-
Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum Beschichten eines Gürtelcords
aus Stahlfäden
für eine
Gürtelschicht
als Verstärkung
für einen
Laufflächenabschnitt
eines Luftreifens mit Kautschuk und erzielt eine Gewichtsreduzierung
der Gürtelschicht
und somit des Reifens durch eine Verdünnung einer solchen Kautschukbeschichtung.
-
Die
Kautschukbeschichtung für
den herkömmlichen
Gürtelcord
aus verdrehten Stahlfäden erfolgt
im Allgemeinen mit einem Heißkalandersystem,
bei dem vier Kalanderwalzen zum Bilden einer Gummiplatte und zum
Herstellen der Kontaktbindung zwischen der Gummiplatte und dem Gürtelcord
verwendet werden, einem Cordkalandersystem, bei dem eine Gummiplatte,
die von einem Plattenkalander einer anderen Linie gebildet wird,
von einem Beschichtungskalander auf den Gürtelcord kontaktgebondet wird,
einem Semiheißkalandersystem,
bei dem die Bildung einer Gummiplatte und deren Kontaktbindung auf
einer Linie mittels separater Walzen erfolgt, oder dergleichen.
-
In
jedem dieser Systeme wird eine relative Distanz zwischen einer Kammwalze
oder dergleichen, die mehrere Gürtelcorde
in einer Linie ausrichtet, und einem Paar Presswalzen, die die Gummiplatte
auf diese Corde kontaktbonden, im Einklang mit der Größe, dem
Anordnungszustand und dergleichen der Presswalze und der Plattenwalze
zwangsläufig
groß,
so dass der Anordnungszustand dieser Corde zueinander nach dem Kautschukbeschichten häufig nicht
wie gewünscht
erzielt wird, und daher wird die Gleichförmigkeit der Festigkeit in
der Gürtelschicht
beschädigt
und sie neigt dazu, ein Biegen der Gürtelschicht in einer Richtung
lotrecht zur Verlaufsrichtung des Cords zu verursachen. Ebenso löst sich der
Gürtelcord
leicht von der Kautschukbeschichtung in einer Region, in der die
Anordnungsdichte der Corde hoch wird.
-
In
konventionellen Kalandersystemen ist es wesentlich, das Kautschukmaterial
einmal zu der Platte zu gestalten, so dass es sehr schwierig ist,
die Kautschuklage sehr stark zu verdünnen. Infolgedessen wird die
Kautschukbeschichtung auf dem Gürtelcord
unbedingt dick und wird zwangsläufig
das Gewicht der Gürtelschicht
und somit das Gewicht des Reifens erhöhen.
-
Ein
Verfahren zum Bilden eines Verstärkungsgewebes
und insbesondere einer Körperlage für einen
Radialreifen ist in der
US 4.126.720 ,
der EP-A2-0478258 und der
US
5374324 offenbart.
-
Es
ist daher eine Aufgabe der Erfindung, die oben erwähnten Probleme
der herkömmlichen
Technik zu lösen
und ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Beschichten eines Gürtelcords
mit Kautschuk bereitzustellen, wobei die Cordanordnung in einer Kautschukschicht
nach der Kautschukbeschichtung regelmäßig und die Stärke der
Gürtelschicht
gleichförmiger
gemacht wird, um Risiken wie Verbiegen der Gürtelschicht, Ablösen des
Gürtelcords
und dergleichen ausreichend auszuschließen; auch das Gewicht von Gürtelschicht
und Reifen kann durch Verringern der Dicke der Kautschukbeschichtung
auf dem Gürtelcord
bei Bedarf vorteilhafterweise verringert werden.
-
Gemäß einem
ersten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Beschichten eines
Gürtelcords
mit Kautschuk bereitgestellt, das die folgenden Schritte umfasst:
- – Ausrichten
einer Mehrzahl von Gürtelcords
(C), die jeweils aus einem Stahlfaden als Cordeinheit bestehen,
- – Anordnen
einer Mehrzahl der Cordeinheiten parallel zueinander mit einem bestimmten
Abstand in derselben Ebene, und
- – einstöckiges Beschichten
aller Corde mit einem ungehärteten
Kautschuk (R) mit einer bestimmten Außenprofilgestalt durch ein
Isolationssystem unter Bewegung des Cords in seiner axialen Richtung
unmittelbar nach dem Anordnen der Cordeinheiten in einer Linie,
dadurch
gekennzeichnet, dass das Verfahren ferner das Ausrichten der Gürtelcorde
(c) durch Leiten einer Mehrzahl der Gürtelcorde durch jedes Loch
aus einer Mehrzahl von Löchern
und das Inkontaktbringen der Mehrzahl von Gürtelcorden miteinander über ihre volle
Länge vor
dem Beschichten der Gürtelcorde umfasst.
-
Gemäß diesem
Verfahren wird der ungehärtete
Kautschuk direkt auf alle Gürtelcorde
durch das Isoliersystem aufgebracht, ohne unmittelbar nach dem Anordnen
dieser Corde in einer Linie zu einer Kautschukplatte geformt zu
werden, so dass diese Corde mit Kautschuk beschichtet werden können, bevor
die Cordausrichtung in einer Linie verloren geht, und daher kann
eine Unordnung der Corde in der Kautschukbeschichtung ausreichend
verhindert werden. Ebenso kann die Dicke der Kautschukbeschichtung
einfach und leicht auf einen erwarteten Wert gebracht werden, so
dass die Stärke
der Kautschukbeschichtung einschließlich des Gürtelcords auf etwa 2/3 der
Stärke
in der herkömmlichen
Technik reduziert werden kann.
-
Da
der Stahlfaden als Gürtelcord
verwendet wird, erübrigt
sich die Verdreharbeit für
den Gürtelcord,
und somit wird die Arbeitseffizienz für die Bildung des Cords stark
verbessert. Ebenso kann die starke Verformung des Gürtelcords,
die beim Verdrehen entsteht, effektiv verhütet werden. Darüber hinaus
wird der Corddurchmesser gegenüber
dem des verdrehten Cords verringert, so dass die Stärke der Kautschukbeschichtung
einschließlich
des Gürtelcords
noch weiter reduziert werden kann, um effektiv eine Gewichtsreduzierung
der Gürtelschicht
zu erzielen.
-
Außerdem wird
die aus mehreren Stahlfäden bestehende
Cordeinheit mit Kautschuk beschichtet, so dass der Cordeinheit dieselben
Eigenschaften wie im einzelnen verdrehten Cord verliehen werden
können.
Ferner erhalten individuelle Cords in der Cordeinheit über ihre
volle Länge
miteinander Kontakt, und diese Cordeinheiten verlaufen parallel
zueinander mit einem bestimmten Abstand in derselben Ebene, so dass
die Steifigkeit der Gürtelschicht
verbessert werden kann, um Leistung und Nutzungsdauer des Reifens
effektiv zu verbessern.
-
Außerdem werden
die mehreren mit dem erfindungsgemäßen Verfahren mit Kautschuk
beschichteten Cordeinheiten nacheinander in einem bestimmten Neigungswinkel
abgeschnitten, der einem gewünschten
Verlaufswinkel des Gürtelcords entspricht,
wobei jedes Stück
einer benötigten
Gürtelbreite
entspricht, und dann werden Seitenränder solcher bandförmiger Schnitte
regelmäßig unter
einer konstanten Außenprofilform
für die
Bildung der Gürtelschicht
aneinander gefügt.
-
Vom
Standpunkt der Gewichtsreduzierung der Gürtelschicht her gesehen ist
es möglich,
das Gewicht mit abnehmendem Durchmesser des Gürtelcords zu reduzieren, aber
wenn der Durchmesser zu dünn
wird, dann nimmt die Endenzahl des Cords zu, um die Gürtelstärke zu halten,
und somit wird der Abstand zwischen den Corden geringer und der
Ablösungswiderstand
am Ende des Gürtels
nimmt ab. Andererseits nimmt, wenn der Durchmesser zu groß wird,
eine zwischen dem Gürtelcord
und der Kautschukbeschichtung entstehende Spannung bei der Biegeverformung
der Gürtelschicht
zu und somit verbiegt sich der Cord bei einer starken Verformung leicht.
Daher liegt ein Fadendurchmesser des Gürtelcords vorzugsweise in einem
Bereich von 0,18–0,35 mm.
-
Ferner
ist es günstig,
wenn die Stärke
der ungehärteten
Kautschukbeschichtung einschließlich des
Gürtelcords
im Bereich von 0,5–1,2
mm liegt, um effektiv eine weitere Gewichtsreduzierung der Gürtelschicht
zu erzielen.
-
Gemäß einem
zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung
zum Beschichten von Gürtelcorden
mit Kautschuk bereitgestellt, die Folgendes umfasst: einen Isolatorkopf
(4), der an einem Ende eines Zylinders (3) angeordnet
ist, der mit einer Schnecke in einem Extruder (1) für einen ungehärteten Kautschuk
ausgestattet ist, einen Einführer
(5) zum Führen
mehrerer Gürtelcorde
(C), um sie in einer benötigten
relativen Lage zu leiten, und eine Düse (6) zum Beschichten
der Gürtelcorde
nach dem Passieren durch den Einführer mit einem ungehärteten Kautschuk
(R), der von dem Zylinder in einer benötigten Außenprofilgestalt zugeführt wird,
dadurch gekennzeichnet, dass der Einführer (5) in dem Isolatorkopf
angeordnet und mit einer Mehrzahl von ovalen Löchern (5a) versehen
ist, durch die jeweils eine Mehrzahl von Gürtelcorden (c) passieren kann, wobei
das Profil jedes Lochs derart ist, dass die relative Lage der Corde
aufrechterhalten bleibt und die Corde über ihre volle Länge miteinander
in Kontakt bleiben.
-
Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
ist zum Ausführen
des obigen Beschichtungsverfahrens geeignet. Bei dieser Vorrichtung
wird ein in den Extruder gespeistes Kautschukmaterial im Zylinder
erwärmt
und durch die Düse
am Isolatorkopf zu der benötigten
Außenprofilgestalt
extrudiert, während
die mehreren Gürtelcorde,
die in der relativen Lage im Einführer in einer Linie angeordnet
sind, durch die Düse
geleitet werden, so dass jeder dieser Corde unmittelbar nach der
Passage durch den Einführer
mit dem erwärmten
Kautschukmaterial in der Düse
oder dem ungehärteten
Kautschuk beschichtet wird. Dadurch wird gewährleistet, dass jeder dieser
vom Einführer
in einer Linie angeordneten Corde mit Kautschuk beschichtet wird,
und auch die Stärke
der Kautschukbeschichtung kann erwartungsgemäß verringert werden, ohne ein
Ablösen
der Kautschukbeschichtung von dem Cord oder dergleichen befürchten zu
müssen.
-
In
einer bevorzugten Ausgestaltung des zweiten Aspekts ist ein Drucksensor
für den
ungehärteten
Kautschuk im Isolatorkopf angeordnet. In diesem Fall werden vom
Sensor erfasste Ergebnisse zum Regeln der Drehzahl der Schnecke
im Zylinder zurückgespeist,
um den Druck des unvulkanisierten Kautschuks in der Düse auf einem
konstanten Wert zu halten, so dass die Stärke der durch die Düse oder dergleichen
extrudierten ungehärteten
Kautschukbeschichtung konstant gehalten werden kann, damit die Qualität des kautschukbeschichteten
Produkts stabiler wird.
-
In
einer anderen bevorzugten Ausgestaltung des zweiten Aspekts ist
der Einführer
mit mehreren Löchern
versehen, die jeweils eine Mehrzahl von Gürtelcorden als Cordeinheit
durchlassen und die relative Lage dieser Corde für jede Cordeinheit vorgeben.
-
In
diesem Fall können
die Corde mit Kautschuk beschichtet werden, während die relative Lage der
Corde als eine Cordeinheit auf einem konstanten Wert gehalten wird,
und die relative Lage kann auch in einer Längsrichtung des Cords und zwischen
den Cordeinheiten gehalten werden, so dass die Qualität des kautschukbeschichteten
Produkts mehr stabilisiert werden kann.
-
Andererseits,
wenn die herkömmliche Kammwalze
mit mehreren ringförmigen
Rillen oder Aussparungen anstatt des Einführers verwendet wird und wenn
mehrere Gürtelcorde
als Cordeinheit von jeder der Rillen oder Einsparungen geführt werden, dann
ist es im Wesentlichen unmöglich,
die relative Lage der Corde in einem konstanten Zustand in der Längsrichtung
des Cords und zwischen den Cordeinheiten zu halten, weil die Position
jedes Cords nicht effektiv nur durch die Rille oder dergleichen
gesteuert werden kann, und dies hat eine Streuung von Qualität und Reifenleistungen
zur Folge.
-
Die
Erfindung wird mit Bezug auf die Begleitzeichnungen beschrieben.
Dabei zeigt:
-
1A eine
schematische Perspektivansicht einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
-
1B eine
schematische Schnittansicht entlang der Linie I-I von 1A;
-
2A eine
schematische Teilschnittansicht, die eine Ausgestaltung des Lochs
im erfindungsgemäßen Einführer entlang
der Linie II-II von 1B illustriert;
-
2B eine
schematische Ansicht einer anderen Ausgestaltung des Lochs in dem
erfindungsgemäßen Einführer;
-
3 eine
perspektivische Teilansicht eines Zustands des Führens von Gürtelcorden durch Löcher in
dem erfindungsgemäßen Einführer; und
-
4A eine
schematische Teilansicht einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Gürtelschicht;
und
-
4B eine
schematische Teilschnittansicht entlang der Linie IV-IV von 4A.
-
Die 1A und 1B zeigen
eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Kautschukbeschichtung.
In dieser Vorrichtung umfasst ein Extruder 1 einen Trichter 2,
um die Speisung von geschnittenem Kautschuk oder einem anderen Kautschukmaterial
zu gewähren,
und einen Zylinder 3 mit einer darin angeordneten Schnecke.
Das Kautschukmaterial wird unter der Wirkung der Schnecke erwärmt und
in einen oberen Teil des Zylinders 3 übertragen.
-
Am
Kopf des Zylinders 3 ist ein Isolatorkopf 4 angebracht.
Wie in 1B gezeigt, ist ein Einführer 5 zum Führen von
mehreren Gürtelcorden
C in einer benötigten
relativen Lage im Isolatorkopf 4 angeordnet, und auch eine
Düse 6 zum
Beschichten der Gürtelcorde
C nach der Passage durch den Einführer 5 mit einem ungehärteten Kautschuk
R, der vom Zylinder 3 mit einer benötigten Außenprofilgestalt zugeführt wurde,
ist neben und vor dem Einführer 5 im Kopf 4 angeordnet.
-
Der
Einführer 5 ist
in den Kopf 4 integriert und wird von einem Einführerhalter 7 gehalten,
die Düse 6 setzt
sich aus einem oberen Düsenteil 6a und einem
unteren Düsenteil 6b zusammen.
Eine Raumzone zwischen diesen Teilen 6a und 6b,
insbesondere eine Auslasszone davon, gibt eine Außenprofilgestalt
einschließlich
Stärke,
Breite und dergleichen des ungehärteten
Kautschuks R und somit der Kautschukbeschichtung einschließlich der
Corde vor. Ferner befinden sich die Düse 6 und der Einführerhalter 7 in
einem Zustand, in dem sie sich gegenseitig festhalten, so dass sie
sich nicht relativ zueinander auf- und abwärts oder vor und zurück bewegen
können.
-
Wie 2A zeigt,
ist der Einführer 5 mit
einer Mehrzahl von Löchern 5a,
versehen, ovalen Löchern 5a in
der illustrierten Ausgestaltung, die jeweils mehrere Gürtelcorde
jeweils aus einem Stahlfaden, drei Gürtelcorde C1, C2, C3 in der
illustrierten Ausgestaltung, als Cordeinheit leiten und eine relative
Lage dieser Corde vorgeben, in der diese Löcher 5a mit einem
bestimmten Abstand in einer Linie angeordnet sind, und eine Umfangswand
jedes Lochs 5a verhindert effektiv jede Veränderung
der relativen Lage dieser Corde C1, C2, C3. Als Profilgestalt des
Lochs 5a kann ein Teil zwischen den Corden wie in 2B gezeigt
verengt werden, so dass die Lage des Cordes C1, C2, C3 effektiver
vorgegeben werden kann.
-
3 zeigt
eine Perspektivansicht eines Zustands des Passierens der Corde durch
die im Einführer 5 ausgebildeten
Löcher 5a,
wobei mehrere, jeweils aus drei Corden C bestehende Cordeinheiten, die
von der Umfangswand des Lochs 5a in der notwendigen relativen
Lage in einer Linie angeordnet werden, kontinuierlich aus den Löchern 5a gezogen werden,
so dass sie parallel zueinander mit einem bestimmten Abstand in
derselben Ebene verlaufen.
-
Andererseits
wird der gewärmte
ungehärtete Kautschuk
R durch die Raumzone zwischen der Düse 6 und dem Einführer 5 zugeführt, und
die individuellen Corde unmittelbar nach der Passage durch die Löcher 5a werden
um ihre Peripherien eng beschichtet und mit einem solchen ungehärteten Kautschuk
R integral vereinigt, der aus einem Austrittsloch der Düse 6 mit
der benötigten
Außenprofilgestalt wie
in 1B gezeigt extrudiert wird.
-
Somit
werden die nach der Passage durch den Einführer 5 angeordneten
individuellen Corde C durch den ungehärteten Beschichtungskautschuk
R unmittelbar festgehalten, so dass eine Unordnung dieser Corde
C ausreichend verhütet
werden kann. Ebenso kann die Stärke
der Kautschukbeschichtung auf dem Cord C durch Vorgeben der Größe der Extrusion
des erwärmten
ungehärteten
Kautschuks R durch die Düse 6 bei
Bedarf eingestellt werden, so dass die Stärke einschließlich dem
Cord C im Gegensatz zur herkömmlichen
Technik ausreichend verringert werden kann.
-
In 1A bezeichnet
Bezugsziffer 8 einen Drucksensor, der am Isolatorkopf 4 angebracht
ist, um den Druck des der Raumzone zwischen dem Einführer 5 und
der Düse 6 zugeführten erwärmten ungehärteten Kautschuks
R zu messen. Die vom Drucksensor 8 gemessenen Ergebnisse
werden dann beispielsweise zu einem Antriebsmittel für die Schnecke
im Zylinder 3 zurückgespeist,
um die Drehzahl der Schnecke zu regulieren, so dass der Druck des
ungehärteten
Kautschuks R auf einen bestimmten Bereich eingestellt werden kann,
um die verschiedenen Abmessungen eines durch die Düse 6 extrudierten
bandförmigen
Körpers
aus der ungehärteten Kautschukbeschichtung
R und den Gürtelcorden
C ausreichend zu vergrößern.
-
Wie
in 4A gezeigt, wird der mit der obigen Vorrichtung
gebildete bandförmige
Körper
aus der ungehärteten
Kautschukbeschichtung R und den Gürtelcorden C (z.B. Stahlfäden mit
einem Durchmesser von 0,2 mm) nacheinander mit einem Neigungswinkel
geschnitten, der einem benötigten
Verlaufswinkel α des
Gürtelcords
C entspricht, wobei jedes Stück
einer benötigten
Gürtelbreite
BW entspricht, und dann werden die bandförmigen Schnittstücke CC an
ihren Seitenrändern
wie in 4B gezeigt aneinander gefügt, so dass eine Gürtelschicht
B mit einem bestimmten Wert einer Stärke t der Kautschukbeschichtung
einschließlich
dem Cord C gebildet werden kann, z.B. eine Stärke t von 0,87 mm.
-
Wie
oben erwähnt,
werden gemäß der Erfindung
die Gürtelcorde,
die jeweils aus einem Stahlfaden bestehen, unmittelbar nach dem
Ausrichten dieser Corde in einer Linie durch das Isoliersystem mit der
Düse mit
dem ungehärteten
Kautschuk in einem Stück
beschichtet, so dass die Ausrichtungslage dieser Corde nach dem
Beschichten wie erwartet ist, und auch die Stärke der Kautschukbeschichtung
einschließlich
des Cords kann bei Bedarf verringert werden, um das Gewicht der
Gürtelschicht
und somit des Reifens zu reduzieren.