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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen erneuerten Vollreifen und ein
Verfahren zur Herstellung desselbigen, und insbesondere vorteilhafte
Verfahren zur Erneuerung von gebrauchten bzw. abgenutzten Vollreifen.
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Stand der Technik
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Als
Reifen, der in einem Fahrzeug, wie z. B. einem Personenkraftwagen
oder einem Industriefahrzeug, eine Last trägt und die Funktion aufweist,
Kräfte
zwischen dem Fahrzeug und der Straßenoberfläche reibungslos zu übertragen,
sind üblicherweise
zwei Arten von Reifen bekannt, und zwar ein Luftreifen mit hohler
Struktur, der mit Luft befüllt wird,
und ein Vollreifen mit fester Struktur, der aus einem ringförmigen Körper auf
Gummibasis gebildet ist. Insbesondere weist der Vollreifen als Reifenfunktion
Lastentrageeigenschaft, Federungseigenschaft und Gummielastizität auf und
findet breite Anwendung in Fahrzeugen für niedrige Geschwindigkeiten und
hohe Lasten, wie z. B. einem Gabelstapler, einem Industrietraktor,
einer batteriebetriebenen Hebevorrichtung oder einem Anhänger. Als
Hauptarten von Vollreifen sind Reifen bekannt, die aus einem Einzellaufflächengummi
bestehen und direkt an ein Rad angebracht sind, Reifen, die aus
einem Gummi bestehen, welcher durch Vulkanisierung an ein Basisband
angebracht und in ein Rad eingepresst wird, sowie. Reifen, die aus
einem Gummi mit ringförmigem
Laufflächengummi
bestehen und auf einen Außenumfangsabschnitt
eines Rads eingepasst werden.
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Im
Allgemeinen ist der Vollreifen bekannt als Vollgummireifen, der
aus einem Laufflächengummi, wie
z. B. NR oder SBR besteht. Da der Vollgummireifen die Straßenoberfläche kontaktiert
und eine Reibungskraft erzeugt, um die Bewegung des Fahrzeugs zu
ermöglichen,
wird die Kontaktoberfläche des
Reifens mit der Straßenoberfläche nach
und nach abgenutzt, da der Reifen über einen langen Zeitraum verwendet
wird, und wenn die Lebenserwartung des Reifens erfüllt ist,
sollte der Reifen ent sorgt werden. In jüngster Zeit ist die Entsorgung
von Reifenmüll
jedoch zu einem ernsthaften Problem geworden. Da insbesondere Vollgummireifen
schwerer als Luftreifen sind, die beispielsweise in Personenkraftfahrzeugen
eingesetzt werden, ist die Handhabung von Vollgummireifen schwieriger.
Ferner lassen sich Vollgummireifen schlecht verbrennen und finden kaum
andere Anwendungsmöglichkeiten.
Daher sind Vollgummireifen sehr schwer zu entsorgen.
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In
dem oben angeführten
Stand der Technik wurde im Patentdokument 1 (
japanische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnr.
5-31822 ) ein Vollreifen vom Lufttyp mit einer Struktur
vorgeschlagen, bei der eine Oberfläche eines Profilgummiabschnitts
eines abgenutzten Reifens einem Polierverfahren als eine Art Polierung
unterzogen wird, und ein erneuerter Profilgummi wird an den so polierten Laufflächengummiabschnitt
angebracht. Gemäß diesem
Verfahren können
abgenutzte Reifen, die bisher schwierig zu entsorgen waren, wirksam
eingesetzt werden, es können
Reifenmaterialien eingespart, und die Herstellungsdauer von Reifen
kann reduziert werden.
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Obwohl
der erneuerte Laufflächengummi
an dem Laufflächengummiabschnitt
des abgenutzten Reifens zur Herstellung eines erneuerten Reifens
angebracht werden kann, kommt es bei Gebrauch wieder zu einer Abnutzung
des Laufflächengummiabschnitts.
Somit verbessert sich die Haltbarkeit des Laufflächengummiabschnitts des erneuerten
Reifens nicht zufrieden stellend. Da die zur Bildung des erneuerten
Laufflächengummis
verwendeten Gummimaterialien Ruß als
Verstärker
enthalten und folglich schwarz sind, verbleiben ferner schwarze
Spuren vom Reifen auf der Straßenoberfläche, weil
es zwischen dem Laufflächengummi
und der Straßenoberfläche zu Reibung
kommt. Die auf der Straßenoberfläche verbleibenden
schwarzen Reifenspuren können
das ästhetische
Erscheinungsbild der Straßenoberfläche beeinträchtigen,
und in einem Arbeitsumfeld, bei dem Gabelstapler oder Industrieschlepper zum
Einsatz kommen, können
nicht nur schwarze Reifenspuren, sondern auch schwarzes Gummipulver,
das durch Reifenabnutzung entsteht, dem Arbeitsumfeld schaden.
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Im
Patentdokument 2 (
japanische
Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnr.
2002-144442 ) ist ein Raderneuerungsverfahren offenbart,
bei dem Urethangummi eingesetzt wird. Genauer gesagt ist in diesem
Dokument ein Verfahren zur Erhaltung eines erneuerten Rads beschrieben,
bei dem nach der Entfernung eines Gummiabschnitts vom Basisband
eines Abfallreifens eine Urethangummischicht auf Etherbasis auf
der Außenumfangsoberfläche des
Basisbands ausgebildet ist.
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In
dem oben angeführten
erneuerten Rad kontaktiert die Urethan-Gummischicht die Straßenoberfläche. Der
Urethangummi weist eine höhere
Verschleißfestigkeit
als der beispielsweise aus NR oder SBR gebildete herkömmliche
Laufflächengummi
auf. Folglich kann das erneuerte Rad eine deutlich verbesserte Haltbarkeit
bzw. Lebenserwartung aufweisen. Andererseits weist das erneuerte
Rad eine niedrigere Federungseigenschaft als das Rad mit herkömmlichem
Laufflächengummi
auf. Wenn eine Bedienungsperson ein Fahrzeug, wie z. B. einen Gabelstapler
oder einen Industrietraktor bedient, bei denen das erneuerte Rad
eingesetzt wird, können
daher unangenehme Stöße auf die
Bedienungsperson übertragen
werden. Die Federungseigenschaft des erneuerten Rads kann durch
die Ausbildung der Urethangummischicht verbessert werden, um eine
geschäumte
Struktur zu erhalten oder die Härte
der Urethangummischicht stark zu reduzieren (bzw. die Weichheit
zu erhöhen).
In einem solchen Fall kann das Urethanelastomer seine eigene Verschleißfestigkeit
und in der Folge seine Haltbarkeit verlieren.
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In
der
US-A-4.435.456 ist
die Reparatur von Reifen beschrieben, bei denen ein Urethanpolymer eingesetzt
wird, um Kratzer, Rillen oder andere eingerissene Abschnitte oder
(Öffnungen
des Reifens zu verschließen
oder zufüllen.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es
ist daher ein Ziel der Erfindung, einen erneuerten Vollreifen, der
nicht nur ausgezeichnete Verschleißfestigkeit, sondern auch eine
ausgezeichnete stoßdämpfende
bzw. stoßdämmende Wirkung aufweist,
sowie ein Verfahren zur vorteilhaften Herstellung desselbigen bereitzustellen.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung von vorteilhaften
Verfahren zur Erneuerung von Abfallvollgummireifen, die zu einem
solchen Grad abgenutzt wurden, dass deren Lebenserwartung erfüllt ist.
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Gemäß einem
ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein wie in Anspruch
1 dargelegter erneuerter Vollreifen bereitgestellt.
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In
dem erneuerten Vollreifen gemäß der vorliegenden
Erfindung ist ein an einen Außenumfangsabschnitt
anzubringender ringförmiger
Laufflächengummiabschnitt
aus einer Gummischicht, die einen verbleibenden Abschnitt des abgenutzten
Vollgummireifens darstellt und eine passende Dicke aufweist, und
der Kalthärtungs-Polyurethanelastomerschicht gebildet,
die auf der Gummischicht einstückig
ausgebildet ist. Dadurch können
durch die Straße
auf den Laufflächengummiabschnitt
ausgeübte
Stöße mittels der
Gummischicht als innerer Schicht des Laufflächengummiabschnitts wirksam
absorbiert oder gedämpft
werden, und die Polyurethanelastomer-Außenschicht, die eine Kontaktoberfläche des
Laufflächenabschnitts,
der die Straßenoberfläche kontaktiert,
bereitstellt, weist eine geeignete ausgezeichnete Verschleißfestigkeit
des Polyurethanelastomers auf und in der Folge eine deutlich verbesserte
Haltbarkeit. Demnach weist der erneuerte Vollreifen eine deutlich
erhöhte
Lebenserwartung auf.
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Darüber hinaus
enthält
die Polyurethanelastomerschicht als Außenschicht des Laufflächenabschnitts
des erneuerten Vollreifens im Gegensatz zu herkömmlichen Gummischichten keinerlei
Mengen an Ruß.
Daher verbleiben im Gegensatz zu herkömmlichen Vollgummireifen keine
schwarzen Spuren des erneuerten Vollreifens (nämlich des Laufflächengummis)
auf der Straßenoberfläche, die
der Reifen kontaktiert. Somit sind beim erneuerten Vollreifen Probleme
wie die Beschädigung
des ästhetischen Erscheinungsbilds
der Straßenoberfläche durch schwarze
Markierungen und die Beeinträchtigung des
Arbeitsumfelds mittels Verteilung von schwarzem Gummipulver durch
die Abnutzung von Reifen, beseitigt. Außerdem wird die Gummischicht
als der verbleibende Abschnitt des abgenutzten Vollgummireifens
im Wesentlichen so wie sie ist als Innenschicht des Laufflächenabschnitts
des erneuerten Vollreifens verwendet. Daher kann die Verbrauchsmenge
von Rohmaterialien des Polyu rethanelastomers im Vergleich mit einem
Fall, bei dem der gesamte Laufflächenabschnitt
nur aus einer Polyurethanelastomerschicht gebildet ist, deutlich
reduziert werden. Dadurch wird ein Großteil der Materialmenge, die
darauf verwendet wird, den abgenutzten Laufflächenabschnitt des Vollreifens
zu erneuern, eingespart.
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Zusammengefasst
gesagt, kann der erneuerte Vollreifen gemäß der vorliegenden Erfindung eine
deutlich verbesserte Lebenserwartung und eine deutlich verbesserte
Stoßdämpfungs-
bzw. -dämmungswirkung
gegenüber
Stößen, die
von der Straßenoberfläche auf
einen Körper
eines Fahrzeugs ausgeübt
werden, aufweisen. Ferner verbleiben keine schwarzen Spuren durch
den Reifen auf der Straßenoberfläche, was
stark zur Erhaltung des ästhetischen
Erscheinungsbilds der Umwelt und zur Verbesserung des Arbeitsfelds
beiträgt.
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Da
gemäß der vorliegenden
Erfindung abgenutzte Vollgummireifen als erneuerte Vollreifen wiederverwendet
werden können,
müssen
die abgenutzten Vollgummireifen darüber hinaus nicht entsorgt werden,
wodurch das Problem der Müllentsorgung beseitigt
werden kann.
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Gemäß einem
bevorzugten Merkmal des ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung
ist die Kalthärtungs-Polyurethanelastomerschicht
aus einem Kalthärtungs-Polyurethanelastomer
gebildet, in dem feine Luftbläschen
dispergiert und enthalten sind. Gemäß diesem Merkmal liegen die
feinen Luftbläschen
oder -zellen in der Polyurethanelastomerschicht vor. Dies führt zu einer
wirksamen Erhöhung der
Flexibilität
der Polyurethanelastomerschicht und zur Einstellung der Härte derselbigen.
Folglich kann die stoßdämpfende
bzw. -dämmende
Eigenschaft der Polyurethanelastomerschicht vorteilhafter verbessert
werden.
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Gemäß einem
weiteren bevorzugten Merkmal des ersten Aspekts der vorliegenden
Erfindung umfasst der erneuerte Vollreifen zudem eine äußerste Schicht,
die aus einem unterschiedlichen Polyurethanelastomer gebildet ist,
die eine höhere
Verschleißfestigkeit
als die Verschleißfestigkeit
des Materials (und zwar des Kalthärtungs-Polyurethanelastomers)
der Polyurethanelastomerschicht aufweist und welche auf der Polyurethanelastomerschicht
einstückig
ausgebildet ist. Gemäß diesem
Merkmal trägt die
Bereitstellung der äußersten
Schicht mit der ausgezeichneten Verschleißfestigkeit zur Verbesserung der
Haltbarkeit des Laufflächenabschnitts
des erneuerten Vollreifens bei, wodurch sich zudem die Lebenserwartung
des Reifens erhöht.
Darüber
hinaus können
aufgrund der Bereitstellung der äußersten Schicht
die Weichheit und die stoßdämpfende
bzw. -dämmende
Wirkung der Kalthärtungs-Polyurethanelastomerschicht
durch Einstellung der Menge an feinen Luftzellen, die in der Schicht
vorliegen, vorteilhaft verbessert werden.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur
Herstellung eines wie in Anspruch 6 dargelegten erneuerten Vollreifens bereitgestellt.
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In
dem erfindungsgemäßen Verfahren
zur Herstellung eines erneuerten Vollreifens kann die Kalthärtungs-Polyurethanelastomerschicht
wirksam und integriert auf einer abgenutzten Oberfläche (z.
B. einer Außenumfangsoberfläche) eines
Vollgummireifen-Laufflächengummis
ausgebildet sein. Somit kann der abgenutzte Vollgummireifen rasch
erneuert werden.
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Zusammengefasst
gesagt, kann mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung
eines erneuerten Vollreifens ein erneuerter Vollreifen vorteilhaft
erhalten werden, in welchem die darauf bereitgestellte verbleibende
Gummischicht und die Polyurethanelastomerschicht wirksam miteinander verbunden
sind.
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Gemäß einem
bevorzugten Merkmal des zweiten Aspekts der vorliegenden Erfindung
umfasst das Verfahren zur Herstellung eines erneuerten Vollreifens – vor dem
Schritt des Auftragens des Haftmittels – einen Schritt des Auftragens
einer Grundierungsschicht auf die geschnittene Außenumfangsoberfläche der
Gummischicht des abgenutzten Vollreifens. Gemäß diesem Merkmal kann die Polyurethanelastomerschicht
fester mit der Gummischicht des abgenutzten Vollreifens verklebt
werden.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die
obigen und andere Ziele, Merkmale, Vorteile sowie technische und
gewerbliche Bedeutung der vorliegenden Erfindung lassen sich durch
Lesen nachstehender detaillierter Beschreibung der vorliegenden
bevorzugten Ausführungsformen
der Erfindung zusammen mit den beigefügten Zeichnungen besser verstehen,
worin:
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1 eine
erhöhte
Seitenansicht eines Abschnitts eines Vollgummireifens zur Erklärung der
jeweiligen Zustände
des Reifens vor und nach dessen Gebrauch ist;
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2 eine
Querschnittsansicht eines Abschnitts eines abgenutzten Vollgummireifens
und ein Abschnitt eines erneuerten Vollgummireifens ist, in dem
eine Kalthärtungs-Polyurethanelastomerschicht mit
dem abgenutzten Vollgummireifen gemäß der vorliegenden Erfindung
einstückig
ausgebildet ist;
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3 eine
Querschnittsansicht eines Abschnitts eines weiteren erneuerten Vollgummireifens gemäß der vorliegenden
Erfindung ist;
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4 eine
Querschnittsansicht zur Erläuterung
der Schritte eines ersten halben Abschnitts eines Verfahrens zur
Herstellung eines erneuerten Vollreifens gemäß der vorliegenden Erfindung
ist; und
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5 eine
Querschnittsansicht zur Erläuterung
der Schritte eines zweiten halben Abschnitts des Verfahrens zur
Herstellung eines erneuerten Vollreifens ist, welcher dem in 4 gezeigten
ersten halben Abschnitt folgt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Im
weiteren Verlauf sind bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung anhand der Zeichnungen detailliert beschrieben.
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1 ist
eine Seitenansicht eines Abschnitts eines Vollgummireifens 10,
der an ein nicht gezeigtes Fahrzeug angebracht und nicht abgenutzt
ist, sowie eine Seitenansicht eines Abschnitts des gleichen Vollgummireifens 10,
dessen Laufflächenabschnitt 14 gebraucht
und abgenutzt worden ist. Insbesondere ist der Vollgummireifen 10 wie
auf dem Gebiet der Erfindung bekannt aus einer einzelnen Sorte Gummi oder
aus einem Gemisch aus zwei oder mehreren Arten Gummi gebildet, der
oder die aus NR, IR, SBR, BR, EPM, EPDM, IIR und dergleichen ausgewählt ist bzw.
sind. Im Allgemeinen besteht der Vollgummireifen 10 aus
einer Gummimischung, die NR oder IR als Hauptkomponenten enthält, und
wird vulkanisiert. Der Vollgummireifen 10 ist im Handel
als so genannter Vollreifen verfügbar.
Der Vollgummireifen 10 weist im Allgemeinen die Form eines
Torus auf, und eine Außenumfangsoberfläche eines
an eine Achsenwelle des Fahrzeugs fixierten Rads 18 ist
an einen Innenumfangsabschnitt des Reifens 10 mittels eines allgemein
bekannten Verfahrens, wie z. B. Kleben, Einpressen oder Einpassen,
angebracht.
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Der
Vollgummireifen 10 weist auf einer Seitenoberfläche einen
Laufflächenabnutzungsindikator (bzw.
einen Reifenabnutzungsindikator) 12 auf, der die Benutzungsgrenze
des Reifens 10 anzeigt. Der Laufflächenabnutzungsindikator 12 ist
beispielsweise dreieckig und ist in Form einer Vertiefung oder eines
Reliefs ausgebildet. Wenn der Laufflächenabschnitt 14 des
Vollgummireifens 10 aufgrund wiederholter Reibung mit der
Straßenoberfläche nach
und nach abgenutzt wird und die Außenumfangsoberfläche des
abgenutzten Abschnitts 14, die die Straßenoberfläche kontaktiert, schließlich den
Laufflächenabnutzungsindikator 12 erreicht,
sollte der Vollgummireifen 10, und zwar ein abgenutzter
Vollgummireifen 16 durch einen neuen ersetzt werden, da
die Lebenserwartung des Reifens 10 erfüllt ist.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird der abgenutzte Vollgummireifen 16, dessen
Lebenserwartung erfüllt
ist, vorteilhaft erneuert. Genauer beschrieben weist der wie in 1 gezeigte
abgenutzte Vollgummireifen 16 einen verbleibenden Abschnitt des
Vollgummireifens 10, eine abgenutzte Gummischicht 20,
auf, die entlang des Gesamtumfangs des Rads 18 verbleibt
und eine vorbestimmte Dicke aufweist, die dem Laufflächenabnutzungsindikator 12 entspricht.
Wie in 2 gezeigt, wird auf der Au ßenumfangsoberfläche der
abgenutzten Gummischicht 20 eine Kalthärtungs-Polyurethanelastomerschicht 24 mit
vorbestimmter Dicke einstückig
ausgebildet, wodurch ein neuer Laufflächenabschnitt 14 bereitgestellt
wird. Somit wird der abgenutzte Vollgummireifen 16 zu einem
erneuerten Vollgummireifen 26, der wieder im Fahrzeug verwendet
werden kann.
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Die
oben angeführte
Polyurethanelastomerschicht 24 wird auf der Außenumfangsoberflache
der abgenutzten Gummischicht 20 durch Gießen herkömmlich bekannter
Rohmaterialien eines Kalthärtungs-Polyurethans
in Gussformen einstückig
ausgebildet, sodass der erneuerte Vollgummireifen 26 einen
gewünschten
Durchmesser aufweisen kann. Im Allgemeinen enthalten die Rohmaterialien
des Kalthärtungs-Polyurethans
als Polyisocyanatkomponente ein Diphenylmethandiisocyanat (MDI)
oder dessen Derivate, wie z. B. modifiziertes Diphenylmethan-4,4-diisocyanat
und zusätzlich
dazu als Polyolkomponente Polyetherpolyol oder dergleichen. Die Rohmaterialien
enthalten weiters ein aromatisches Amin, wie z. B. ein aromatisches
primäres
Amin als Katalysator, der die rasche Umsetzung der Polyisocyanatkomponente
mit der Polyolkomponente und deren Härtung bei geringer Temperatur
bewirkt. Die Rohmaterialien können
je nach Bedarf aus verschiedenen im Handel erhältlichen Produkten ausgewählt werden.
Bei einem Produkt, das im Handel unter der Bezeichnung „BAYTEC" von der Bayer AG
in Deutschland erhältlich
ist, reagieren und härten
zwei Komponenten bei einer Raumtemperatur von 10°C bis 50°C. In einem solchen Fall reagieren
und härten die
Komponenten zu einem bestimmten Grad etwa eine Minute nachdem die
zwei Komponenten miteinander vermischt worden sind; und nachdem
sie etwa 3 Tage bei Raumtemperatur gehalten wurden, ist die Reaktion
im Wesentlichen beendet und stellt ein Polyurethanelastomer mit
Endeigenschaften bereit.
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Da
die Polyurethanelastomerschicht 24 unter Einsatz der Rohmaterialien
des Kalthärtungs-Polyurethans
ausgebildet wird, muss die Gummischicht 20 des abgenutzten
Vollgummireifens 16 beim Härten des Polyurethans keinen
hohen Temperaturen ausgesetzt werden, wodurch wirksam verhindert wird,
dass die Eigenschaften der Gummischicht 20 beispielsweise
durch Hitze verändert
werden. Daher kann der er neuerte Vollgummireifen 26, in
welchem die oben angeführte
Polyurethanelastomerschicht 24 auf der Gummischicht 20 einstückig ausgebildet
ist, die Dämpfungseigenschaft
der Gummischicht 20 gegen darauf ausgeübte Stöße vorteilhaft aufweisen. Darüber hinaus
kann die Haltbarkeit der Gummischicht 20 und folglich die
Lebenserwartung des erneuerten Vollgummireifens 26 als
Ganzes vorteilhaft verbessert werden.
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In
dem wie oben beschrieben aufgebauten erneuerten Vollgummireifen 26 stellt
eine Außenumfangsoberfläche der
Polyurethanelastomerschicht 24 eine Kontaktoberfläche, die
die Straßenoberfläche kontaktiert,
bereit. Daher kann das Polyurethanelastomer seine geeignete Verschleißfestigkeit
ausüben, und
folglich weist der erneuerte Vollgummireifen 26 eine deutlich
verbesserte Lebenserwartung auf. Da die Gummischicht 20 unter
der Polyurethanelastomerschicht 24 mit der ausgezeichneten
Verschleißfestigkeit
liegt, kann die Gummischicht 20 darüber hinaus von der Straßenoberfläche auf
das Fahrzeug übertragene
Stöße wirksam
absorbieren oder dämpfen,
sogar wenn die Härte
der Gummischicht 24 80A bis 90A Shore-Härte beträgt. Folglich trägt die Gummischicht 20 stark
zur Verbesserung z. B. des Fahrkomforts des Fahrzeugs bei. Damit
sich die Wirkung der Gegenwart der Gummischicht 20 vorteilhaft
zeigen kann, sollte der Prozentanteil der Dicke der Polyurethanelastomerschicht 24 in
Bezug auf die Gesamtdicke des erneuerten Vollgummireifens 26 in Radialrichtung
desselben nicht mehr als 40%, noch bevorzugter nicht mehr als 30%,
und der Prozentanteil der Dicke der Gummischicht 20 in
Bezug auf die Gesamtdicke des erneuerten Vollgummireifens 26 nicht
weniger als 60%, noch bevorzugter nicht weniger als 70%, betragen.
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Darüber hinaus
enthält
die Polyurethanelastomerschicht 24 im Gegensatz zur Gummischicht 20 keinerlei
Mengen an Ruß als
Verstärkermaterial.
Daher verbleiben trotz Rollen und Bewegens des erneuerten Vollgummireifens 26 auf
der Straßenoberfläche keine
schwarzen Spuren des Reifens 26 auf der Straßenoberfläche. Somit
trägt die
Polyurethanelastomerschicht 24 dazu bei, die Umwelt sauber
zu halten. Ferner fügt
die Elastomerschicht 24 einem Arbeitsumfeld, in welchem
erneuerte Vollgummireifen 26 hergestellt werden, keinen
Schaden zu.
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Die
Polyurethanelastomerschicht 24 weist gegebenenfalls eine
geschäumte
Struktur auf, in welcher feine Luftbläschen oder Zellen enthalten
sind, sofern die Elastomerschicht 24 ihre ausgezeichnete Verschleißfestigkeit
beibehalten kann. In einem solchen Fall kann die Elastomerschicht 24 an
sich eine stoßdämpfende
oder dämmende
Eigenschaft aufweisen. Die geschäumte
Struktur kann vorteilhaft ausgebildet werden, indem bewirkt wird,
dass Polyurethanrohmaterialien, in welchen feine Luftbläschen dispergiert
und enthalten sind, bei Raumtemperatur härten, und die Härte der
Polyurethanelastomerschicht 24 kann je nach Bedarf durch
Veränderung
der Menge der in der geschäumten
Struktur vorliegenden feinen Luftzellen eingestellt werden.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung kann eine äußerste Schicht,
die aus einem Polyurethanelastomer mit ausgezeichneter Verschleißfestigkeit besteht,
zusätzlich
auf der Außenumfangsoberfläche der
auf der Gummischicht 20 ausgebildeten Kalthärtungs-Polyurethanelastomerschicht 24 bereitgestellt sein,
um einen erneuerten Vollgummireifen herzustellen. Ein Beispiel für diesen
erneuerten Vollgummireifen ist in 3 angeführt. Eine
auf der Polyurethanelastomerschicht 24 bereitgestellte äußerste Schicht 28 ist
aus einem Polyurethanelastomer mit einer höheren Verschleißfestigkeit
als das Polyurethanelastomer der Schicht 24 gebildet, um
eine vorbestimmte Dicke aufzuweisen. Somit wird ein erneuerter Vollgummireifen 30 einschließlich eines
Laufflächenabschnitts
mit einstückiger.
Dreischichtstruktur hergestellt.
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Das
Polyurethanelastomer der äußersten Schicht 28 ist
unter Einsatz bekannter Rohmaterialien eines Polyurethanelastomers
mit ausgezeichneter Verschleißfestigkeit
ausgebildet. Im Allgemeinen ist dieses Elastomer als wärmehärtendes
Elastomer auf NDI-Basis bekannt. Genauer beschrieben, wird Naphthalin-1,5·Diisocyanat
(NDI) als Polyisocyanatkomponente eingesetzt und Polyesterpolyol
oder dergleichen als Polyolkomponente verwendet. Nachdem die zwei
Komponenten miteinander vorreagiert werden, um ein NDI-/Ester-Vorpolymer
zu bilden, werden ein Glykolvernetzer und Wasser mit dem Vorpolymer
vermischt, um ein gewünschtes
festes Elastomer auf NDI-Basis oder ein gewünschtes mikrozelluläres Elastomer
auf NDI-Basis zu bilden. Somit wird die gewünschte äußerste Schicht 28 mittels
eines Druckgussverfah rens, bei dem die Polyurethanrohmaterialien
in Druckformen gegossen werden, ausgebildet. Das Polyurethanelastomer
mit ausgezeichneter Verschleißfestigkeit
ist nicht auf das oben angeführte
wärmehärtende Polyurethanelastomer
beschränkt,
sondern kann ein Kalthärtungs-Polyurethanelastomer
sein, sofern das Polyurethanelastomer eine gewünschte Verschleißfestigkeit
aufweist. Die Rohmaterialien für
das Polyurethanelastomer sind im Handel erhältlich; beispielsweise finden
Polyurethanrohmaterialien, die unter der Handelbezeichnung „VULKOLLAN" der Bayer AG, Deutschland
erhältlich sind,
vorteilhafte Anwendung.
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Im
Allgemeinen wird bevorzugt, dass die Materialien des zur Bildung
der äußersten
Schicht 28 verwendeten wärmehärtenden Polyurethanelastomers
bei einer niedrigen Temperatur von beispielsweise 70°C bis 115°C reagiert
und gehärtet
werden. Dadurch wird gewährleistet,
dass die Gummischicht 20 des abgenutzten Vollgummireifens 16 bei
der Härtung
der Polyurethanmaterialien keinen hohen Temperaturen ausgesetzt
wird, wodurch wirksam verhindert wird, dass die Eigenschaften der
Gummischicht 20 durch Wärme
verändert
werden. Daher weist der erneuerte Vollgummireifen 30, in
welchem die Polyurethanelastomerschicht 24 und die äußerste Schicht 28 auf
der Gummischicht 20 einstückig ausgebildet sind, gegenüber darauf
ausgeübte
Stöße oder
Aufpralle die vorteilhafte Dämpfungseigenschaft
der Gummischicht 20 auf. Darüber hinaus kann die Haltbarkeit
der Gummischicht 20 und folglich die Lebenserwartung des
erneuerten Vollgummireifens 30 als Ganzes vorteilhaft verbessert
werden.
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Da
der erneuerte Vollgummireifen 30 die äußerste Schicht 28 mit
ausgezeichneter Verschleißfestigkeit
umfasst, verfügt
der erneuerte Vollreifen 30 ferner über eine verbesserte Lebenserwartung.
Da die äußerste Schicht 28 ausgebildet
ist, um eine höhere
Härte als
die in der Schicht 28 angeordnete Polyurethanelastomerschicht 24 aufzuweisen,
weist der erneuerte Vollreifen 30 eine verbesserte Verschleißfestigkeit
auf.
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Da
die äußerste Schicht 28 außerhalb
der Polyurethanelastomerschicht 24 mit der geschäumten Struktur
bereitgestellt wird, kann die geschäumte Struktur durch die äußerste Schicht 28 verbessert werden,
sodass die Härte
der geschäumten
Struktur verringert werden kann. Folglich kann nicht nur die Gummischicht 20,
sondern auch die Polyurethanelastomerschicht 24 dazu beitragen,
durch die Straßenoberfläche auf
den erneuerten Vollgummireifen 30 ausgeübte Stöße oder Aufpralle zu absorbieren oder
zu dämpfen.
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Der
wie oben beschrieben aufgebaute erneuerte Vollgummireifen 26, 30 gemäß der vorliegenden
Erfindung wird durch ein ebenfalls erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung
eines erneuerten Vollgummireifens hergestellt. Das Verfahren zur
Herstellung von erneuerten Vollreifens basiert auf einem bekannten
Verfahren, wie z. B. einem Druck- oder Spritzgussverfahren. In dem
Verfahren zur Herstellung von erneuerten Vollreifen wird vor der
Ausbildung der gewünschten
Kalthärtungs-Polyurethanelastomerschicht 24 die
Außenumfangsoberfläche 22 der
Gummischicht 20 des abgenutzten Vollgummireifens 16 bearbeitet,
und zwar geschnitten oder mittels beispielsweise einer Drehbank
mechanisch bearbeitet, um einen überflüssigen Abschnitt
der Gummischicht 20 mit einer vorbestimmten Dicke zu beseitigen.
Auf diese Weise werden an der Außenoberfläche haftendes und/oder in die
Innenmasse der Gummischicht 20 imprägniertes Öl und/oder Teilchen, die in
die Außenoberfläche derselbigen 20 eingedrungen sind,
entfernt, um sicherzustellen, dass die Polyurethanelastomerschicht 24 wirksamer
an die saubere Außenoberfläche 22 der
Gummischicht 20 angebracht werden kann. Auf der sauberen
Außenoberfläche 22 der
Gummischicht 20 wird mittels einer bekannten Grundierung
eine Grundierungsschicht ausgebildet, um den Grad der Anbringung
der Außenoberfläche 22 zu
verbessern, und es wird darüber
hinaus mittels eines bekannten Haftmittels, das für Polyurethane
geeignet ist, eine Haftschicht auf der Grundierungsschicht ausgebildet.
Da die Grundierungsschicht und die Haftschicht auf der Außenoberfläche 22 der
Gummischicht 20 ausgebildet sind, kann die Polyurethanelastomerschicht 24 fester
mit der Gummischicht 20 verklebt werden.
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Nachdem
die Grundierung und anschließend das
Haftmittel an die Gummischicht 20 angebracht werden, wird
der abgenutzte Vollgummireifen 16 einschließlich der
abgenutzten Gummischicht 20 in eine geeignete Gussvorrichtung 32 platziert.
An schließend
werden wie in 4 gezeigt Rohmaterialien für ein Kalthärtungs-Polyurethan in die
Gussvorrichtung 32 gegossen.
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Insbesondere
umfasst die Gussvorrichtung 32 wie in 4 gezeigt
eine zylinderförmige äußere Gussform 34 mit
einer Bodenwand und eine kernartige innere Gussform 36,
die in einem Innenraum der äußeren Gussform 34 so
bereitgestellt ist, dass die innere Gussform 36 und die äußere Gussform 34 konzentrisch
angeordnet sind. Der abgenutzte Vollgummireifen 16 wird
so in die Gussvorrichtung 32 platziert, dass die innere
Gussform 36 in ein inneres Loch des Reifens 16 passt.
In diesem Zustand gießt eine
bekannte Materialgussvorrichtung 40 Rohmaterialien 42 für ein Kalthärtungs-Polyurethan
in einen ringförmigen
Raum (z. B. einen Formraum) 38, der sich zwischen der Außenumfangsoberfläche der Gummischicht 20 des
abgenutzten Vollgummireifens 16 und der Innenumfangsoberfläche der äußeren Gussform 34 befindet,
bis der ringförmige
Raum 38 mit den Rohmaterialien befüllt ist. Die Materialgussvorrichtung 40 kann
eine solche sein, die einen allgemein bekannten Aufbau aufweist;
wie z. B. ein Mischkopf oder eine Einspritzvorrichtung von Druckrohrtyp. Die
Materialgussvorrichtung 40 wird mit der Polyisocyanatkomponente:
A und der Polyolkomponente: B befüllt, mit dem Härter (und
zwar dem Katalysator) vermischt, und nachdem die zwei Komponenten
mittels eines geeigneten dynamischen oder statischen Mischers einheitlich
vermischt worden sind, wird das Gemisch in die Gussvorrichtung 32 gegossen.
Die Materialgussvorrichtung 40 wird optional mit Druckluft:
C befüllt.
Wenn Druckluft: C in die Polyurethanrohmaterialien 42 eingeführt wird,
werden feine Luftbläschen
oder Zellen in den Rohmaterialien 42 dispergiert und sind
darin enthalten.
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Die
in die Gussvorrichtung 32 gegossenen Polyurethanrohmaterialien 42 reagieren
und härten bei
Raumtemperatur. Somit ist die Polyurethanelastomerschicht 24,
die optional eine geschäumte
Struktur aufweist, in welcher feine Luftzellen dispergiert sind,
auf der Außenoberfläche der
Gummischicht 20 einstückig
ausgebildet. Wie in 5 gezeigt, wird daraufhin ein
einstückiges
Formprodukt 44 einschließlich der Gummischicht 20 und
die Polyurethanelastomerschicht 24 aus der Gussvorrichtung 32 entfernt und
fertiggestellt. Genauer gesagt werden der Breite nach gegenüberlie gende
Enden der Außenumfangsoberfläche der
Polyurethanelastomerschicht 24 abgerundet, um abgerundete
Abschnitte 46 bereitzustellen, wodurch verhindert wird,
dass sie bei Gebrauch abgetragen werden. Somit wird ein gewünschter
erneuerter Vollreifen 48 hergestellt.
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In
dem oben beschriebenen Verfahren zur Herstellung eines erneuerten
Vollreifens 48 werden die Polyurethanrohmaterialien 42 lediglich
in die Gussvorrichtung 32 gegossen, um die Polyurethanelastomerschicht 24 auf
der Außenumfangsoberfläche der
Gummischicht 20 einstückig
auszubilden. Auf diese Weise kann der erneuerte Vollreifen 48 sehr einfach
hergestellt werden. Darüber
hinaus sind nicht sämtliche
Abschnitte des erneuerten Vollreifens 48 aus dem Polyurethanelastomer
gebildet, sondern nur die Polyurethanelastomerschicht 24 ist
auf der Außenoberfläche der
abgenutzten Gummischicht 20 einstückig ausgebildet, die mit der
vorbestimmten Dicke entlang des Gesamtumfangs des Rads 18 verbleibt.
Somit ist das vorliegende Verfahren zur Herstellung eines erneuerten
Vollreifens wirtschaftlich, da die Verwendungsmenge der Polyurethanrohmaterialien 42 relativ
gering ist. In der in den 4 und 5 gezeigten
Ausführungsform
werden die Polyurethanrohmaterialien 42 mit Druckluft:
C zugeführt, sodass
die Rohmaterialien 42 in einem Zustand reagieren und härten, bei
dem feine Luftbläschen
eingeführt
und dispergiert werden. In der Folge bildet sich die Polyurethanelastomerschicht 24,
in welcher feine Luftzellen enthalten sind. Da die Härte der
Polyurethanelastomerschicht 24 je nach Menge der darin enthaltenen
feinen Luftzellen verändert
wird, kann die Härte
der Schicht 24 durch Verändern der Menge der in die
Rohmaterialien 42 eingeführten Druckluft: C vorteilhaft
eingestellt werden.
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In
der in 3 gezeigten Ausführungsform, in welcher die äußerste Schicht 28 mit
ausgezeichneter Verschleißfestigkeit
auf der Polyurethanelastomerschicht 24 ausgebildet ist,
kann das in 5 gezeigte integrierte Formprodukt 44 verwendet
werden. Insbesondere wird das einstückige Formprodukt 44 in
eine andere nicht angeführte
größere Gussvorrichtung
platziert, die dem Außendurchmesser
des erneuerten Vollgummireifens 30 entspricht, und passende
Polyurethanrohmaterialien werden in einen um die Außenumfangsoberfläche der
Polyurethanelastomerschicht 24 bereitge stellten ringförmigen Formraum
auf gleiche Weise, mit der die Schicht 24 ausgebildet wurde,
gegossen. Sind die Polyurethanrohmaterialien vom Wärmehärtungstyp
so kann die Gussvorrichtung und/oder das einstückige Formprodukt 44 vorerhitzt
werden bevor die Rohmaterialien eingegossen werden, oder können auf
eine wirksame Temperatur erhitzt werden, bei welcher die Rohmaterialien
reagieren können,
nachdem sie eingegossen wurden.
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Der
durch das in den 4 und 5 gezeigte
Verfahren hergestellte erneuerte Vollreifen 48 wird an
das Rad 18 angebracht und mit dem Fahrzeug verwendet, sodass
das Rad 18 an den Innendurchmesser des Reifens 48 durch
ein herkömmlich bekanntes
Verfahren, wie z. B. Kleben, Einpressen oder Einpassen, befestigt
wird. So weist der erneuerte Vollreifen 48 die oben beschriebenen
speziellen Vorteile der auf der Gummischicht 20 ausgebildeten Polyurethanelastomerschicht 24 auf.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung mit ihren bevorzugten Ausführungsformen
beschrieben wurde, versteht es sich, dass die vorliegende Erfindung in
keinster Weise auf die Details dieser Ausführungsformen beschränkt ist,
sondern andere Ausführungsformen
aufweisen kann.
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Beispielsweise
können
die gemäß der vorliegenden
Erfindung angewandten abgenutzten Vollreifen 16 Vollreifenmüll sein,
der durch Wiederverwertung so genannter Vollgummireifen, nämlich herkömmlicher
Vollreifen auf Gummibasis, die breite Anwendung in Gabelstaplern,
Industrietraktoren, batteriebetriebenen Hebevorrichtungen, Anhängern oder dergleichen
finden, erhalten wird. Darüber
hinaus können
die abgenutzten Vollreifen 16 Vollreifen sein, die aus
einem herkömmlichen
Vollgummi gebildet sind und beispielsweise als Räder für einen Lieferwagen oder Transportrollen
für Gepäck verwendet
werden können.
Ferner können
die abgenutzten Vollreifen 16 Vollreifen vom Lufttyp oder
Vollreifen vom Zylinderbasistyp sein, und die vorliegende Erfindung
ist auf die jeweiligen Vollgummiabschnitte solcher Reifen anwendbar.
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In
jeder der veranschaulichten Ausführungsformen
wird der abgenutzte Vollgummireifen 16 dessen Lebenserwartung
erfüllt
worden ist, verwendet, um den erneuerten Vollreifen 26, 30, 48 herzustellen. Es
ist jedoch möglich,
zur Herstellung eines erneuerten Vollreifens einen abgenutzten Vollgummireifen
zu verwenden, der zu einem bestimmten Grad abgenutzt worden ist,
jedoch seine Lebenserwartung nicht erfüllt hat, nämlich den Laufflächenabnutzungsindikator 12 noch
nicht erreicht hat.
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In
dem in den 4 und 5 gezeigten Verfahren
zur Herstellung von erneuerten Vollreifen wird der abgenutzte Vollgummireifen 16 vom
Rad 18 abgenommen und anschließend in die Gussvorrichtung 32 platziert,
und dann wird die Polyurethanelastomerschicht 24 auf der
Außenumfangsoberfläche der
Gummischicht 20 des Reifens 16 einstückig ausgebildet.
Es ist jedoch möglich,
den abgenutzten Vollgummireifen 16, der nicht vom Rad 18 abgenommen ist,
sondern auf dem Rad 18 bleibt, in die Gussvorrichtung 32 zu
platzieren und die Polyurethanelastomerschicht 24 auf der
Außenoberfläche der
Gummischicht 20 des Reifens 16 einstückig auszubilden.
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Die
zur Bildung der Polyurethanelastomerschicht 24 verwendeten
Polyurethanrohmaterialien 42 enthalten überhaupt keinen Ruß als Verstärkermaterial,
sondern können
ein oder mehrere bekannte Additive, wie z. B. ein Färbemittel,
um der Elastomerschicht 24 eine gewünschte Farbe zu verleihen;
ein antibakterielles Mittel, um der Schicht 24 eine antibakterielle
Wirkung zu verleihen; einen Photokatalysator; oder ein UV-Strahlenabsorptionsmittel
enthalten.