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Bezeichnung: Verfahren zum Runderneuern von
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Fahrzeugreifen und zur Verstärkung des Reifens mittels Einlagen Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Runderneuern von Fahrzeugreifen und zur Verstärkung
des Reifens mittels Einlagen, wobei, gegebenenfalls nach Entfernen beschädigter
Gürtel von der Karkasse des Reifens, auf die vorbereitete Karkasse eine Schicht
aus Bindekautschuk und auf diese ein vorgefertigter Gummilaufstreifen aufgebracht
wird, gasförmige Einschlüsse zwischen den aufgebrachten Schichten vermieden oder
abgeführt werden und der so vorbereitete Rohling zum Vulkanisieren der Bindekautschukschicht
in einem überdruckraum einer Druck- und Wärmebehandlung bei einer Temperatur von
ca. 50 - 950 C und bei einem Druck von ca. 5 - 6 bar unterworfen wird.
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Unter "Heißerneuerung" wird allgemein und so auch im
folgenden
ein Runderneuerungs- und Reparaturverfahren verstanden, bei dem der Rohkautschuk
in einem Bereich von 130 - 1950 C und bei einem Druck von ca. 20 - 50 bar vulkanisiert
wird. Die Vulkanisation findet in einer Form statt, in der die ringsum auf die Karkasse
aufgebrachte Kautschukschicht zu dem gewünschten Laufprofil geformt, verdichtet,
vulkanisiert und dabei fest mit der Karkasse verbunden wird. Die Nachteile der Heißerneuerung,
nämlich hohe Investitionskosten für die erforderlichen Formen, insbesondere für
eine Mindestausstattung an verschiedenen Formen, dennoch zwangsläufig nur eine beschränkte
Auswahl an verschiedenen Reifengrößen und -breiten sowie Laufstreifenprofilen, ferner
hoher Verschleiß des erneuerten Laufstreifens wegen relativ geringer Verdichtung
der Gummistruktur, da hoher Druck der Karkasse schaden würde, und die dennoch vorhandene
Stauchgefahr für die Karkasse auch bei mittlerem Druck sind hinlänglich bekannt.
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Das eingangs als bekannt angegebene Verfahren, bei dem mit hohem Druck
in Pressen vorgefertigte Gummilaufstreifen durch Vulkanisation einer Bindekautschukschicht
fest mit der Karkasse verbunden werden, wird wegen der -relativ niedrigen Vulkanisationstemperatur
als "Kalterneuerungsverfahren" oder einfach mit "Kalterneuerung" bezeichnet.
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Insbesondere unter hoher Belastung und/oder im höheren Geschwindigkeitsbereich
wird durch den ständigen Walkvorgang im Reifen Wärme entwickelt, die häufig zu einem
Wärmestau im Reifen selbst mit entsprechender Aufheizung der gesamten Reifenstruktur
und daraus folgend zu einer Materialermüdung führt, die beispielsweise die Gummi-Metallbindung
von Gürtelreifen lockert. Je höher der Rollwiderstand des Reifens ist, desto höher
ist der in Wärme umgesetzte Energieverlust durch Walkarbeit. Neben einer relativ
raschen Materialermüdung ist bei hohem Rollwiderstand auch ein entsprechend ungünstiger
Kraftstoffverbrauch festzustellen.
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In der Neureifenherstellung ist es möglich, den Rollwiderstand durch
eine entsprechende Versteifung der Karkasse, die dem Walkvorgang entgegenwirkt,
zu reduzieren.
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Entsprechend hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, den Rollwiderstand
des Reifens im Rahmen der Runderneuerung, genauer gesagt der Kalterneuerung, durch
Versteifung der Karkasse in einfacher Weise zu vermindern.
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Ausgehend von einem Runderneuerungsverfahren der eingangs genannten
Art besteht die Lösung nach der Erfindung darin, daß zur Verstärkung bzw. Versteifung
mindestens des Schulterbereichs der Reifenkarkasse mindestens in den Randzonen des
Schichtaufbaus des Rohlings in Umfangsrichtung der Reifenkarkasse verlaufende band-
oder streifenförmige Einlagen eingebracht werden, die in der Unterschicht des vorgefertigten
Laufstreifens verankert sind.
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Die Erfindung geht von dem Gedanken aus, daß eine Versteifung zumindest
des Schulterbereichs der Reifenkarkasse zu einer wesentlichen Senkung des Rollwiderstands
und damit der Walkarbeit führt, so daß kein Wärmestau mit der Folge einer vorzeitigen
Materialermüdung entstehen kann und der Kraftstoffverbrauch entsprechend sinkt.
Im Rahmen der Runderneuerung bzw. der Erneuerung des abgefahrenen Reifenprofils
könnte man entsprechende Bandagen oder armierte Einlagen in den Randzonen des Schichtaufbaus
des Rohlings unterhalb des vorgefertigten Gummilaufstreifens in einerBindekautschukeinbettung
anordnen, um diese versteifenden Einlagen durch Vulkanisation des Bindekautschuks
im Schulterbereich der Karkasse zu verankern. Für den Runderneuerer ist es jedoch
wesentlich einfacher, wenn ihm ermöglicht wird, die versteifenden Einlagen ohne
jegliche Mehrarbeit beim Aufbringen des vorgefertigten Gummilaufstreifens im Schulterbereich
der Reifenkarkasse dadurch einzubinden, daß band- oder streifenförmige armierte
oder in anderer Weise verstärkte, auf jeden Fall versteifende Einlagen bereits bei
der Herstellung des
Laufstreifens in dessen Unterschicht verankert
werden.
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Ein Verfahren zum Herstellen eines vulkanisierten Gummilaufstreifens
zur Durchführung des vorgenannten Verfahrens, wobei Kautschuk in beheizbare, innen
das Negativ des gewünschten Straßenprofils aufweisende Formen einer Presse, insbesondere
einer Mehretagen-Flachpresse, eingegeben und die Kautschukfüllung in den Formen
durch eine Druck- und Wärmebehandlung mit Temperaturen im Bereich von 150 - 195°
C und bei einem Druck von 20 - 50 bar zum fertigen Laufstreifen vulkanisiert wird,
ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß band- oder streifenförmige verstärkende
bzw. versteifende Einlagen auf die Kautschukfüllung in deren Randzonen jeweils mit
Abstand von den äußeren Rändern aufgebracht und, vorzugsweise beim Schließen der
Presse, in die Oberschicht der Kautschukfüllung in den Formen eingedrückt sowie
durch die nachfolgende, in der Presse stattfindende Druck- und Wärmebehandlung in
der Unterschicht des so gefertigten Laufstreifens fest verankert werden.
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Das Verankern der versteifenden-Einlagen in der Unterschicht des Laufstreifens,
und zwar in der Randzone beider Längsränder, jedoch jeweils mit ausreichendem Abstand
von dem betreffenden Längsrand, unmittelbar in der Flachpresse selbst, wo ohne Belastung
oder gar Beschädigung der Karkasse wie bei der Neureifenherstellung oder bei der
Heißerneuerung mit hoher Temperatur und hohem Druck gearbeitet werden kann, vereinfacht
nicht nur, wie vorstehend erwähnt, die nachfolgende Arbeit des Runderneuerers, sondern
bewirkt gleichzeitig die Einbindung und Befestigung der versteifenden Einlagen in
eine Gummischicht besonders hoch verdichteter Struktur sowie in genau definierter
Lage nahe dem beanspruchten Reifenumfang.
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An der Unterseite des vorgefertigten Laufstreifens kann vorteilhafterweise
bereits eine ca. 2 mm dicke Bindekautschukschicht angebracht und diese gegebenenfalls
mit
einer Schutzschicht gegen Oxydation und Verschmutzung versehen
sein, damit die sonst beim Runderneuerer erforderliche Rauharbeiteingespart wird
und der mit Einlagen sowie zusätzlich mit einer Bindekautschukschicht versehene
Gummilaufstreifen ohne weitere Bearbeitung auf die vorbereitete Karkasse aufgebracht
werden kann.
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Im Runderneuerungsbetrieb muß die Unterseite des Laufstreifens in
der Rauhmaschine bearbeitet werden, damit die Bindekautschukschicht, die den Laufstreifen
mit der Karkasse verbinden soll, eine feste Verankerung an der aufgerauhten Unterseite
finden kann. Damit die verstärkenden bzw. versteifenden Einlagen durch Rauharbeiten
nicht beschädigt werden können, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß zur Ausbildung
einer Untergummischicht am Laufstreifen nach den Aufbringen der Einlagen eine ca.
2 mm dicke Schicht aus Kautschuk, im wesentlichen von der gleichen Zusammensetzung
wie der vorher in die Formen eingegebene Kautschuk, aufgebracht wird. Hierfür gibt
es verschiedene Möglichkeiten. Entweder wird diese Kautschukschicht unmittelbar
nach dem Auflegen der Einlagen über diese gelegt, so daß die Einlagen und die zusätzliche
Kautschukschicht beim Schließen der Presse zusammen in die bereits vorhandene Kautschukfüllung
der Form eingedrückt werden. Oder die Schicht wird nachträglich aufgelegt, wenn
die Einlagen bereits glatt mit der Oberseite der Kautschukfüllung abschließend in
diese eingebracht bzw. eingedrückt sind.
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Eine Untergummischicht am Laufstreifen wird nicht gebraucht, wenn
zur Ausbildung einer Rauhfläche an der Unterseite des Laufstreifens gleich in der
Presse ein Gewebe oder eine andere Unebenheiten erzeugende Auflage auf die Kautschukfüllung
nach Einbettung der Einlagen aufgelegt wird, die sich nach der Vulkanisation sogleich
oder später von dem fertigen Gummilaufstreifen leicht abziehen läßt.
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Für die Ausbildung der Einlagen gibt es folgende erfindungsgemäße
Möglichkeiten: Als verstärkende bzw. versteifende Einlagen werden Streifen aus mit
Rohgummi überzogenem Stahl- oder Textilgürtelmaterial, vorzugsweise mit einem Fadenwinkel
von 0 Grad, vorbereitet. Hierbei kann handelsübliches für die Neureifenherstellung
oder für die Heißerneuerung bestimmtes Gürtelmaterial verwendet werden. Bandagen
mit Stahl- oder Textilgürtelarmierung von 0 Grad Faden- bzw. Drahtwinkel wirken
einer Verformung des besonders gefährdeten Schulterbereichs der Karkasse nachhaltig
entgegen.
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Stattdessen können als Einlagen auch Streifen aus einer fiberglasfaserverstärkten
Bindekautschukmischung, die sich zum Abheizen im Temperaturbereich von 150 - 1950
C eignet, vorbereitet werden, die gleichzeitig mit dem Kautschuk der Formenfüllung
abgeheizt werden. Hierfür werden vorzugsweise im Handel erhältliche ca. 10 mm lange
Fiberglasfasern in einem gewichtsbezogenen Verhältnis von ca. 10%, bezogen auf die
Gesamtmischung, in einer Walzvorrichtung in den Bindekautschuk eingemischt und dabei
gleichmäßig verteilt sowie in einer Richtung orientiert.
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Als Einlagen können aber auch vulkanisierte, fiberglasfaserverstärkte
oder in anderer Weise armierte sowie bindefähig vorbereitete Bandagen verwendet
werden. Die Bindefähigkeit setzt eine die gesamte Bandagenoberfläche bedeckende
Rauhfläche voraus, wenn bereits vulkanisierte Bandagen verwendet werden. Außerdem
ist für die Herstellung der Bandagen eine gegen Übervulkanisation weitgehend unempfindliche
Kautschukmischung zu verwenden. Oder die für den Gummilaufstreifen verwendete Kautschukmischung
ist auf eine niedrigere Temperatur einzustellen.
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Es können aber auch Streifen aus einem zu einem harten Gummimaterial
vulkanisierbaren Rohkautschuk als versteifende bzw. verstärkende Einlagen verwendet
werden, die
gleichzeitig mit dem Kautschuk der Formenfüllung abgeheizt
werden. Der Rohkautschuk soll nach der Vulkanisation vor allem eine dichtere Vernetzung,
einen höheren Vernetzungsgrad zwecks erheblicher Erhöhung der Rückprallelastizität
bewirken.
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Zur Versteifung bzw. Verstärkung der Karkasse im Rahmen der Runderneuerung
kann jedoch nach einer erfindungsgemäßen Verfahrensvariante anstelle nur in den
Randzonen der Kautschukfüllung angeordneter band- oder streifenförmiger Einlagen
zwecks Gürtelerneuerung oder zum Einziehen einer zusätzlichen Schutzlage eine sich
über die Breite der Kautschukfüllung erstreckende Gürtellage, beispielsweise aus
mit Rohgummi überzogenem handelsüblichem Stahl- oder Textilgewebe oder aus einer
fiberglasfaserverstärkten unvulkanisierten Bandage aus Rohkautschuk, in die Oberschicht
der Kautschukfüllung eingegeben bzw. eingedrückt werden, um die Gürtellage so, nämlich
durch die anschließende Vulkanisation der Unterschicht des Gummilaufstreifens, in
dem Gummilaufstreifen fest zu verankern.
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Dieses Verfahren verschafft dem Runderneuerer, ebenfalls ohne zusätzlichen
Arbeitsaufwand, mehr -Möglichkeiten; der Veränderung der Festigkeitsstruktur der
Karkasse. Durch eine der weiter oben genannten Maßnahmen ist auch bei diesem Verfahren
die Erzeugung-einer Rauhfläche an der Unterseite des Gummilaufstreifens möglich.
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Zur Herstellung eines mit band- oder streifenförmigen Einlagen armierten
sowie vulkanisierten Gummilaufstreifens wird die Form einer Flachpresse in konventioneller
Weise mit Kautschuk einer handelsüblichen Mischung für Laufstreifen gefüllt. Die
Presse wird zugefahren, um eine gleichmäßige Formfüllung sowie vor allem eine Glättung
an der Oberseite zu erreichen und um Uberschußmaterial zu entfernen.
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Die Presse wird wieder geöffnet, und zwei streifenförmige Einlagen
aus handelsüblichem, mit Rohgummi überzogenem
Textilgürtelmaterial
mit 0 Grad-Fadenwinkel werden auf die Oberseite der Kautschukfüllung in deren Randzonen
jeweils mit Abstand von den äußeren Rändern aufgelegt. Bei einer Laufstreifenbreite
von 200 mm werden Einlagen, jeweils aus zwei Gürtellagen bestehend, in einer Breite
von 35 mm mit einem Randabstand von 30 mm benutzt. Durch Zufahren der Presse werden
die beiden Einlagen in die Oberschicht der Kautschukfüllung eingedrückt.
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Die Presse wird nochmals geöffnet, um eine 2 mm dicke Kautschukschicht
aufzulegen, die den späteren Untergummi bildet. Beim Schließen der Presse wird erneut,
wie bereits beim Schließen nach Einbringen der beiden Einlagen, eine geringfügige
Füllungsmenge aus der Form herausgedrückt und entfernt.
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Nun wird die Kautschukfüllung mit einem Druck von 40 bar bei einer
Temperatur von 1900 C abgeheizt.
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Nach der Entnahme aus der Presse kann der Laufstreifen an der Unterseite,
nämlich dort, wo zur Bildung einer Untergummischicht die zusätzliche Kautschukschicht
aufgebracht wurde, eine Behandlung in der Rauhmaschine erfolgen zwecks Ausbildung
einer bindefähigen Rauhfläche an der Unterseite des Gummilaufstreifens. Die beiden
Einlagen sind im Gummilaufstreifen an dessen Unterseite in den beiden seitlichen
Randzonen fest verankert zur Stabilisierung der mit dem Gummilaufstreifen rundzuerneuernden
Karkasse in deren Schulterbereich.
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Entweder sogleich oder nach Zwischenlagerung und vorübergehender Konservierung
der Rauhfläche wird von dem so vorgefertigten Gummilaufstreifen zum Erneuern eines
abgefahrenen Reifens ein Abschnitt vorbestimmter Länge abgeschnitten und auf die
Karkasse aufgebracht, auf der bereits nach entsprechender Vorbereitung eine Schicht
aus Bindekautschuk aufgelegt ist. Der Stoß des Laufstreifens wird besonders sorgfältig
gerauht und auf der Karkasse
mit einer Bindekautschukschicht zum
sicheren Verbinden der beiden Laufstreifenenden versehen. Nach Abführung gasförmiger
Einschlüsse zwischen den aufgebrachten Schichten wird der so vorbereitete Rohling
mit oder ohne Hülle zum Vulkanisieren der Bindekautschukschicht in einen Überdruckraum
eingegeben, in dem eine Druck- und Wärmebehandlung bei einer Temperatur von 950
C und bei einem Druck von 5 bar stattfindet.
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Wenn von der Karkasse bei deren Vorbereitung für die Erneuerung des
Profils keine Gürtellage abgerauht wurde, weist der so runderneuerte Reifen eine
wesentliche Verstärkung im Schulterbereich durch die versteifenden Einlagen auf.
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Sowohl bei der Herstellung der verstärkenden bzw. versteifenden Einlagen
als auch bei der Fertigung von Laufstreifen mit gleichzeitiger Verankerung der Einlagen
oder bei der Verarbeitung so vorgefertigter Gummilaufstreifen sind je nach den vorliegenden
Erfordernissen und Möglichkeiten unzählige Abwandlungen der Verfahrensweise möglich,
insbesondere unter Berücksichtigung der in der Beschreibungseinleitung benannten
Abwandlungen.