DE102018220577A1

DE102018220577A1 - Verfahren zur Herstellung eines Rohreifens und Vorrichtung zum Erzeugen einer Profilierung in einem Rohlaufstreifen

Info

Publication number: DE102018220577A1
Application number: DE102018220577.9A
Authority: DE
Inventors: Sven Kastens; Liesse Abdou; Bruno Fernandes; Martin Janerka
Original assignee: Continental Reifen Deutschland GmbH
Current assignee: Continental Reifen Deutschland GmbH
Priority date: 2018-11-29
Filing date: 2018-11-29
Publication date: 2020-06-04

Abstract

Verfahren zur Herstellung eines Rohreifens unter Verwendung eines an der Außenseite profiliert oder ohne Laufstreifenprofilierung extrudierten Rohlaufstreifens (1) mit folgenden nacheinander ablaufenden Schritten:
Aufbringen des Rohlaufstreifens (1) auf ein auf einer zylindrischen Reifenaufbautrommel (2) befindliches Gürtelpaket,
durch spanende Bearbeitung der Außenseite des Rohlaufstreifens Erzeugen einer in Umfangsrichtung umlaufenden Profilierung oder Ergänzen der bereits vorhandenen Profilierung, insbesondere mit Umfangsrillen, während einer Drehbewegung der Reifenaufbautrommel (2) zur Herstellung eines vorprofilierten Rohlaufstreifens (1),
Abnehmen des Gürtels/Laufstreifenpakets von der Reifenaufbautrommel (2),
Transferieren des Gürtels/Laufstreifenpakets zu einer und auf eine bereits aufgebaute Reifenkarkasse.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Rohreifens unter Verwendung eines an der Außenseite profiliert oder ohne Laufstreifenprofilierung extrudierten Rohlaufstreifens und Vorrichtung zum Erzeugen einer Profilierung an einem profiliert oder ohne Laufstreifenprofilierung extrudierten Rohlaufstreifen.
Es ist bekannt und üblich, Rohlaufstreifen mittels Extrusionsanlagen, die beispielsweise drei bis fünf Extruder aufweisen, die in eine Schablone münden, herzustellen. Die Form der Extruderschablone bestimmt die Querschnittsgestalt des Rohlaufstreifens. Extruderschablonen werden daher an die gewünschte Querschnittsgestalt des Laufstreifens angepasst. Üblicherweise werden Rohlaufstreifen ohne eine Profilierung, etwa mit Umfangsrillen, extrudiert. Bei manche Fahrzeugluftreifen, wie bestimmten Nutzfahrzeugreifen, bestimmten PKW-Reifen oder Versuchsreifen, sind im Laufstreifen Umfangsrillen mit einem großen Volumen vorgesehen oder erwünscht, solche Umfangsrillen sind daher besonders tief und/oder breit ausgeführt. Um bei der Vulkanisation der Rohlaufstreifen in den üblichen Vulkanisationsformen den durch solche Umfangsrillen einprägende Stege der Vulkanisationsform bedingten Materialfluss bzw. die dadurch bedingte Materialverdrängung möglichst gering zu halten, ist es bekannt, Extruderschablonen derart auszuführen, dass der extrudierte Rohlaufstreifen an den entsprechenden Positionen mit Umfangsrillen vorprofiliert ist. Dies ist mit zeit- und kostenintensiven Anpassungen der betreffenden Extruderschablone verbunden. Die Anpassung der Extruderschablone an das gewünschte, präzise Profil des Rohlaufstreifens erfordert mehrere Durchläufe mit Laufstreifenmischungen und eine nachfolgende Vulkanisation von Reifen mit den hergestellten Rohlaufstreifen. Die Herstellung von Versuchsreifen, die in geringer Anzahl hergestellt werden, oder von sonstigen Reifen in geringen Stückzahlen ist somit teuer und aufwendig. Es wird daher auch eine große Menge an Kautschukmischung verarbeitet bis ein stabiler Prozess erzielt wird und es entsteht eine größere Menge an Rücklaufmaterial oder im ungünstigsten Fall auch Abfall.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, welches es ermöglicht, mit wesentlich geringerem Aufwand als bisher Rohreifen mit Rohlaufstreifen herzustellen, die mit einer in Umfangsrichtung umlaufenden Profilierung, insbesondere mit Umfangsrillen, versehen sind. Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, mit welcher auf exakte Weise ein ohne Profilierung extrudierter Rohlaufstreifen mit einer Profilierung oder ein bereits profiliert extrudierter Rohlaufstreifen mit einer zusätzlichen Profilierung versehen werden kann.
Was das Verfahren betrifft wird die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß durch folgende, nacheinander ablaufende Schritte gelöst:

Aufbringen des Rohlaufstreifens auf ein auf einer zylindrischen Reifenaufbautrommel befindliches Gürtelpaket,
durch spanende Bearbeitung der Außenseite des Rohlaufstreifens Erzeugen einer in Umfangsrichtung umlaufenden Profilierung oder Ergänzen der bereits vorhandenen Profilierung, insbesondere mit Umfangsrillen, während einer Drehbewegung der Reifenaufbautrommel zur Herstellung eines vorprofilierten Rohlaufstreifens,
Abnehmen des Gürtels/Laufstreifenpakets von der Reifenaufbautrommel,
Transferieren des Gürtels/Laufstreifenpakets zu einer und auf eine bereits aufgebaute Reifenkarkasse.

In Bezug auf die Vorrichtung wird die gestellte Aufgabe mit einer Vorrichtung gelöst, die Teil einer Reifenaufbaumaschine mit einer Reifenaufbautrommel ist, auf welcher der Rohlaufstreifen positioniert wird, und welche Vorrichtung eine Werkzeughalterung mit einer Schneideinrichtung zur spanenden Bearbeitung des Rohlaufstreifens während einer Drehbewegung der Reifenaufbautrommel aufweist.
Gemäß der Erfindung können daher Rohlaufstreifen, die mit einer einfach gestalteten oder einfach gestaltbaren Extruderschablone extrudiert werden, auf beliebige Weise mit einer in Umfangsrichtung umlaufenden Profilierung, insbesondere aus beliebig dimensionierten und angeordneten Umfangsrillen, versehen werden. Die Erfindung ermöglicht es daher beispielsweise, mit geringem Aufwand Versuchsreifen herzustellen, etwa um bestimmte Profilgeometrien präzise entwickeln und bestimmen zu können. Die Erfindung ermöglicht auch die Herstellung von Fahrzeugluftreifen mit besonders großvolumigen Umfangsrillen in geringer Stückzahl mit geringem Aufwand. Durch das erfindungsgemäße Verfahren werden vor allem auch der Anfall und die Menge von Rücklaufmaterial sehr geringgehalten.
Besonders bevorzugt ist eine Ausführung, bei der die Profilierung im Rohlaufstreifen durch spanende Bearbeitung mittels einer insbesondere beheizten Schneideinrichtung erzeugt wird, wobei die Schneideinrichtung bevorzugt von Strom durchflossen und derart beheizt wird. Eine derartige Schneideinrichtung ist besonders gut dafür geeignet, von unvulkanisiertem Gummi durch spanende Bearbeitung Material abzutragen.
Besonders geeignet ist ein metallisches, beheiztes Messer, welches beispielsweise beispielsweise V-förmig gebogen, U-förmig gebogen oder trapezförmig gebogen gestaltet ist.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführung werden Signale einer Kraftmesseinrichtung zur Regelung des Stromflusses der Messerheizung, insbesondere zur Einstellung der Schnittgeschwindigkeit, des Messer-Vorschubes und der Schnittkraft, verwendet.
Dabei kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass eine Einheit aus der Werkzeughalterung mit Schneideinrichtung und aus der Kraftmesseinrichtung an einem Industrieroboter angeordnet ist und die Schneideinrichtung mittels des Roboters bewegt bzw. gesteuert wird.
Um ein Anhaften des anfallenden Kautschukmischungs-Spans am Rohlaufstreifen wirkungsvoll zu verhindern, wird der Kautschukmischungs-Span mittels eines Ableitblechs vom Rohlaufstreifen wegbefördert und/oder unmittelbar beim Rohlaufstreifen abgesaugt.
Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden nun anhand der schematischen Zeichnung, die Ausführungsbeispiele darstellt, näher beschrieben. Dabei zeigen

1 einen extrudierten, an der Außenseite nicht profilierten Rohlaufstreifen im Querschnitt,
2 eine zylindrische Reifenaufbautrommel mit einem über ihren Umfang positionierten Rohlaufstreifen,
3 eine Seitenansicht der Aufbautrommel und
4 und 5 Beispiele von bearbeiteten, profilierten Rohlaufstreifen.

1 zeigt einen schematischen Querschnitt durch einen Rohlaufstreifen 1 zur Verwendung bei der Herstellung eines Rohreifens eines Fahrzeugluftreifens beliebigen Typs, beispielsweise eines Reifens für Personenkraftwagen oder Nutzfahrzeuge. Der im Beispiel dargestellte Rohlaufstreifen 1 besteht aus zwei Schichten aus unterschiedlichen Kautschukmischungen, der Rohlaufstreifen kann jedoch auch ein Monolaufstreifen aus einer einzigen Kautschukmischung sein. Der Rohlaufstreifen 1 wird in bekannter Weise mittels einer Extruderschablone einer Extrusionsanlage, die beispielsweise drei bis fünf Extruder aufweist, die in die Schablone münden, vorzugsweise ohne Profilierung an seiner äußeren Seite 1a (diese bildet im fertigen Reifen die Außenseite des Laufstreifens), daher im Wesentlichen mit dem dargestellten, einfachen Querschnitt, hergestellt. Der Rohlaufstreifen kann jedoch auch mit einer Extruderschablone erstellt werden, die der Außenseite eine gewisse, geringe Profilierung verlieht. Der Rohlaufstreifen 1 wird vorzugsweise mit einer Dicke hergestellt, die größer ist, insbesondere um 0,5 mm bis 20,0 mm größer ist, als die beabsichtigte Laufstreifendicke im fertig vulkanisierten Reifen. Der Dickenunterschied ist davon abhängig, für welchen Typ von Reifen der Rohlaufstreifen 1 gedacht ist, bei PKW-Reifen reicht ein relativ geringer Dickenunterschied, bei Nutzfahrzeugreifen kann sich der Dickenunterschied im oberen Bereich des angegebenen Intervalls bewegen.
Im nächsten Verfahrensschritt, wie er nun anhand der 2 und 3 beschrieben wird, wird der Rohlaufstreifen 1 mit einer in Umfangsrichtung umlaufenden, insbesondere Umfangsrillen aufweisenden oder aus Umfangsrillen zusammengesetzten, Profilierung versehen.
Auf einer Reifenaufbautrommel 2, auf welcher ein bereits separat aufgebautes Gürtelpaket, bestehend aus der vorgesehenen Anzahl von Gürtellagen und gegebenenfalls einer ein- oder mehrlagigen Gürtelbandage, positioniert ist, wird der Rohlaufstreifen 1 über den Umfang aufgebracht. Das Gürtelpaket kann auf der Reifenaufbautrommel 2 auch aufgebaut werden. Mittels einer beheizten, an einer mehrachsig bewegbaren Bewegungseinheit angeordneten Schneideinrichtung, insbesondere einem beheizten Messer 3, wird der Rohlaufstreifen 1 im kalten Zustand nachbearbeitet. Das Messer 3 besteht insbesondere aus einer V-förmig gebogenen, schmalen Klinge und wird beispielsweise Strom durchflossen und dadurch erwärmt. Das Messer 3 kann beliebig, beispielsweise auch U-förmig gebogen oder trapezförmig gebogen, gestaltet sein.
Die mehrachsig bewegbare Schneideinrichtung befindet sich auf einer Werkzeughalterung 4, in welche eine Kraftmesseinrichtung integriert ist, welche das „Bindeglied“ zwischen der Werkzeughalterung und der mehrachsig bewegbaren Bewegungseinheit ist und die Kraft misst, welche tangential auf das Messer 3 wirkt. Die Signale der Kraftmesseinrichtung können zur Regelung des Stromflusses zur Messerheizung verwendet werden. Alternativ kann anstelle einer mehrachsig bewegbaren Bewegungseinheit ein Industrieroboter vorgesehen sein und die Schneideinrichtung mittels des Industrieroboters softwaregesteuert entsprechend bewegt werden.
Die Reifenaufbautrommel 2 wird um ihre Achse in Drehbewegung versetzt und es wird vom Rohlaufstreifen 1 jeweils in mehreren Umläufen mittels des Messers 3 spanend Material abgetragen, um eine Profilierung zu erzeugen oder die bestehende zu ergänzen bzw. zu vertiefen. Dabei ist es möglich, lediglich Umfangsrillen unter gegenseitigen axialen Abständen im Rohlaufstreifen 1 zu erzeugen. Zum Herstellen einer Umfangsrille sind meist mehrere Umläufe und eine entsprechende Bewegung des Messers 3, insbesondere in radialer und in axialer Richtung, erforderlich. Der bei der spanenden Bearbeitung anfallende Kautschukmischungs-Span 5, welcher in 3 angedeutet ist, wird beispielsweise über ein Ableitblech 6 und/oder durch Absaugen unmittelbar bei der Entstehungsstelle wegtransportiert, wodurch vermieden wird, dass er an der Außenfläche des Rohlaufstreifens 1 anhaftet.
4 und 5 zeigen Querschnitte von Rohlaufstreifen mit umfangsrillenartig ausgebildeten Vorprofilierungen.
Das mit dem entsprechend vorprofilierten Rohlaufstreifen 1 versehene Gürtel-Laufstreifenpaket wird anschließend in an sich bekannter Weise zu einer bereits aufgebauten Reifenkarkasse transferiert und mit dieser zum Rohreifen verbunden, welcher nachfolgend in einer Vulkanisationsform einer Heizpresse vulkanisiert wird.
Die Erfindung ist mit dem Vorteil verbunden, dass nur eine einfach gestaltete Extrusionsschablone erforderlich ist, um unterschiedliche Varianten von Laufstreifen, etwa zu Versuchszwecken, zu fertigen. Das Verfahren kann jedoch auch vorteilhafter Weise dafür verwenden werden, mit großvolumigen Umfangsrillen versehene Laufstreifen in kleiner Stückzahl und in hoher Qualität zu fertigen, ohne dass in einem aufwendigen Verfahren und über mehrere Durchläufe eine komplexe Extrusionsschablone hergestellt werden muss.
Bezugszeichenliste

1: Rohlaufstreifen,
2: Reifenaufbautrommel
3: Messer
4: Werkzeughalterung
5: Kautschukmischungs-Span
6: Ableitblech

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Rohreifens unter Verwendung eines an der Außenseite profiliert oder ohne Laufstreifenprofilierung extrudierten Rohlaufstreifens (1) mit folgenden nacheinander ablaufenden Schritten: a) Aufbringen des Rohlaufstreifens (1) auf ein auf einer zylindrischen Reifenaufbautrommel (2) befindliches Gürtelpaket, b) durch spanende Bearbeitung der Außenseite des Rohlaufstreifens Erzeugen einer in Umfangsrichtung umlaufenden Profilierung oder Ergänzen der bereits vorhandenen Profilierung, insbesondere mit Umfangsrillen, während einer Drehbewegung der Reifenaufbautrommel (2) zur Herstellung eines vorprofilierten Rohlaufstreifens (1), c) Abnehmen des Gürtel/Laufstreifenpakets von der Reifenaufbautrommel (2), d) Transferieren des Gürtel/Laufstreifenpakets zu einer und auf eine bereits aufgebaute Reifenkarkasse.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilierung am Rohlaufstreifen (1) durch spanende Bearbeitung mittels einer insbesondere beheizten Schneideinrichtung (3) erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneideinrichtung (3) von Strom durchflossen und derart beheizt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilierung am Rohlaufstreifen (1) mittels eines beheizten Messers, welches beispielsweise V-förmig gebogen, U-förmig gebogen oder trapezförmig gebogen gestaltet ist, erzeugt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass Signale einer Kraftmesseinrichtung zur Regelung des Stromflusses der Messerheizung, insbesondere zur Einstellung der Schnittgeschwindigkeit, des Messer-Vorschubes und der Schnittkraft, verwendet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einheit aus der Werkzeughalterung mit Schneideinrichtung und aus der Kraftmesseinrichtung an einem Industrieroboter angeordnet ist und die Schneideinrichtung (3) mittels des Roboters bewegt bzw. gesteuert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der bei der spanenden Bearbeitung des Rohlaufstreifens (1) anfallende Kautschukmischungs-Span mittels eines Ableitblechs (6) vom Rohlaufstreifen (1) wegbefördert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der bei der spanenden Bearbeitung des Rohlaufstreifens (1) anfallende Kautschukmischungs-Span unmittelbar beim Rohlaufstreifen (1) abgesaugt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der extrudierte Rohlaufstreifen (1) eine Dicke aufweist, die 0,1 mm bis 20,0 mm größer ist als die im fertig vulkanisierten Reifen erwünschte Dicke.
Vorrichtung zum Erzeugen einer Profilierung an einem profiliert oder ohne Laufstreifenprofilierung extrudierten Rohlaufstreifen (1), welche Vorrichtung Teil einer Reifenaufbaumaschine mit einer Reifenaufbautrommel (2) ist, auf welcher der Rohlaufstreifen (1) positioniert wird, und welche Vorrichtung eine Werkzeughalterung (4) mit einer Schneideinrichtung zur spanenden Bearbeitung des Rohlaufstreifens (1) während einer Drehbewegung der Reifenaufbautrommel (2) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneideinrichtung, insbesondere durch Stromdurchfluss, beheizbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneideinrichtung ein beheizbares Messer (3) aufweist, welches beispielsweise V-förmig gebogen, U-förmig gebogen oder trapezförmig gebogen gestaltet ist.
Vorrichtung nach Anspruch einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Kraftmesseinrichtung zur Regelung des Stromflusses der Messerheizung, insbesondere zur Einstellung der Schnittgeschwindigkeit, des Messer-Vorschubes und der Schnittkraft, aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeughalterung (4) mitsamt der Schneideinrichtung und die Kraftmesseinrichtung an einem Industrieroboter angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Ableitblech (6) und/oder eine Absaugvorrichtung zum Wegbefördern des bei der spanenden Bearbeitung des Rohlaufstreifens (1) anfallenden Kautschukmischungs-Spans aufweist.