkasslagen-Einlagen angeordnet sind,
- e) Weiterverarbeitung und Fertigstellung des herzustellenden Fahrzeugreifens mit einem konventionellen Herstellungsverfahren.
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Ein Vorteil der Erfindung ist insbesondere darin zu sehen, dass durch das erfindungsgemäße Verfahren sehr kleine und dünne Materialstreifen prozesssicher mit der Reifenaufbautrommel aufgespult werden können. Damit wird eine optimale Bauteilgeometrie für die herzustellenden Fahrzeugreifen gewährleistet, insbesondere für eine Vielzahl von PKW- und Motorradreifen. Mit dem Verfahren ist es möglich sehr schmale Materialstreifen mit einer Breite von ca. 10 mm und sehr dünne Materialstreifen mit einer Querschnittshöhe von ca. 0,8 mm direkt auf einen Reifenrohling prozesssicher und präzise aufzuspulen. Diese Vorteile werden insbesondere dadurch ermöglicht, dass der konventionelle Extruder, der zum Herstellen eines Radialstreifens genutzt wird durch den Kalandrierprozess an der ersten und zweiten Walze ersetzt und nachfolgend von der zweiten Walze ein kleiner Materialstreifen herausgetrennt wird. Erst wenn der an der zweiten Walze anliegende Rohgummistreifen die erforderliche Materialqualität und Materialdicke aufweist, wird die Schneidvorrichtung an die Walze angesetzt, um einen schmalen Materialstreifen abzutrennen. Dies hat den entscheidenden Vorteil, dass ein kalandrierter Materialstreifen mit einem konstanten Materialquerschnitt erzeugt wird, der anschließend auf die auf der Aufbautrommel aufliegenden Reifenaufbauteile aufgespult wird. Dadurch wird ebenfalls die Fertigungsqualität der herzustellenden Fahrzeugreifen wesentlich erhöht. Der Kalandrierprozess an der ersten und zweiten Walze dient einerseits zur Herstellung der Rohgummimischung und andererseits zur Herstellung eines Rohgummistreifens in einer vorgegebenen Materialdicke. Der Spalt zwischen der ersten Walze und der zweiten Walze lässt sich variabel einstellen, so dass dadurch eine vorgegebene Materialdicke für den Rohgummistreifen erzeugt werden kann.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass bei Schritt d) ein Kalandrieren des Materialstreifens mit der Belegeeinheit erfolgt, wobei der Materialstreifen zwischen einer ersten und zweiten Kalanderrolle hindurchgeführt und dabei auf die vorgegebene Materialstreifengröße kalandriert wird, wobei der kalandrierte Materialstreifens über die zweite Kalanderrolle zu der Reifenaufbautrommel geführt wird. Durch einen solchen zweiten Kalandrierprozess wird die Materialdicke des Materialstreifens noch einmal verkleinert, um die erforderliche Materialdicke zu erreichen.
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In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass bei Schritt d) ein Aufspulen des kalandrierten Materialstreifens mit der zweiten Kalanderrolle auf die bereits auf der Reifenaufbautrommel aufliegenden Reifenaufbauteile erfolgt, wobei der Materialstreifen unmittelbar mit der zweiten Kalanderrolle auf die bereits auf der Reifenaufbautrommel aufliegenden Reifenaufbauteile übertragen wird, wobei die zweite Kalanderrolle über den Materialstreifen und die bereits aufliegenden Reifenaufbauteile mit der Reifenaufbautrommel in Kontakt steht und an der Reifenaufbautrommel indirekt abrollt. Dadurch lässt sich der Materialstreifen mit einer hohen Geschwindigkeit auf die Reifenaufbautrommel aufspulen.
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In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass bei Schritt d) die Weiterleitung des Materialstreifens von der zweiten Walze zu der Belegeeinheit über ein Förderband erfolgt. Durch das Förderband lässt sich der Materialstreifen mit einer hohen Geschwindigkeit und hohen Genauigkeit zu der Belegeeinheit führen.
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In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Schneidvorrichtung in Form von zwei parallel ausgerichteten Rollmessern ausgebildet ist. Mit den beiden parallel ausgerichteten Rollmessern lässt sich der Materialstreifen auf einfache Weise und mit einer hohen Präzision aus dem Rohgummistreifen abtrennen.
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In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Breite der ersten und zweiten Walze zwischen 50 und 70 cm beträgt. Dadurch ergibt sich ein optimaler Kalandrier- und Mischprozess für die Rohgummimischung.
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In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der von der zweiten Walze abgetrennte Materialstreifen eine Breite von ca. 10 mm aufweist. Dadurch lässt sich der Materialstreifen mit einer hohen Fertigungsqualität auf die Reifenaufbautrommel aufspulen. In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der auf die Reifenaufbautrommel aufgespulte Materialstreifen eine Dicke von ca. 0,5 mm aufweist.
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Dadurch lassen sich Fahrzeugreifen mit einer hohen Fertigungsqualität herstellen.
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In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die zweite Kalanderrolle gekühlt wird und eine kühlere Temperatur aufweist als die erste Kalanderrolle. Durch die Kühlung wird erreicht, dass der kalandrierte Materialstreifen an der zweiten Kalanderrolle haften bleibt. Andernfalls könnte es passieren, dass der Materialstreifen unbeabsichtigt an der ersten Kalanderrolle haftet und der Herstellungsprozess anschließend unterbrochen werden müsste.
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In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die zweite Kalanderrolle einen größeren Durchmesser aufweist als die erste Kalanderrolle. Da die Kontaktfläche der Mischung beim Kaladrieren an der größeren zweiten Kalanderrolle physikalisch bedingt größer ist, haftet das Gummi bei gleich großen spezifischen Hafteigenschaften der Rollen an der zweiten Kalanderrolle mit dem größeren Durchmesser. Andernfalls könnte es passieren, dass der Materialstreifen unbeabsichtigt an der ersten Kalanderrolle haftet und der Herstellungsprozess anschließend unterbrochen werden müsste.
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Anhand eines Ausführungsbeispiels soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigt:
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1: ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens
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2: das Verfahren beim Aufspulen-Prozess,
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3: die zweite Walze in der Aufsicht,
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4: ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens
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5: ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens
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6: ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens
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Die 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens. Die Rohgummimischung 12 wird von oben in der dargestellten Weise zwischen den beiden Walzen 10 und 11 positioniert. Beiden Walzen 10 und 11 rotieren gegensinnig in der dargestellten Weise, so dass hinter dem Spalt 13 ein Rohgummistreifen 17 mit einer vorgegebenen Materialdicke erzeugt wird, der an der Außenseite der Walze haftet. In der Figur ist der Anfangsprozess des Verfahrens dargestellt, bei dem der Rohgummistreifen vollständig zurück in den Spalt 13 geführt wird und dabei mit der Rohgummimischung 2 vermischt wird. Die weiteren dargestellten Bauteile befinden sich sozusagen in einer Stand-by-Position. Die Schneidvorrichtung 6, das Förderband 4 und die Belegeeinheit 8 mit der ersten Kalanderrolle 2 und der zweiten Kalanderrolle 3 sind in der Anfangsphase nicht im Einsatz.
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Die 2 zeigt das Verfahren beim Aufspulvorgang auf die Reifenaufbautrommel 1. Mit der Schneidvorrichtung 6 wird ein schmaler Materialstreifen 5 von dem Rohgummistreifen 17 herausgetrennt. Anschließend wird dieser herausgetrennte Materialstreifen, der eine Breite von ca. 10mm aufweist, über das Förderband 5 der Belegeeinheit 8 zugeführt. Der restliche Teil des Rohgummistreifens 7 bleibt weiter an der Walze 11 haften und wird in den Spalt 13 zurückgeführt.
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Die Vorrichtung für das Verfahren umfasst weiterhin im Wesentlichen die Reifenaufbautrommel 1 und die Belegeinheit 8 mit den Kalanderrollen 2 und 3. Die Vorrichtung ist in einer Seitenansicht dargestellt. Auf der Reifenaufbautrommel 1 ist bereits der Reifenunterbau mit der Reifenkarkasse aufgebracht worden. Die Belegeinheit 8 ist dreidimensional in mehreren Achsen beweglich, wobei mit der zweiten Kalanderrolle 3 der Gummistreifen bzw. Materialstreifen 7 auf die Reifenaufbautrommel 1 aufgespult wird, auf der sich bereits ein entsprechender Reifenunterbau befindet. Für den Aufspulprozess wird die Belegeinheit 8 an die Reifenaufbautrommel 1 herangefahren.
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Der Materialstreifen 5 kommt von der zweiten Walze 11 und besteht aus einer Rohgummimischung. Der Materialstreifen 5 wird der ersten und zweiten Kalanderrolle 2 und 3 zugeführt und durch diese kalandriert, so dass anschließend ein kalandrierter schmaler Materialstreifen 7 zur Verfügung steht. Der kalandrierte Materialstreifen 7 wird direkt und unmittelbar mit der zweiten Kalanderrolle 3 auf die Reifenaufbautrommel 1 übertragen, wobei die Reifenaufbautrommel 1 und die zweite Kalanderrolle 3 aufeinander abrollen und sich gegensinnig drehen. Über das Verfahren wird sichergestellt, dass der kalandrierte Materialstreifen 7 zu jedem Zeitpunkt prozesssicher und präzise auf die Reifenaufbautrommel 1 aufgespult wird, ohne dass die Gefahr des Zerreißens des Materialstreifens 7 besteht. Die zweite Kalanderrolle 3 sollte bei diesem Verfahren mit einem Kühlmittel gekühlt werden, damit der kalandrierte Materialstreifen vorzugsweise an dieser haften bleibt und sich nicht um die erste Kalanderrolle 2 wickelt.
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Bei einem weiteren, nicht dargestellten, Ausführungsbeispiel wird der zweite Kalandrierprozess mit den beiden Kalandrierrollen 2 und 3 weggelassen. In diesen Fall hat der Materialstreifen 5 bereits die vorgegebene Materialstreifendicke durch den Kalandrierprozess der Walzen 10 und 11 erhalten, wobei die erforderliche Materialstreifendicke bei ca. 0,5 mm liegen sollte. Der Materialstreifen 5 wird in diesem Fall nur noch mit Hilfe der Belegerolle 3 auf die Reifenaufbautrommel 1 aufgespult. Dabei ist auch denkbar, dass auf das Förderband 4 verzichtet werden kann.
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Die 3 zeigt die Walze 11 mit der Schneidvorrichtung 6 aus der 2 in der Seiteneinsicht, die durch die Schnittkennzeichnung A-A gekennzeichnet ist. Die Schneidvorrichtung 16 trennt mit den beiden parallel ausgerichteten Rollenmessern 14 und 15 den Materialstreifen 5 aus dem Rohgummistreifen 17 heraus. Der Rohgummistreifen 17 überdeckt im Wesentlichen die gesamte Breite der zweiten Walze.
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Die 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens. Gegenüber dem dargestellten Verfahren in der 2 ist bei dieser Ausführung die zweite Kalanderrolle 3 weggelassen. Der Materialstreifen 5 wird direkt über die ersten Kalanderrolle 2 auf die Reifenaufbautrommel 1 aufgespult, da die Dicke des Materialstreifens 5 bereits die erforderliche Dicke aufweist.
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Die 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens. Gegenüber dem dargestellten Verfahren in der 2 ist bei dieser Ausführung das Förderband 4 weggelassen. Der Materialstreifen 5 wird direkt von der zweiten Walze 5 zur ersten und zweiten Kalanderrolle 2 und 3 geleitet. Anschließend wird der Materialstreifen 7 auf die Reifenaufbautrommel 1 aufgespult.
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Die 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens. Gegenüber dem dargestellten Verfahren in der 2 ist bei dieser Ausführung das Förderband 4 und die zweite Kalanderrolle 3 weggelassen. Der Materialstreifen 5 wird direkt von der zweiten Walze 5 zur ersten Kalanderrolle 2 geleitet. Anschließend wird der Materialstreifen 7 mit der ersten Kalanderrolle 2 direkt auf die Reifenaufbautrommel 1 aufgespult.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Reifenaufbautrommel
- 2
- Erste Kalanderrolle
- 3
- zweite Kalanderrolle
- 4
- Förderband
- 5
- Materialstreifen
- 6
- Schneidvorrichtung
- 7
- Kalandrierter Materialstreifen
- 8
- Belegeeinheit aus erster sowie zweiter Kalanderrolle
- 9
- Trommelachse der Reifenaufbautrommel
- 10
- erste Walze
- 11
- zweite Walze
- 12
- Rohgummi-Mischung
- 13
- Spalt zwischen den Walzen
- 14
- linkes Rollenmesser
- 15
- rechtes Rollenmesser
- 16
- Breite des herausgetrennten Materialstreifens (ca. 10 mm)
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- Rohgummistreifen auf der zweiten Walze
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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