DE2706620C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einbetten einer Schutzkette gegen Verschleiß der Lauffläche eines Reifens gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Ein Gummireifen mit einem kettenförmigen Netzwerk aus Stahlelementen, die in seine Lauffläche eingebettet sind, hat ausgezeichnete Abnutzungseigenschaften, wenn er im Bergbau oder bei anderen Erdbewegungsarbeiten verwendet wird, bei denen scharfkantiges Gestein vorkommt. Der Grund hierfür ist darin zu sehen, daß die Schutzkette und der Gummi der Lauffläche eine Matrix bilden, in der der Gummi die Glieder der Schutzkette gegen eine relative Verdrehung fest­ hält, die Anlaß zum Bruch der Kette sein könnte. Die Matrix verhindert auch, daß die Schutzkette den Gummi abnutzt, wie es der Fall wäre, wenn die Kette nicht im Gummi eingebettet wäre. Die Kette wiederum stellt ein schützendes Netz dar, das verhindert, daß der Gummi von scharfkantigem Gestein durch­ schnitten und abgenutzt wird.

Ein Verfahren entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der DE-PS 8 60 262 bekannt. Hiernach wird eine Schutzkette mittels der bei der Reifenherstellung verwendeten Form während des Vulkanisiervorgangs von außen her in die Lauffläche eingedrückt. Hierbei besteht die Gefahr, daß sich die einzelnen Kettenglieder verdrehen oder in Unordnung geraten, und außerdem kann die Schutzkette locker in dem Gummi der Lauffläche liegen, da durch das radiale Eindrücken der Kette in Umfangsrichtung ein Überschuß von Kettenma­ terial vorhanden ist.

Auch die DE-OS 21 09 876 beschreibt ein ähnliches Verfahren, bei dem eine Schutzkette auf den noch nicht verfestigten Gummi der Lauffläche aufge­ bracht und unter Druck von außen in den noch nicht verfestigten Gummi ein­ gerollt und eingebettet wird. Anschließend wird der Gummi vulkanisiert. Bereits während des Einwalzens unter Druck kann Wärme angewendet werden, um das Einbetten der Schutzkette zu unterstützen. Auch bei diesem Verfahren ergeben sich die vorgenannten Nachteile, daß die Kettenglieder verdreht, ungeordnet und locker in der Lauffläche liegen können.

Demgemäß liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, durch das bzw. die die Schutzkette straff und damit geordnet in die Lauffläche des Reifens eingebettet wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist im Anspruch 1 gekennzeichnet.

Gemäß der Erfindung wird also nach dem Auflegen der Schutzkette zunächst der Reifen aufgeblasen und versteift. Danach wird die Schutzkette durch radialen Zug in die Lauffläche hineingezogen, und erst danach wird der Reifen vulkanisiert. Durch den radial nach innen auf die Schutzkette wir­ kenden Zug werden deren Glieder straff gehalten, so daß die Schutzkette geordnet bleibt und so eingebettet wird.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist in Anspruch 2 gekennzeichnet. Die Spannsäule wirkt als Spannvorrichtung, mit deren Hilfe durch besondere Zugketten die Schutzkette von der Mittelebene des Reifens her in axialer Richtung über die Lauffläche nach außen und in mehr oder weniger radialer Richtung über die Seitenflanken des Reifens gezogen wird, um so die Schutz­ kette unter Zugspannung ordnungsgemäß in die Lauffläche des Reifens ein­ zubetten.

In der nachfolgenden Beschreibung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Teils eines Reifens mit einer in der Lauffläche eingebetteten Schutzkette, wobei in der Darstellung ein Teil der Schutzkette freigelegt ist,

Fig. 2 eine schematische, perspektivische Ansicht, teilweise im Schnitt, eines Ausführungsbeispiels der Vorrichtung zur Einbettung einer Schutzkette in den Laufflächen-Teil eines Reifens,

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines Ausschnitts aus einer bevorzugten Form einer Reifen-Schutzkette,

Fig. 4 schematisch einen Schnitt durch einen Reifen und durch eine Einrichtung zum Verfestigen des Gummis des Reifens.

In Fig. 1 ist ein Reifen 10 mit einem Unterbau 12 und einer Lauffläche 14 gezeigt. Eine Schutzkette 16 aus einem offenen Netzwerk von aus Stahl bestehenden Verschleiß-Gliedern 18 und ringförmigen Verbindern 20 hat einen Laufflächenteil 17, der teilweise in die Laufflächen 14 eingebettet ist, und Seitenwand­ teile 19, die sich außerhalb der Laufflächen 14 entlang einem Abschnitt der Seitenwand des Reifens 10 erstrecken. Eine Spannkette 22 ist mit den Seitenkanten der Schutzkette 16 durch Ösen 24 verbunden, wodurch die Schutzkette 16 gespannt und die Seitenwandteile 19 der Schutzkette 16 fest gegen die Seitenwand des Reifens gehalten werden können. Die Verschleißglieder 18 stehen senkrecht auf der Oberfläche des Reifens 10, während die Verbinder 20 parallel dazu liegen. Die äußeren Kanten der Verschleißglieder 18 liegen bündig mit der Oberfläche des Reifens und bilden an dieser ein Laufflächenmuster. Bei diesem Ausführungs­ beispiel sind an jedem Verbinder 20 drei Verschleißglieder 18 angehängt.

Gemäß Fig. 2 enthält eine Vorrichtung zum Einbetten einer Reifen- Schutzkette 16 in einen Reifen 10 eine Spannsäule 28. Diese besteht aus der ineinander verschiebbaren Anordnung eines Kolbens 30 und eines Zylinders 32, aus verbindenden Scheiben 38 und länglichen Elementen 42, die biegsam, jedoch der Länge nach nicht ausziehbar sind und im dargestellten Ausführungsbeispiel Ketten sind. Der Zylinder 32 ist an einem Ende mittels Dichtringen 34 abgedichtet und steht über diese mit dem Kolben 30 in Berührung, wodurch eine Kammer 36 veränderlichen Volumens begrenzt ist, die hydraulisch oder pneumatisch unter Innendruck gesetzt werden kann. An jedem Ende der Spannsäule 28 befindet sich eine der Scheiben 38, deren Umfang in gleichmäßigen Abständen mit Einhängschlitzen 40 versehen ist. Diese sind so geformt, daß sie eine der Ketten 42 aufnehmen und sichern können. Jede Kette 42 ist mit der Kante eines Seiten­ wandteils der Schutzkette 16 verbunden. Zwischen der Schutzkette 16 und dem Unterbau oder der Karkasse des Reifens befindet sich eine Lage aus noch nicht verfestigtem Gummi 44.

Die obere Scheibe 38 ist in der Mitte mit einem Haken 46 versehen, mittels dessen die Vorrichtung und der Reifen von oben her aufge­ hängt werden können.

Der Reifen 10 wird auf einer Felge 48 befestigt, die in der Mitte mit einem Loch versehen ist, um den Durchgang der Spannsäule 28 zu ermöglichen.

Infrarotstrahler 43 werden um den Umfang des Reifens angeordnet.

In der Praxis wird eine Schutzkette 16 in die Lauffläche eines Reifens 10 wie folgt eingebettet.

Der Reifen 10 wird mit einem innerhalb desselben angeordneten Schlauch auf der Felge 48 befestigt. Der Reifen hat eine Lauffläche aus noch nicht verfestigtem Gummi 44 haftend aufgebracht und ist im Querschnitt bogen- oder mondförmig, d. h. mit sich anschmiegenden Kanten ausgebildet.

Eine ringförmige und durch Beizen oder dergleichen gereinigte Schutzkette 16 wird um den Umfang des nicht aufgeblasenen Reifens gelegt oder aufgezogen und wird mit den Scheiben 38 durch die Ketten 42 verbunden, während sich die aus Kolben 30 und Zylinder 32 bestehende Spann­ säule 28 im zusammengeschobenen Zustand und der Reifen im nicht aufgeblasenen Zustand befinden. Der Durchmesser der ringförmigen Schutzkette 16 ist so, daß er im eingebetten Zustand und bei aufgeblasenem Reifen nur ein kleines Ausmaß an Umfangsspiel ergibt. Der Reifen 10 wird dann aufgeblasen, bis er steif ist. In der Praxis ist dieser Druck erheblich höher als der normale Arbeitsdruck des Reifens. Zum Beispiel würde für einen Reifen eines für schwere Arbeiten geeigneten Erdbewegungsfahrzeugs der Druck in der Gegend von 310 bis 620 kPa liegen, was von der Art des Reifens abhängt. Etwa 400 kPa wurden mit Erfolg angewandt.

Die Vorrichtung und der Reifen werden dann vom Boden mittels des Hakens 46 abgehoben. In diesem Stadium wird die Kammer 36 der Spannsäule unter Druck gesetzt, wodurch sich die Spannsäule aus Kolben 30 und Zylinder 32 in Längsrichtung ausdehnt und dabei eine Kraft von etwa 0,2 MN ausübt, während der Gummi 44 und die Schutzkette 16 durch die Infrarotstrahler 43 erwärmt werden. Der Zug der Ketten 42 zieht die Reifen-Schutz­ kette 16 in den Gummi 44.

Der durch die Spannsäule 28 ausgeübte Druck ist am besten wirksam, wenn die Ketten 42 unter einem Winkel von etwa 45° zur Haupt­ ebene des Reifens liegen. Aus diesem Grund wird das Einbetten der Schutzkette 16 in zwei Stufen durchgeführt. In der ersten Stufe wird die Spannsäule 28 soweit ausgedehnt, daß die Ketten 42 aus einer Neigung von 30° in eine Neigung von 60° zur Hauptebene des Reifens übergehen. Hiernach ist die Schutzkette 16 teilweise in dem noch nicht verfestigten Gummi 44 eingebettet. Darauf werden die Spannsäule 28 wieder zusammengeschoben und die Ketten 42 verkürzt angehängt, bis ihr Winkel mit der Hauptebene des Reifens wiederum etwa 30° beträgt. Die Spannsäule 28 wird dann erneut ausgedehnt. Die Länge der Ketten 42 kann einfach dadurch eingestellt werden, daß eines der Glieder in die Einhängeschlitze 40 einer Scheibe 38 eingehängt wird. Abweichend hiervon können auch Spannschlösser oder andere Anordnungen verwendet werden. Das Abheben der Vorrichtung vom Boden sichert, daß die Spannung im oberen Abschnitt der Ketten 42 ungefähr gleich der im unteren Abschnitt ist.

Die auf die Ketten 42 ausgeübte Kraft verteilt sich gleichmäßig über den Umfang des Reifens 10, so daß die die Einbettung der Schutz­ kette 16 bewirkende Kraft gleichmäßig angreift.

In Versuchen wurde gefunden, daß praktisch jede Art von Gummi, sei er natürlichen oder synthetischen Ur­ sprungs, wie er für die Laufflächen eines Reifens üblich ist, verwendbar ist. Der noch nicht verfestigte Gummi kann sich in einem Zustand befinden, in dem eine Verfestigung überhaupt noch nicht eingesetzt hat (was auch als Rohmasse bezeichnet wird), er kann aber auch teilweise verfestigt sein. Während des Einbettens hat sich eine Oberflächentemperatur für den Gummi von etwa 100°C als geeignet herausgestellt, damit das Eindrücken der Schutzkette 16 in den Gummi 44 und ein gewisses Ausmaß an Haftung zwischen Gummi und Kette ermöglicht wird.

Nach dem Einbetten läßt man den Reifen etwa 2 bis 4 Stunden abkühlen, worauf er auf irgendeine bekannte Weise verfestigt oder vulkanisiert wird.

Es wurde gefunden, daß das Aufblasen des Reifens nach der Anbringung der Schutzkette 16 den größten Teil des Umfangsspiels beseitigt. Ein verbleibendes Spiel wird durch Anziehen der Spannkette 22 beseitigt. Dies verformt das Kettenmuster etwas, was als vorteilhaft angesehen wird, da es die Verschleißglieder 18 veranlaßt, fest am Gummi anzuliegen.

Obwohl oben die Erfindung unter besonderer Bezugnahme auf eine hydraulische oder pneumatische Spannvorrichtung zum Spannen der Ketten 42 beschrieben wurde, ist für den Fachmann ersichtlich, daß die Spannsäule auch mechanischer Natur sein kann, z. B. eine Schraubvorrichtung sein kann. Andererseits könnte die Spann­ säule sogar durch einen steifen, nicht verlängerbaren Stab ersetzt werden, wobei die Ketten 42 durch Drehung des Stabs und des Reifens zueinander gespannt würden. Dies ist jedoch keine sehr günstige Lösung, da Zug- und Scherkräfte auf den Gummi 44 aller Wahrscheinlichkeit nach auftreten. Als weitere Alternative der Spannsäule 28 können Stab oder Spannvorrichtung ganz wegfallen, wobei die Ketten 42 durch Befestigung der unteren Scheibe 38 am Boden und Anheben der oberen Scheibe 38 mittels des Hakens 46 gespannt werden können. Dies könnte sich jedoch in einer ungleichen Zugspannung im oberen und unteren Abschnitt der Ketten 42 aufgrund des Gewichts des Reifens auswirken und demgemäß eine ungleichmäßige Einbettung der Schutzkette 16 in Querrichtung zum Querschnitt der Lauffläche 14 zur Folge haben.

Die Fig. 3 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform einer Schutz­ kette 16, die aus einem Netzwerk aus Verschleißgliedern 118 in senkrechter Anordnung zur Oberfläche des Reifens und Verbindern 120 in im wesentlichen paralleler Anordnung zur Oberfläche des Reifens besteht. In diesem Fall sind vier Verschleißglieder 118 an jedem Verbinder 120 angehängt, um ein Netzwerk mit einem vierseitigen Muster zu bilden. Dabei sind die Verbinder 120 in Schlitze 119 eingefädelt, deren zwei sich in jedem Verschleißglied 118 befinden. Die Verschleißglieder bestehen aus Kohlenstoff- Stahl und sind bis zu einer Härte von etwa 52-54 auf der Rockwell-C-Skala gehärtet. Die Verbinder 120 bestehen aus zu Schleifen 122 gebogenen Stäben mit nach außen gerichteten Schenkeln 124, die aneinandergeschweißt sind. Die Schlitze 119 in den Verschleißgliedern 118 ermöglichen ein Spiel in der Kette in seitlicher und Umfangsrichtung, nachdem die Kette eingebettet wurde. Zusätzlich erlauben die Schlitze 119 eine relative Verdrehung zwischen den Verschleißgliedern 118 und den Verbindern 120 sowohl in der Oberflächenebene des Reifens als auch senkrecht dazu an jeder Stelle. Anstelle der Ausführung der Schenkel 124 der Verbinder 120 in der gezeigten Form können die Schenkel auch, und zwar vorzugsweise, innerhalb der Schleife 122 einander überlappen.

Der Reifen 10 mit der in dem noch nicht verfestigten Gummi 44 der Lauffläche eingebetteten Schutzkette 16 kann grundsätzlich unter Verwendung herkömmlicher Einrichtungen und Techniken vulkanisiert werden. Jedoch hat es sich als schwierig heraus­ gestellt, herkömmliche Formen anzupassen und zu verwenden, da ein fester Sitz des Reifens in der Form diese beschädigen könnte und ein loser Sitz eine schlechte Beschaffenheit des fertiggestell­ ten Reifens zur Folge hat. Die Einrichtung gemäß Fig. 4 löst dieses Problems und erlaubt die Verwendung einer Normform für einen weiten Bereich von Reifen.

Die Fig. 4 zeigt schematisch im Schnitt einen Abschnitt eines Reifens 10 in einem Autoklaven 60. Der Reifen 10 besteht aus einem Unterbau mit einer Lage aus verfestigtem oder teilweise verfestigtem Gummi 62 sowie einer in einer Lage von noch nicht verfestigtem Gummi oder Rohmasse 64 eingebetteten Schutzkette 16. Eine Abdeckung 66 aus Kunststoff- oder Gummihaut umgibt den Reifen und ist dichtend mit den Wänden des Reifens entlang einem Dicht­ rand 67 verbunden. Ein Rohr 68 ist an die Abdeckung 66 ange­ schweißt und an ein nachgiebiges Rohr 69 angeschlossen, das den Autoklaven 60 durchdringt und außerhalb desselben ein Ventil 70 hat.

In der Praxis wird der Reifen 10 unter Benutzung der Einrichtung der Fig. 4 wie folgt vulkanisiert. Zuerst wird der Reifen auf einer Felge befestigt und aufgeblasen. Die Abdeckung 66 wird dichtend mit den Wänden des Reifens 10 verbunden und der Reifen im Autoklaven 60 eingelegt. Der Zwischenraum zwischen der Abdeckung 66 und dem Reifen 10 wird durch die Rohre 68 und 69 dem außerhalb des Autoklaven herrschenden Atmosphärendruck ausgesetzt. Der Innenraum des Autoklaven 60 wird durch Durch­ leitung von Dampf unter Druck gesetzt und erhitzt, wobei der Reifen 10 darin ausreichend lange Zeit verbleibt, um den noch nicht verfestigten und den teilweise verfestigten Gummi 62, 64 verfestigen zu lassen. Die Abdeckung verhindert, daß Dampf mit dem Gummi in Berührung kommt, und bewirkt aufgrund der auf Schutzkette und Gummi ausgeübten Kraft eine einer abgeformten ähnliche Beschaffenheit des fertigen Erzeugnisses.

Die während des Vulkanisierens angewandten Parameter sind wie folgt. Der Aufblasdruck des Reifens beträgt etwa 600 kPa und der Druck im Autoklaven etwa 480 bis 585 kPa, vorzugsweise zwischen 520 und 555 kPa. Der Reifendruck ist höher als der Autoklavendruck, damit der Reifen nicht in sich zusammenfällt.

Die Autoklaventemperatur beträgt etwa 120 bis 150°C mit einem bevorzugten Bereich bei 123 bis 128°C. Die zur Verfestigung benötigte Zeit beträgt 2 bis 4 Stunden je nach Größe des Reifens, der Dicke des noch nicht verfestigten Gummis, der Gummiart und der für die Verfestigung angewandten Temperatur.

Claims (2)

1. Verfahren zum Einbetten einer Schutzkette gegen Verschleiß der Lauffläche eines Reifens, indem die Schutzkette zunächst auf den noch nicht verfestig­ ten Gummi der Lauffläche aufgebracht wird, danach unter Erwärmung in die­ sen eingebracht wird, und worauf anschließend der Gummi vulkanisiert wird, dadurch gekennzeichnet,

• - daß vor dem Aufbringen der Kette auf den noch nicht verfestigten Gummi der Lauffläche der Reifen zunächst auf einer Felge befestigt wird,
• - daß nach dem Aufbringen der Schutzkette der Reifen durch Aufblasen ver­ steift wird,
• - daß danach das Einbringen der Schutzkette in der Weise erfolgt, daß sie an regelmäßig beabstandeten Stellen an ihren beiden Rändern radial nach innen auf die Achse des Reifens zugezogen wird, und
• - daß anschließend nach Zugentspannung der Schutzkette deren Ränder durch eine zusätzliche Spannkette fest gegen die Seitenwand des Reifens gehalten wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit Einrich­ tungen zur Erwärmung und Vulkanisation des Reifens sowie einer Einrich­ tung zur Aufnahme des Reifens, dadurch gekennzeichnet,

• - daß die Einrichtung zur Aufnahme des Reifens (10) eine Felge (48) mit einer Aufblaseinrichtung umfaßt,
• - daß eine in der Mittelachse des Reifens (10) angeordnete, in sich axial verstellbare Spannsäule (28) vorgesehen ist, die über beide Seiten des Reifens (10) hinausragt und an deren axialen Enden je­ weils eine Scheibe (38) angeordnet ist, und
• - daß Ketten (42) vorgesehen sind, deren Enden einerseits an dem Umfang der Scheiben (38) und andererseits an den Rändern (19) der Schutzkette (16) einhängbar sind.