DE3019108C2

DE3019108C2 -

Info

Publication number: DE3019108C2
Application number: DE3019108A
Authority: DE
Inventors: Walter Hugo Zuerich Ch Schiesser
Original assignee: Firestone Tire and Rubber Co
Current assignee: Bridgestone Firestone Inc
Priority date: 1979-05-28
Filing date: 1980-05-20
Publication date: 1988-11-10
Also published as: JPS55159962A; AR222876A1; SE8003723L; GB2050933A; ZA803043B; MX153952A; IT1127468B; AU5883480A; BR8003301A; FR2457759B1; NL8002972A; FR2457759A1; GB2050933B; DE3019108A1; JPS639977B2; DD151132A5; SE444533B; IT8048804A0; YU142380A; CH640457A5

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur gleichzeitigen Bildung der aus wenigstens zwei verschiedenen Materialien bestehenden inneren Wandteile von Fahrzeugreifen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Ein derartiges Verfahren und eine derartige Vorrichtung sind aus der DE-OS 26 52 342 bekanntgeworden. Die dort eingesetzten thermo plastischen Materialien, die mit Reifenwandteilen für Fahr zeuge nur entfernte Ähnlichkeit haben, werden nicht inner halb der Form miteinander verbunden, sondern treten aus dieser aus. Die Veränderung der Wanddicke läuft im äußeren Zufuhrstrom durch den sich axial relativ zum Mantel bewegen den Dorn ab. Auf gleiche Weise wird der innere Zufluß durch relative Bewegung der Dorne zueinander eingestellt, wodurch die Größe des dazwischenliegenden Ringraumes gesteuert wird.

Aus der DE-OS 28 23 999 ist eine Vorrichtung zum Regeln und/oder Einstellen der geforderten Wandstärke von aus thermoplastischem Kunststoff gebildeten Hohlkörpern bekannt. Dieses Material wird jedoch nicht zur Bildung eines End produktes, sondern Zwischenproduktes, eingesetzt, welches erst durch eine weitere Form die endgültige Gestalt bekommt. Der Aufbau und das Verfahren dieser vorbekannten Lehre steuern nicht die Wanddicke, sondern vielmehr den Materialdruck.

Der Stand der Technik bei der Herstellung von Fahrzeugreifen stellt sich wie folgt dar:

Ein Automobilreifen wird, bevor er in die Preßform zum Vulkanisieren gelegt werden kann, aus vielen Einzelteilen zusammengesetzt, wobei dem diese Arbeit ausführenden Mann ein Spezialgerät für diesen Aufbau als Basis dient, die sog. Aufbauvorrichtung.

Wenn auch der Hauptteil dieser Aufbauvorrichtung, die Trom mel, um welche der Reifen aufgebaut wird, mit Fußtaster motorisch bewegt werden kann und auch Andruckrollen, z. B. pneumatisch betätigt, viele Hilfsarbeiten übernehmen, ist das Aufbauen eines Reifens heute doch immer noch vorwiegend Handarbeit. Dabei werden Qualität und Preisgestaltung eines Reifens weitgehend an der Aufbauvorrichtung bestimmt, und zwar durch zwei Hauptfaktoren:

a) Der Vorteil in der Herstellung der Einzelteile, d. h. also in der Ausführung dieser Einzelteile für die Arbeit an der Aufbauvorrichtung, und
b) der sorgfältigen Arbeit des Mannes an der Aufbauvorrich tung sowie den ihm zur Verfügung stehenden Möglichkeiten.

Ein besonders wichtiges der genannten Einzelteile, welche zum Aufbau eines Reifens verwendet werden, ist der soge nannte Innerliner, d. h. die inneren Wandteile für den Reifen.

Der Innerliner bildet die innerste Partie des Reifens, dort wo der Innenschlauch mit dem Reifen in Kontakt kommt. Bei den heute meist gebräuchlichen Schlauchlos-Reifen besteht die innerste Schicht aus Butylkautschuk, wegen der etwa achtmal größeren Luftundurchlässigkeit gegenüber Natur kautschuk und die zweite Schicht aus einer Naturkautschuk mischung, um einen guten Übergang und beste Verbindung auf die nächsten Aufbauschichten zu gewährleisten.

Butylkautschukmischungen lassen sich jedoch sehr schlecht mit anderen Elastomermischungen verbinden, vor allem in kaltem Zustand, so daß man das Innenlinerprofil in Butyl qualität vorgängig schon mit dem Übergangsgummi zusammen bringt, und zwar wenn immer möglich, wenn beide Qualitäten sich im warmen Zustand befinden.

Dies geschieht heute noch weltweit durch ein sehr arbeits intensives und kostspieliges Herstellungsverfahren auf Platten und Doublierkalandern.

Ein heutiger Innerliner, z. B. für einen kleinen Lastwagen reifen, ist dann etwa gemäß Fig. 1 der Zeichnung aufgebaut.

Da Gummimischungen auf dem Kalander nur bis 1,5 oder max. 1,8 mm Dicke einigermaßen frei von Blasen hergestellt werden können, wird die obere Schicht in einer Naturkautschuk mischung (oder synthetischer Übergangsmischung) in zwei Folien 1.1 und 1.2 (Fig. 1) mit 1,5 mm Dicke separat ka landriert zugeschnitten und auf dem Doublierkalander mit der unteren Schicht aus Butylkautschuk, welcher gleichfalls in zwei Schichten 1.3 und 1.4 (Fig. 1) hergestellt worden ist, wobei jede Folie 1,8 mm dick ist, zusammendoubliert.

Schon bei der Herstellung der Folien selbst auf dem Kalander können bei den zu wählenden Materialdicken Blasenbildungen während des Kalandrierens nicht voll vermieden werden. Zur Blasenbildung (Lufteinschlüsse) kommt es aber immer wieder beim Doublieren zwischen den einzelnen Folien und an den Überlappungen der fertigen Profilplatte. Dies wirkt sich negativ auf die Qualität des fertigen Reifens aus.

Das wohl schwierigste Problem in der Handhabung des Inner liners beim Reifenaufbau an der Aufbauvorrichtung ist jedoch die Spleißung, d. h. die Zusammensetzstelle der Enden des Innerlinerprofils.

Wenn das Innerlinerprofil aus kalandrierten Folien zusammen gesetzt wird, so ist es natürlich ein offener Streifen, welcher auf der Trommel der Aufbauvorrichtung wie ein Schlauch ring endlos gemacht werden muß. Obwohl die schräg geschnit tenen Endstellen dieses flachen Innerlinerprofils entweder mit Lösungsmittel oder Klebelösung kontaktfreudig gemacht werden, bevor sie aufeinandergelegt werden, und obwohl der Mann an der Aufbauvorrichtung dieser Spleisstelle größte Aufmerksamkeit und viel Zeit widmet, kommt es hier immer wieder zu Lufteinschlüssen, schlechter Verbindung und somit Fehlern an dieser Zusammensetzstelle, was meistens zum Aufreißen der Spleisstelle und zu Ausschuß führt.

Das Aufreißen ist insofern leicht verständlich, wenn man sich vor Augen hält, daß der Innerliner auf das Doppelte ausgedehnt wird, bevor er mit den übrigen Einzelteilen als aufgebauter Reifen vulkanisiert wird. Gleichzeitig ist die schlechte Verbindungsfreudigkeit des Butylmaterials mit anderen Elastomeren zu beachten, wobei es dem Mann an der Aufbauvorrichtung nicht immer gelingt, Schnittlinie auf Schnittlinie vom gleichen Material der Endpartien genau aufeinanderzulegen, wenn er das Innerlinerprofil auf der Trommel zusammenspleißt.

Ein weiterer negativer Punkt bei kalandrierten Innerliner profilen ist der Umstand, daß seitlich zu viel Material gebraucht wird, welches man einsparen könnte. Die optimale Formgebung würde für ein Innerlinerprofilband etwa gemäß Fig. 2 aussehen, aus welcher auch, gestrichelt angezeigt, ersichtlich ist, welches Material gegenüber dem kalandrierten Innerliner eingespart werden könnte.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, das ein gangs genannte Verfahren derart zu verbessern, daß es ohne Ausschuß unter Materialeinsparung einfach und schnell zur Bildung einzelner Fahrzeugreifenwandungsteile durchgeführt werden kann.

Ebenso sollte eine einfach aufgebaute Vorrichtung zur Durch führung des Verfahrens geschaffen werden. Diese Aufgabe wird durch das im Anspruch 1 und die im Anspruch 5 gekennzeichnete Verfahren bzw. Vorrichtung gelöst.

Danach werden die sich in der Wandstärke ändernden Schlauch abschnitte durch pulsierende Veränderung der Materialzufuhr an der Schlauchbildungsstelle gebildet, wobei natürliche und/oder synthetische Gummimaterialien verwendet werden.

Erfindungsgemäß werden hierdurch alle früheren Probleme und Nachteile eliminiert.

Der Grundgedanke bei der Eliminierung dieser Probleme liegt darin, daß anstelle eines offenen Profilbandes, welches auf der Aufbauvorrichtung zusammengespleißt werden muß, ein geschlossenes, also endloses Band, in Form eines Schlauchabschnittes verwendet wird, welches der Mann an der Aufbauvorrichtung in Sekundenschnelle auf die Trommel legen oder aufschieben kann.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen noch etwas näher erläutert. Es zeigt

Fig. 3 rein schematisch ein gemäß der Erfindung hergestelltes Schlauchstück;

Fig. 4 einen Doppelspritzkopf zur Durchführung des Verfahrens, und

Fig. 5 rein schematisch einen Ausschnitt aus einem Spritzkopf mit Mitteln zur Erzeugung der wellenförmig verlaufenden Wandstärke eines Schlauches.

Da der Innerliner in der Mitte, längs des größten Radius im Innendurchmesser des Reifens, jedoch relativ dick sein muß (Fig. 2) und sich seit lich abflacht gegen den kleinsten Innendurchmesser des Reifens hin, dort wo die Felge aufsitzt, muß ein Schlauch extrudiert werden, mit Vorteil in einem Arbeits gang, mit zwei Gummiqualitäten, welcher in genau kontrol lier- und einstellbaren Intervallen sich an axial immer gleichen Stellen verdickt und verdünnt, wobei diese Ver dickungen und Verdünnungen jeweils radial gleichlaufend und zentrisch sein müssen.

Einen solchen Schlauch 2 zeigt Fig. 3 der Zeichnung. Die einzelnen Innerliner werden durch Ab trennen der Schlauchabschnitte 2, 2′, 2′′ etc. jeweils an den verdünnten Stellen 3, 3′, 3′′ etc. gebildet.

Bei der Verwendung solcher geschlossenen Ringe oder Schlauchabschnitte, welche z. B. 500 mm Innen durchmesser und 800 mm Länge erreichen können, ergeben sich folgende Hauptvorteile:

- viel weniger Arbeitsaufwand sowohl bei der Herstellung dieses Innerliners wie auch an der Aufbauvorrichtung, also beim Aufbau des Reifens;
- weniger Energieverbrauch;
- große Materialeinsparung;
- keine Spleißarbeit (Zusammensetzarbeit) an der Aufbauvorrichtung was bedeutet: somit auch keine Klebelösung auftragen auf die Schrägschnittstellen;
- die Profilbandlänge bleibt sich immer gleich, wodurch auch ein Profilverzug vermieden werden kann (Exzentri zität), und kein Aufreißen, da keine Zusammensetz stelle besteht;
- vollkommen luft- und verschmutzungsfreie Verbindung zwischen beiden Elastomerschichten;
- blasenfreie Profilbandringe;
- bessere Gasdichte (Luftundurchlässigkeit);
- bessere Qualität des Endproduktes;
- weniger Ausschuß.

Fig. 4 der Zeichnung zeigt einen Doppel spritzkopf 4, bei welchem mit zwei Extrudern gleich zeitig zwei verschiedene plastische Massen extrudiert werden und zu einem Schlauch mit übereinanderliegenden Schichten geformt werden können.

Dabei sind die zwei Extruder (nicht dar gestellt) in einem Winkel von vorzugsweise 45° zur Spritzkopfachse aufgestellt, so daß sich ein guter Ma terialfluß nach vorn zum Austritt 5 des Extruderkopfes 4 ergibt. Die Materialien umfließen über zwei ausgearbei tete Hülsen 6 bzw. 7 mit Flußrichtungsinseln 8 bzw. 9 sich selbst und treffen sich - rund herauskommend - am Ende der Mittelhülse 6 mit großem Druck und im Zustand bester Plastizität, um sich gut zu verbinden.

Es sind Mittel vorgesehen, um die Wandstärke des zu bildenden Schlauches in genau bestimmbaren und steuerbaren Zeit- resp. Längsabschnitten und in ebenfalls genau bestimmbaren Ausmaß zu verändern, d. h. dünner und dicker etwa gemäß einer gewünschten Wellenlinie verlaufen zu lassen (siehe Fig. 3). Diese Veränderung, d. h. Pulsie ren in der Materialzufuhr wird dadurch erzielt, indem von eingearbeiteten Nuten 10, 11 am Teil des Materialflusses an der Außenscheibe 9 wie auch am Innendorn 8, gemäß Fig. 5, hoh le Pulsierringe 12, 13 aus elastischem und wärmebeständi gen Material eingelegt sind, welche von außen her mit gasförmigen oder flüssigen Medien beschickt und dadurch in gesteuerter Weise vergrößert bzw. verklei nert werden können, so daß der Materialdurchlauf sich entsprechend verkleinert bzw. vergrößert (Fig. 5, ge strichelte Linie 14 bzw. 15 an den Pulsierringen 12 bzw. 13 und der austretende Schlauch beim Passieren der Klemm stelle, d. h. der engsten Stelle 16 zwischen den Ringen 12, 13, dünner wird. Die Intervalle für das Pulsieren werden mit nicht näher beschriebenen, an sich bekannten Aggregaten gesteuert.

Das Pulsieren kann aber auch durch axiale Verschiebung von Innendorn 8 und/oder Außenscheibe 9 er zielt werden, wobei der Materialdurchfluß zwischen Innendorn 8 und Mittelhülse 6 einerseits und Außen scheibe 7 und Mittelhülse 6 andererseits verändert wird.

Die Veränderung des Materialflusses, d. h. das Pulsieren kann natürlich auch durch Verschiebung der Mittelhülse 6 in axialer Richtung erzielt werden.

Das Pulsieren kann auch durch Veränderung der Schneckendrehzahl an den Extrudern (nicht dargestellt), erzielt werden, oder durch Veränderung der Abzugsge schwindigkeit.

Eine weitere Möglichkeit besteht darin, das Pulsieren durch Hydraulikzylinder zu erzielen, welche an stelle von Schnecken im Extruder den Materialtransport durch den Spritzkopf 4 vornehmen und/oder zusätzlich zu den Schnecken als Pulsationselement zusätzlich Material direkt in den Spritzkopf einpressen.

Die Veränderung der Wanddicke des Schlauches kann andererseits dadurch erzielt werden, indem der Innenschlauch auf ein entsprechend ausgearbeitetes Formrohr gespritzt wird, und der Außenschlauch darüber gespritzt wird.

Das Überspritzen kann hintereinander in Linie mit separat stehenden Extrudern oder in einem Arbeitsgang mit Doppelspritzkopf erfolgen.

Claims

1. Verfahren zur gleichzeitigen Bildung der aus wenigstens zwei verschiedenen Materialien bestehenden inneren Wandteile von Fahrzeugreifen, bei dem ein schlauch förmiges Gebilde aus wenigstens zwei Schichten aus ver schiedenen plastischen Massen in einem Arbeitsgang durch Extrudieren hergestellt wird, wobei die Wandstärke wenig stens einer der Schlauchschichten mit intervallmäßigen Verdickungen bzw. Verdünnungen ausgebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialzufuhr durch pulsierende Einwirkung auf den Materialstrom an der Schlauchbildungs stelle gesteuert wird und schließlich die derart gebildeten Schlauchabschnitte zur Bildung einzelner Fahrzeugreifen wandungsteile vom Schlauch abgetrennt werden, und daß zur Bildung der Schlauchschichten verschiedene natürlich und/oder synthetische Gummimaterialien verwendet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialzufuhr durch direkte Veränderung der Materialförderung erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die sich in der Wandstärke verändernden Schlauchab schnitte durch gesteuerte Veränderung der Schlauchabzugs geschwindigkeit erfolgt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die sich in der Wandstärke verändernden Schlauchab schnitte dadurch gebildet werden, daß die Innenschicht auf ein entsprechend ausgebildetes Formrohr aufgebracht und die Außenschicht bzw. Außenschichten darüber gespritzt werden.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einem an wenigstens zwei Extruder anschließ baren Spritzkopf, wenigstens zwei voneinander getrennten zum Austritt des Extruders bzw. zur Schlauchbildungsstelle führenden Materialzuführungen und mit Mitteln, um die Material zuführung zur Schlauchbildungsstelle periodisch steuerbar zu verändern, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel aus elastischen Pulsierringen bestehen, welche in Nuten in der Außenscheibe und/oder im Innendorn des Spritzkopfes an geordnet sind, wobei die Pulsierringe in gesteuerter Weise durch Zufuhr von gasförmigen oder flüssigen Medien pul sierend mehr oder weniger aufweitbar sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich net, daß zur gesteuerten Veränderung der Materialzufuhr Mittel vorgesehen sind, um eine Relativverschiebung von Außenring und/oder Innendorn zur Mittelhülse des Spritz kopfes zu bewirken.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich net, daß zur gesteuerten Veränderung der Materialzufuhr pulsierend arbeitende Plastifizierungs- und/oder Förderein richtungen für das Material vorgesehen sind.