DE102018214407A1

DE102018214407A1 - Verfahren zur Erneuerung eines Laufstreifenprofils

Info

Publication number: DE102018214407A1
Application number: DE102018214407.9A
Authority: DE
Inventors: Christoph Berger; Matthias Strzelczyk; Arne Buchholz; Thomas Müller-Wilke
Original assignee: Continental Reifen Deutschland GmbH
Current assignee: Continental Reifen Deutschland GmbH
Priority date: 2018-08-27
Filing date: 2018-08-27
Publication date: 2020-02-27

Abstract

Um ein Verfahren bereitzustellen, mit dem das Laufstreifenprofil eines Fahrzeugreifens auf einfache Weise erneuert werden kann, wird folgendes Verfahren mit folgenden Schritten vorgeschlagen:
a) Bereitstellen eines Fahrzeugreifens (1) mit einem Laufstreifen (5),
wobei der Laufstreifen (5) aufgrund von Materialabrieb eine reduzierte Profiltiefe aufweist,
b) Aufbereitung der Oberfläche des Laufstreifens (5) mit Aufbereitungsmitteln,
c) Automatisiertes Aufbringen von Füllmaterial (17) auf den Laufstreifen (5),
wobei mit einer Aufbringungs-Vorrichtung (9) und dem Füllmaterial (17) auf die Oberfläche des Laufstreifens (5) eine neue Materialschicht aufgebaut wird,
wobei mit dem Füllmaterial (17) das Laufstreifenprofil (3) erneuert wird und eine vorgegebene neue Profiltiefe (4) erhält,
d) Stoffschlüssiges Verbinden des Füllmateriales (17) mit der Oberfläche des kontaktierenden Materials des Laufstreifens (5),
e) Fertigstellen des Fahrzeugreifens (1) mit weiteren Schritten.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vervollständigung eines Laufstreifenprofils.
Es ist bekannt, Fahrzeugreifen mit komplexen Reifenbaumaschinen herzustellen. Der Reifenrohling wird zunächst mit Hilfe von Reifenbautrommeln zu einem Reifenrohling vervollständigt. Anschließend erfolgt eine Reifenvulkanisation, bei der das Reifenprofil mit Profilsegmenten in den Laufstreifen geprägt wird.
Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bereitzustellen, mit dem das Laufstreifenprofil eines Fahrzeugreifens auf einfache Weise erneuert werden kann.
Gelöst wird die Aufgabe durch ein Verfahren mit folgenden Schritten:

a) Bereitstellen eines Fahrzeugreifens (1) mit einem Laufstreifen, wobei der Laufstreifen aufgrund von Materialabrieb eine reduzierte Profiltiefe aufweist,
b) Aufbereitung der Oberfläche des Laufstreifens mit Aufbereitungsmitteln,
c) Automatisiertes Aufbringen von Füllmaterial auf den Laufstreifens, wobei mit einer Aufbringungs-Vorrichtung und dem Füllmaterial auf die Oberfläche des Laufstreifens eine neue Materialschicht aufgebaut wird, wobei mit dem Füllmaterial das Laufstreifenprofil (1) erneuert wird und eine vorgegebene neue Profiltiefe erhält,
d) Stoffschlüssiges Verbinden des Füllmateriales mit der Oberfläche des kontaktierenden Materials des Laufstreifens,
e) Fertigstellen des Fahrzeugreifens (1) mit weiteren Schritten.

Ein Vorteil der Erfindung ist insbesondere darin zu sehen, dass durch das erfindungsgemäße Verfahren auf einfache Weise Fahrzeugreifen an unterschiedliche Bedingungen angepasst und erneuert werden können.
Mit dem neuen Verfahren kann das Reifenprofil individuell nach bestimmten Kundenwünschen auf einfache Weise erneuert werden.
Der Kunde kann z.B. vorgeben, dass der erneuerte Fahrzeugreifen Winterreifeneigenschaften haben soll.
Bei der Herstellung würde dann berücksichtigt, dass die Gummimischung, die das Füllmaterial bildet, Materialeigenschaften besitzt, die für das Fahren im Winter besonders geeignet sind. Der Laufstreifen würde nur mit einer relativ dünnen neuen Materialschicht beaufschlagt werden, damit der Fahrzeugreifen nach einem bestimmten Zeitintervall wieder erneuert werden kann.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass bei Schritt c) das Füllmaterial eine Gummimischung für einen bevorstehenden Einsatzzweck umfasst.
Bei einer bevorstehenden Sommersaison kann das Füllmaterial für den Fahrzeugreifen so ausgewählt werden, dass der Fahrzeugreifen besonders gute Sommerreifeneigenschaften aufweist.
Beim Erneuern des Reifens würde eine entsprechend optimale Gummimischung für Sommerreifen ausgewählt werden.
Es ist ebenfalls denkbar, dass der Kunde wünscht, dass der Fahrzeugreifen zukünftig sehr viel im Gelände und auf unasphaltierten Strecken eingesetzt werden soll.
In diesem Fall würde ebenfalls ein optimales Füllmaterial für die Erneuerung des Laufstreifens ausgewählt werden.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass nach Schritt e) ein erneuerter Fahrzeugreifen mit einer Profiltiefe von ca. 3 bis 5 mm, vorzugsweise 4 mm, bereit gestellt wird.
Eine hohe Profiltiefe beim Neukauf eines Fahrzeugreifens steht im Zielkonflikt mit dem Rollwiderstand eines Reifens.
Je höher die Profiltiefe ist, desto höher ist der Rollwiderstand eines Reifens. Normalerweise hat ein Fahrzeugreifen bei einem Neuzustand eine Profiltiefe von ca. 8 mm. Bei der Erneuerung des Laufstreifenprofils wird darauf geachtet, dass die Profiltiefe bei ca. 4 mm liegt.
Auf diese Weise hat der erneuerte Fahrzeugreifen einen geringeren Rollwiderstand im Vergleich zu einem herkömmlichen Neureifen.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Laufstreifen des Fahrzeugreifens nach bestimmten Zeitabschnitten und nach einem Materialabrieb mehrmals mit Füllmaterial und den Verfahrensschritten nach a) bis e) erneuert wird.
Dadurch kann der Fahrzeugreifen auf einfache Weise an den jeweils bevorstehenden Einsatzzweck angepasst werden.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass der Kunde keinen zweiten Reifensatz mit Winterreifen einlagern muss.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass bei Schritt c) das Füllmaterial ein Thermoplast-Material umfasst, wobei das Thermoplast-Material bei Schritt d) erstarrt und sich mit der Oberseite des Laufstreifens stoffschlüssig verbindet. Thermoplast-Material eignet sich besonders für das Erneuern eines Laufstreifens. Das Material lässt sich im fluiden Zustand verarbeiten und härtet anschließend von selber wieder aus.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass bei Schritt c) das Füllmaterial ein Thermoplasthybrid mit Gummipartikeln umfasst, wobei der Thermoplasthybrid bei Schritt d) erstarrt und sich mit der Oberseite des Laufstreifens stoffschlüssig verbindet.
Das Thermoplasthybrid mit Gummipartikeln weist sehr ähnliche Materialeigenschaften wie das Gummimaterial von Reifenbauteilen auf. Dadurch werden die Materialeigenschaften bzw. Fahreigenschaften des Fahrzeugreifens nicht beeinträchtigt.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass bei Schritt b) das Aufbringen des Füllmaterials der Fehlstelle mit einem Mini-Extruder erfolgt, der mit einem Roboterarm gesteuert wird.
Mit einem Mini-Extruder kann insbesondere unvulkanisiertes Gummimaterial einfach verarbeitet und auf die Fehlstelle aufgetragen werden.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass bei Schritt b) ein automatisiertes Aufrauhen der Oberfläche des Laufstreifens erfolgt.
Durch das Aufrauen der Oberfläche wird das Anhaften von dem Füllmaterial wesentlich verbessert.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass bei Schritt b) ein automatisiertes Auftragen eines Haftvermittlers auf die Oberfläche des Laufstreifens erfolgt.
Der Haftvermittler, der beispielsweise ein Lösungsmittel umfasst, verbessert die Haftungseigenschaften des aufzutragenden Füllmaterials.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass bei Schritt c) das Füllmaterial automatisiert mit Infrarot- oder UV-Strahlung bestrahlt wird.
Bei der Verwendung von Thermoplast-Material wird mit der Infrarot-Strahlung der Aushärtungsprozess beschleunigt.
Wenn es sich bei dem Ausbesserungsmaterial um unvulkanisiertes Gummimaterial handelt, kann mit der Infrarot-Strahlung eine Vulkanisation des Gummimaterials erfolgen.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Vulkanisation in einer Autoklave erfolgt, wobei der Fahrzeugreifen in einem Heizkessel unter Einwirkung von Druck und Wärme vulkanisiert wird.
Dadurch kann der Einsatz einer Heizpresse entfallen.
Anhand eines Ausführungsbeispiels soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigt:

1: ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens.
2: einen erneuerten Fahrzeugreifen
3: ein Diagramm

Die 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens.
Bei dem schematisch dargestellten Fahrzeugreifen 1 handelt es sich um einen gebrauchten Reifen, der aufgrund von Materialabrieb eine geringere Profiltiefe aufweist gegenüber einem Neureifen.
Die Figur zeigt schematisch das Erneuern des alten Laufstreifens 5 mit dem neuen Verfahren.
Zunächst wird die Oberfläche des alten Laufstreifens mit einer Aufrauvorrichtung 12 bearbeitet, um die oberste Materialschicht abzutragen.
Nachfolgend würde ein automatisiertes Auftragen eines Haftvermittlers auf die Oberfläche des Laufstreifens erfolgen.
Bei dem Haftvermittler könnte es sich beispielsweise um ein Lösungsmittel handeln, welches die Anbindung des Füllmaterials verbessert.
Danach erfolgt das Auftragen des Füllmaterials auf die Oberfläche des Laufstreifens.
Das Füllmaterial ist schematisch dargestellt und könnte beispielsweise über eine Dünnschichtextrusion in Form von dünnen Materialschichten aufgetragen werden.
Bei der Aufbringungsvorrichtung für das Füllmaterial kann es sich beispielsweise um einen Miniextruder handeln, der mit einem Roboterarm 10 automatisiert über die Oberfläche des Laufstreifens 5 verfahren wird. Der Roboterarm 10 ist flexibel in alle Richtungen verfahrbar.
Beim Auftragen des Füllmaterials kann gleichzeitig die Kontur des Laufstreifenprofils mit den einzelnen Umfangsrillen und Querrillen gebildet werden.
Auf diese Weise wird das Laufstreifenprofil erneuert und der Laufstreifen erhält eine neue Profiltiefe, die vorzugsweise bei ca. 4 mm liegen sollte.
Anschließend erfolgt ein stoffschlüssiges Verbinden des Füllmaterials mit der Oberfläche des Laufstreifens 5.
Das stoffschlüssige Verbinden könnte beispielsweise mit der Bestrahlungsvorrichtung 11 erfolgen, die das Füllmaterial mit Wärme beaufschlagt.
Denkbar ist beispielsweise das Füllmaterial mit Infrarot- oder UV-Strahlung zu bestrahlen. Für den Fall, dass das Füllmaterial eine Gummimischung ist, könnte mit diesem Vorgang eine Vulkanisation des Gummimaterials erfolgen.
Für den Fall, dass das Füllmaterial ein Thermoplast ist bzw. einen Thermoplasten umfasst, könnte mit der Bestrahlungsvorrichtung 11 das Aushärten des Materials unterstützt werden.
Die 2 zeigt den erneuerten Fahrzeugreifen in einer Querschnittansicht. Der erneuerte Laufstreifen 3 weist eine neue Profiltiefe 4 auf, die ca. 4 mm beträgt.
Der erneuerte Laufstreifen 3 wurde an einen bevorstehenden Einsatzzweck angepasst.
Beispielsweise wurde als Füllmaterial eine Gummimischung mit optimalen Winterreifeneigenschaften eingesetzt.
Die 3 zeigt ein Diagramm, mit der u.a. die Zwischenerneuerungen des Fahrzeugreifens dargestellt sind.
Auf der X-Achse 8 ist die Laufleistung des Fahrzeugreifens in km aufgetragen.
Die Y-Achse 13 zeigt die Profiltiefe des Fahrzeugreifens.
Der Neureifen hat beispielsweise eine Anfangsprofiltiefe von ca. 4 mm.
Nach einem bestimmten Zeitintervall und einer entsprechenden Laufleistung verringert sich die Profiltiefe aufgrund von Materialabrieb.
Anschließend erfolgt eine Erneuerung des Laufstreifenprofils, bei der die Profiltiefe 16 wieder auf die ursprüngliche Profiltiefe von ca. 4 mm angehoben wird.
Bei der Erneuerung des Laufstreifens wird auf die Kundenwünsche eingegangen und der bevorstehende Einsatzzweck berücksichtigt.
Nachfolgend erfolgt wieder ein Materialabrieb, der mit der Laufleistung des Fahrzeugreifens einhergeht.
Der Fahrzeugreifen würde anschließend wieder in eine Werkstatt gebracht werden, in der der Laufstreifen wieder erneuert wird.
Der Vorgang des Erneuens des Laufstreifens kann mehrmals wiederholt werden, so dass der Fahrzeugreifen eine sehr hohe Laufleistung erreichen kann.
Die gestrichelte Kurve 17 zeigt den Profiltiefenverlauf bei einem herkömmlichen Reifen. Bei Erreichen der Verschleißgrenze von ca. 1,6 mm werden diese Reifen im Allgemeinen entsorgt.
Bezugszeichenliste
(ist Teil der Beschreibung)

1: Fahrzeugreifen
2: Seitenwand
3: Erneuerter Laufstreifen mit neuer Profiltiefe
4: Neue Profiltiefe (ca. 4 mm)
5: Alter Laufstreifen
6: Reifenwulst
7: Reifeninnenseite
8: X-Achse (Laufleistung in Km)
9: Aufbringungsvorrichtung für Füllmaterial (insb. Mini-Extruder)
10: Roboterarm
11: Bestrahlungsvorrichtung
12: Aufrauhvorrichtung
13: Profiltiefe des Fahrzeugreifens (in mm)
14: Neuer Fahrzeugreifen
15: Zwischenerneuerung des Laufstreifens
16: Profiltiefen nach Laufstreifen-Materialabrieb
17: Füllmaterial (z.B. Gummimischung)
18: Profiltiefenverlauf bei einem herkömmlichen Reifen

Claims

Verfahren zur Erneuerung eines Laufstreifenprofils eines Fahrzeugreifens (1) mit folgenden Schritten: a) Bereitstellen eines Fahrzeugreifens (1) mit einem Laufstreifen (5), wobei der Laufstreifen (5) aufgrund von Materialabrieb eine reduzierte Profiltiefe aufweist, b) Aufbereitung der Oberfläche des Laufstreifens (5) mit Aufbereitungsmitteln, c) Automatisiertes Aufbringen von Füllmaterial (17) auf den Laufstreifen (5), wobei mit einer Aufbringungs-Vorrichtung (9) und dem Füllmaterial (17) auf die Oberfläche des Laufstreifens (5) eine neue Materialschicht aufgebaut wird, wobei mit dem Füllmaterial (17) das Laufstreifenprofil (3) erneuert wird und eine vorgegebene neue Profiltiefe (4) erhält, d) Stoffschlüssiges Verbinden des Füllmateriales (17) mit der Oberfläche des kontaktierenden Materials des Laufstreifens (5), e) Fertigstellen des Fahrzeugreifens (1) mit weiteren Schritten.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei Schritt c) das Füllmaterial (17) eine Gummimischung für einen bevorstehenden Einsatzzweck umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach Schritt e) ein erneuerter Fahrzeugreifen mit einer Profiltiefe (4) von ca. 3 bis 5 mm, vorzugsweise 4 mm, bereit gestellt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Laufstreifen (3) des Fahrzeugreifens nach bestimmten Zeitabschnitten und nach einem Materialabrieb mehrmals mit Füllmaterial (17) und den Verfahrensschritten nach a) bis e) erneuert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Schritt c) das Füllmaterial (17) ein Thermoplast-Material umfasst, wobei das Thermoplast-Material bei Schritt d) erstarrt und sich mit der Oberseite des Laufstreifens (5) stoffschlüssig verbindet.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Schritt c) das Füllmaterial (17) ein Thermoplasthybrid mit Gummipartikeln umfasst, wobei der Thermoplasthybrid bei Schritt d) erstarrt und sich mit der Oberseite des Laufstreifens (5) stoffschlüssig verbindet.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Schritt b) ein automatisiertes Aufrauhen der Oberfläche des Laufstreifens (5) erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Schritt b) ein automatisiertes Auftragen eines Haftvermittlers auf die Oberfläche des Laufstreifens (5) erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Schritt c) das Aufbringen des Füllmaterials (17) mit einem Mini-Extruder (9) erfolgt, der mit einem Roboterarm (10) gesteuert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Schritt d) das Füllmaterial (17) automatisiert mit Infrarot- oder UV-Strahlung bestrahlt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vulkanisation in einer Autoklave erfolgt, wobei der Fahrzeugreifen in einem Heizkessel unter Einwirkung von Druck und Wärme vulkanisiert wird.