DE2202373A1 - Verfahren zum herstellen von kunststoff-spikes fuer kraftfahrzeugreifen - Google Patents

Verfahren zum herstellen von kunststoff-spikes fuer kraftfahrzeugreifen

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Description

  • Verfahren zum Herstellen von Kunststoff-Spikes für Kraftfahrzeugreifen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Kunststoff-Spikes (Greifstifte für Kraftfahrzeugreifen) die im wesentlichen aus zwei Teilen bestehen: a) Hartmetallstift mit spezieller Ausführungform b) Kunststoffummantelung wobei der Hartmetallstift mit Ultraschallschwingungen in den Kunststoffschaft eingebettet wird.
  • Greifstifte für Kraftfahrzeuge sind lange bekannt. Sei.t ca. 10 Jahren werden sie in steigendem Mass bei Autoreifenherstellern bei Winterreifen verwendet. Neuzeitlich werden Spikes auch bei kleineren Werkstätten mit tels Spezialwerkzeug (Montage-Pistole mit Fressiuft) in mit Bohrungen vorgefertigten Autoreifen angebracht.
  • Es wurden jahrelang nur mit Metallummantelung versehene Hartmetailstifte als Spikes angeboten. Statt Eisen verwendete man öRers Aluininium als Ummantelung. Darnit erreicht man eine Gewichtsminderung von ca. 23 s was besonders bei grösseren Reifen und bei der Fahrbahnbeschädigung eine wichtige Rolle spielt. Auch das Fahrgeräusch wird leiser.
  • Diese und andere, wichtige Überlegungen führten dazu, dass verschiedene Hersteller mit der Entwicklung und Herstellung von Kunststoffspikes angefangen haben.
  • Die mit Kunststoffummantelung versehenen Spikes haben gegenüber herkömmlichen Metallspikes folgende Vorteile: a) Bedeutend kleiners (50 - 66 ) Gewicht, dementsprechend kleiner Fahrbahnbeschä digungen.
  • b) Geringere Wärmeübertragung auf dem die Spikes umgebenden Gummi (Reifen).
  • c) Geringeres Fahrgeräusch.
  • d) keine Korrosionsgefahr, wie bei Metallspikes, wobei auch der umgebende Gummi bzw. Reifenteil angegriffen wird.
  • e) Chemisch und physikalisch gesehen ist ein Kunststoffschaftdem Reifengummi eher verwandt, als ein Netallschaft.
  • Diese Tatsache wirkt günstig auf die Haftung des Spikes im Reifen.
  • Die Herstellungsmethoden der Kunststoffspikes sind an und für sich bekannt. Die Hartmetallstifte werden in einem Spezialwerkzeug aufgenommen und mit thermoplastischen Kunststoffen umspritzt.
  • Bei einem anderen Verfahren werden die Hartinetallstifte zuerst mit Blech ummantelt, und dann mit 'Ghermoplast umspritzt.
  • Dieses bekannte, sogenannte Einlege-Verfahren hat folgende Nachteile: a) Grosser Zeitaufwand für Ujetallstift-Binlegearbeit. Wenn es automatisiert ist, komplizierte Geräte.
  • b) Beim Umspritzen mit Kunststoff muss man mit grösserem Ausschuss rechnen, da -di-e eingelegten Hartmetallstifte beim Spritzvorgang durch Spritzdruck aus der ursprünglichen losition evtl. verschoben werden.
  • c) Die schadhaften Eingefrorenen-Spannungen - die bekanntlich bei Einlege-Spritzverfahren entstehen - können mit Nachtempern nicht voll entfernt werden.
  • d) Wegen Einlegearbeiten sind die Spritzzykluszeiten gross, d. h. das Verfahren ist unwirtschaftlich.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Mängel und Nacht eile der bekannt en Verfahren und Vorrichtungen zu vermeiden und in einem im Spritzgussverfahren hergestellten Kunststoffkörper (aus Thermoplast, Duroplast oder aus Elastomer) den speziell für dieses Verfahren geeigneten Hartmetallstift mit Ultraschallfrequenz einbetten. Die fiir Hartmetallstifte vorgesehene Aufnehmeöffnung wird bereits beim Spritzen vorgesehen.
  • Weiterhin liegen der Erfindung die Aufgaben zugrunde: a) Ein rationelles Verfahren zu ermöglichen, b) die Sprit::gusszykluszeiten auf einem optimal wirtschaftlichen Wert zu halten, c) die JJartrnetallstifte spannungsfrei in den Kunststoffteil einzubetten.
  • Diese Aufgaben werden erfindungsgemass dadurch erreicht, dass a) Die Spritzgussmaschinenkapazitäten können voll ausgenutzt werden, da die Ilartmetalleinlegearbeiten wegfallen.
  • b) Mit Hilfe I4ehrfachspritzgusswerkzeug und automatisch arbeitender Spritzgussmaschine ist man in der tage, die mit Aufnahmeöffnungen vorgesehenen Kunststoffkörper (der den Schaft und Verankerungsfuss des Spikes bildet) in grossen Mengen herzustellen. Bei &utomatischein Entformen sind dann die Spritzzykluszeiten optimal. Die vorgespritzt en Kunststoffteile werden nach Tempern mittels halb- oder automftischer Zuführeinrichtungen dem Ultraschallgerat zugeführt.
  • c) Das Einbetten des Hartinetallstiftes mit Ultraschall dauert nur Sekunden oder Bruchteile davon. Der Hartinetallstift wird in die bereits beim Spritzen vorgesehene Aufnahme öffnung gedrückt, die einen etwas 5'einercn Durchmesser hat.
  • Die von Sonotrode ausgehenden Ultraschallschwingungen wandern durch den Hartmetallstift hindurch, bis sie auf die Berühungszone von Metall und Kunststoff treffen. Die Intensiv der hier erzeugten Reibungswärme reicht aus, um den Kunststoff zu erweichen. Sofort nach Ablauf der Schallzeit (0,05 bis 4 Sek.) sitzt der Iiartmetallstift unverrückbar fest.
  • Dieses Einbette-Verfahren ist spannungsfrei, und vermeidet Spannungsrissbildungen, da der Kunststoff beim Einsenken des Hartinetallstiftes thermoplastisch wird und wegfliessen kann.
  • Ein spannungsrissfreier Kunststoff-Spikes ist von grosser Bedeutung, da in der Praxis mit Wochselbelastungen in bezug auf Temperatur, Druck und Biegung zu rechnen ist.
  • Nachstehend wird die Erfindunganhand der Zeichnung an Ausführungsbeispielen näher erläutert.
  • Es zeigen: Fi. 1 - 4 Vier verschiedene Ausführungsformen von Kunststoffspikes im Schnitt, nach dem Ultraschallverfahren hergestellt.
  • Fig. 1.1 bis 4.1 Verschiedene Kunststoffkörper die für die Aufnahme der verschiedenen Ilartmetallstifte dienen.
  • Fig. 1.2 bis 4.2 Verschiedene IIartmetallstifte die zu den Ausführungsformen wie in Fig. 1 - 4 dargestellt sind, passen.
  • Fig. 5 - 7 Verschiedene Hartmetallstiftausführungen die bei dem Ultraschallverfahren noch in Betracht kommen.
  • Die Erfindung ist selbstversttindlich nicht auf die jeweils dargestellten und vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt.
  • Es leuchtet vielmehr ein, dass insbesondere Rombinationen einzelner verfahrenstechnischer Vorteile der Spritzgiess-, Etrudier- und Ultraschalltechnik ohne weiteres in dem Rahmen der Erfindung liegen.
  • Kunststoffspikes die nach diesem Verfahren hergestellt werden weisen bessere mechanische Eingenschaften auf und sichern eine bedeutend wirtschaftlichere flerstellungsmethode zu.

Claims (16)

  1. Patentansprüche
    4 Verfahren zum Herstellen aus einem Kunststoffmaterial und Hartinetallstift bestehendenSpike (Greifstift) für Kraftfahrzeugreifen und/odr für andere Zwecke, dadurch gekennzeichnet, dass der für Hartmetallstiftaufnahme bestimmte Körper (Fig. 1.1 - 4.1; b) mit verschiedenen Verfahren (wie z.B. Spritzgiessen, Extrusion, Pressen usw.) aus Plastomer, Duromer oder aus Elastomer bzw. evtl. aus deren Kombination hergestellt wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c hn e t, dass a) der Körper nach der Herstellung bereits einen für Hartmetallstift bestimmten Hohlraum aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass dieser Hohlraum in axialer Richtung des Körpers durchgehend oder als Sackbohrung ausgeführt ist und deren Mass und Ausführung verfahrensgemäss bestimmt ist; b) der Körper nimmt den Hartmetallstift mittels Ultraschallschwingungen auf, oder wenn der Körper aus mehreren Teilen besteht, werden die einzelnen Teile mittels Ultraschallschwingungen oder andere Weise zusammengefügt.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch l, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , dass die Aufnahme des Hartmetallstiftes (a) in den Kunststoffkörper (Fig. 1.1 - 4.1) gleich nach dessen Herstellung (incl. Tempern) mittels automatischer oder halbautomatischer Zufuhrvorrichtung mit Hilfe Ultraschallschwingungen erfolgt.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, d a d u r c h gr e k e n n z e i c h n e t , dass fertige Spikes (Fig. 1 - 4) nach dem Ultraschallvorgang nochmals getempert werden sollen.
  4. 4. Aufnahmekörper (Fig. 1.1 - 4.1) für das Verfahren nach Anspruch 1, 2 und 3 für Hartinotallstifte, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass er rund oder mehreckförmigen Querschnitt hat.
  5. 5. Aufnahmekörper nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass er eine für Hartmetallstifte geeignete Bohrung hat, die auch durchgehend ausgeführt werden kann, d ad a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Lichtmass im Querschnitt mit einem bestimmten "x" Mass kleiner ist als der grösste Querschnitt des Hartmetallstiftes.
  6. Aufnahmekörper für das Verfahren nach Anspruch 1, 2 und 3 und nach Anspruch 4, 5 d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass er mit kontinuierlichen Verfahren (wie z. B. Extrusion) hergestellt wird.
  7. 7. Mlfnahmekörper nach Anspruch 4 und einem der folgenden, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -P e t, dass er eine zusätzlich eingebettete und/ oder eingelegte Verstärkung aufweisen kann, der lose oder fest eingebaut ist.
  8. 8. Aufnahmekörper nach Anspruch 4 und einem der folgenden, d a d u r c h g e k e n n z e i c hn e t, dass die zusätzliche Verstrkung aus gleichem oder aus anderem Material besteht.
  9. 9. Kunststoff-Spikes nach Anspruch 1 und einem der folgenden, d a d u r c h g e k e n n -z c i c h n e t, dass der Kunststoffkörper nach der Aufnahme des Uartmetallstiftes und zusätzlichem Tempern mit ß- oder γ-Strahlen behandelt wird, wegen der Verbesserung der physikalischen und mechanischen Eigenschaften.
  10. lo. Aufnahmekörper zu Verfahren nach Anspruch 1 - 3 und nach Anspruch 4 und einem der folgenden, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass er aus mehreren Teilen besteht (Fig. 3.1 und 4.1) wobei die einzelnen Teile mittels Ultraschallschwingungen oder auf andere geeignete Weise zusammengefügt werden.
  11. 11. Hartmetallstifte zum Verfahren nach Anspruch 1 - 3 d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t, dass der Stift durch seine spezielle Ausführungsform in der Lage ist nach Einbetten im Kunststoffkörper axiale und radiale Kräfte aufzunehmen und durch seine Bindung mit dem Aufnahmekörper den Kräften gegenüber widerstehen und ein Lockerwerden vom Aufnahmekorper vcrhindert.
  12. 12. Hartinetallstift (Fig. 1.2) zylindrisch nach Anspruch 11, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, dass er entlang seiner Lange (1) drei verschiedene Durchmesser (d1, d2, d3) hat wobei die einzelnen Löngen (l1, l2, l3) und die einzelnen Durchmesser den wirklichen Kräfteverhältnissen entsprechend gewählt werden.
  13. 13. Hartmetallstift nach Anspruch 115 d a d u r c k g e k e n n z e i c h n e t, dass er Vertiefungen (Nuten) in axialer Richtung oder spiralformit entlang der Länge (1) oder nur entlang einer Teilstzrecke l1 oder l2 oder l3) aufweisen kann wobei die Vertiefungen (s) grösser als 10% des jeweiligen Durchmessers des Stiftes sind.
  14. 14. Hartmetallstift nach Anspruch 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Oberfläche gerändelt ist.
  15. 15. Hartmetallstift nach Anspruch 11 und einer der folgenden, d a d u r c h g e k e n n z e i c nn e t, dass er mehreckige oder t-eils mehreckig teils zylindrische Querschnitte hat (z, B. Fig, 5 und 6).
  16. 16. Hartmetallstift nach Anspruch 11, und einem der folgenden, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t, dass er in Längsrichtung konisch ist (t 5 7) L e e r s e i t e
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