DE9314385U1 - Device for separating burrs and knobs on rubber tires - Google Patents
Device for separating burrs and knobs on rubber tiresInfo
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Description
& Partner 22. September 1993 SO/pa & Partner 2 2 September 1993 SO/pa
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ECO Entgratungs-Center Olpe GmbH Zu Hildringhausen 35 57462 Olpe/BiggeseeECO Entgratungs-Center Olpe GmbH Zu Hildringhausen 35 57462 Olpe/Biggesee
Vorrichtung zum Abtrennen von Graten und Noppen an GummireifenDevice for removing burrs and studs from rubber tires
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abtrennen von durch Kühlung versprödeten Graten und Noppen an Gummireifen mittels eines an den rotierenden Reifen anlegbaren Abtrennwerkzeuges. The invention relates to a device for removing burrs and knobs on rubber tires that have become brittle due to cooling by means of a cutting tool that can be placed on the rotating tire.
Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus der DE-OS-31 50 901 bekannt.Such a device is known, for example, from DE-OS-31 50 901.
Bei dieser Vorrichtung werden die fertigungstechnisch bedingten Grate bzw. Noppen auf der Laufseite bzw. den Seitenflanken eines Gummireifens dadurch entfernt, daß der Reifen in einem aus flüssigem Stickstoff bestehenden Kühlbad 5 rotiert und die auf diese Art und Weise versprödeten Noppen durch ein Entgratungswerkzeug, beispielsweise eine pneumatisch geführte Walze oder einen Abstreifbügel, entfernt werden. In this device, the burrs or knobs on the running side or the side flanks of a rubber tire caused by the manufacturing process are removed by rotating the tire in a cooling bath consisting of liquid nitrogen 5 and the knobs embrittled in this way are removed by a deburring tool, for example a pneumatically guided roller or a scraper bar.
Bei dieser Vorrichtung besteht jedoch, wie beispielsweise in der DE-OS 40 01 213 ausgeführt wird, der Nachteil, daß jede Stelle des Reifens für eine befriedigende Bearbeitung mehrfach überstrichen werden muß. Daraus ergibt sich eine erhebliche, nicht unterschreitbare Bearbeitungsdauer, die gemäß DE-OS 31 50 901 ca. 10 Sekunden beträgt.However, as is explained in DE-OS 40 01 213, this device has the disadvantage that each point on the tire must be painted over several times for satisfactory processing. This results in a considerable, not less than 10 seconds processing time according to DE-OS 31 50 901.
Diese vergleichsweise langen Bearbeitungszeiten führen, da der Reifen während der Bearbeitungszeit zumindest teilweise in das Flüssigstickstoffbad eintaucht, zu einer Versprödung nicht nur der zu entfernenden Noppen oder Grate, sondern auch einer Versprödung des Reifens im Laufflächenprofil. Dadurch können unter anderem qualitative Probleme derart entstehen, daß aufgrund der unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten von Gummi und dem in das Gummi einvulkanisierten Stahlgürtel Ablöseerscheinungen zwischen den beiden Materialien erfolgen können, die insbesondere bei Hochgeschwindigkeitsreifen zu Problemen führen können.These comparatively long processing times lead to embrittlement not only of the knobs or burrs to be removed, but also of the tire in the tread pattern, since the tire is at least partially immersed in the liquid nitrogen bath during the processing time. This can cause quality problems, among other things, such that the different thermal expansion coefficients of rubber and the steel belt vulcanized into the rubber can lead to detachment between the two materials, which can cause problems, especially with high-speed tires.
Um die beschriebenen Nachteile zu beseitigen, wird in der bereits zitierten DE-OS 40 01 213 vorgeschlagen, anstelle
der bekannten Brechwerkzeuge ein aus einem Drahtgeflecht bestehendes, rippiges, nichtsteifes Band zu verwenden, das
unter Anpassung an das jeweilige Reifenprofil mit der Lauffläche des Reifens bzw. dessen Seitenflanken in Berührung
gebracht wird. Durch die Verwendung eines Drahtgeflechtes 0 wird zwar die Abbrechwirkung aufgrund der flächigen Einwirkung
verbessert und somit die Taktzeiten verkürzt, nachteilig ist jedoch, daß das Drahtgeflecht an versprödeten Profilkanten
hängenbleiben kann und das Reifenprofil auf diese Art unter Umständen beschädigt wird.
25In order to eliminate the disadvantages described, the previously cited DE-OS 40 01 213 proposes using a ribbed, non-rigid band made of wire mesh instead of the known breaking tools, which is brought into contact with the tread of the tire or its side flanks while being adapted to the respective tire profile. By using a wire mesh 0, the breaking effect is improved due to the surface effect and thus the cycle times are shortened, but the disadvantage is that the wire mesh can get caught on brittle profile edges and the tire profile can be damaged in this way.
25
Derartige Entgratungsvorrichtungen haben sich daher in der Praxis bisher nicht durchsetzen können.Such deburring devices have therefore not yet been able to establish themselves in practice.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Entgratungs-0 vorrichtung für Gummireifen zu schaffen, bei der eine äußerst schonende Behandlung der Reifenoberfläche unter Erreichung kurzer Taktzeichen gewährleistet ist.The invention is based on the object of creating a deburring device for rubber tires, which ensures extremely gentle treatment of the tire surface while achieving short cycle times.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Abtrennwerkzeug als konkaver, an die Lauffläche bzw. Seitenflanken des Reifens angepaßter, mit seiner Längsachse parallel zur Reifenachse angeordneter Rollenkörper ausgebildet ist, der vor-This task is solved by the separating tool being designed as a concave roller body that is adapted to the tread or sidewalls of the tire and is arranged with its longitudinal axis parallel to the tire axis, which
zugsweise gleichsinnig zur Rotationsrichtung des Reifens antreibbar ist.preferably driven in the same direction as the rotation of the tire.
Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung beruht auf der überraschenden Erkenntnis, daß die versprödeten überstehenden Noppen bzw. Grate dann vollständig bei einem einmaligen Reifenumlauf entfernt werden können, wenn zwischen der rotierenden Reifenlauffläche und dem rotierenden Rollenkörperumfang eine Relativbewegung besteht. Diese ReIativgeschwindigkeit kann im Prinzip auch mit gegenläufig angetriebenen Rollenkörpern erreicht werden, vorzugsweise werden die Rollenkörper jedoch gleichsinnig, d. h. mit gleichem Drehsinn, angetrieben, so daß die Antriebsenergie für die Rollenkörper niedrig gehalten werden kann und die Tangentialkomponenten der jeweiligen Umfangsbewegung in entgegengesetzte Richtung zeigen.The operation of the device according to the invention is based on the surprising discovery that the embrittled protruding knobs or burrs can be completely removed in a single tire revolution if there is a relative movement between the rotating tire tread and the rotating roller body circumference. This relative speed can in principle also be achieved with roller bodies driven in opposite directions, but preferably the roller bodies are driven in the same direction, i.e. with the same direction of rotation, so that the drive energy for the roller bodies can be kept low and the tangential components of the respective circumferential movement point in opposite directions.
Das einwandfreie Abbrechverhalten der versprödeten Noppen bei hinreichend hoher Relativgeschwindigkeit zwischen dem Rollenkörper und der Lauffläche des Reifens beruht offensichtlich auf einem bisher nicht festgestellten dynamischen Festigkeitsverhalten, das die Noppen unmittelbar an der Grenze zwischen Noppenkörper und Reifenoberfläche flächig abbrechen läßt. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann bei einmaliger Umdrehung des Reifens eine vollständige Entfernung sämtlicher Noppen und Grate erfolgen.The perfect breaking off behavior of the embrittled knobs at a sufficiently high relative speed between the roller body and the tire tread is obviously based on a previously undiscovered dynamic strength behavior that allows the knobs to break off flatly directly at the boundary between the knob body and the tire surface. With the device according to the invention, all knobs and burrs can be completely removed with a single rotation of the tire.
Die mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung erzielbaren Taktzeiten liegen bei etwa 1-1,5 Sekunden. Dies hat neben 0 einem verminderten Kühlmittelverbrauch gleichzeitig den Vorteil, daß der üblicherweise teilweise in das Kühlmittel eingetauchte Reifen der Kältebeaufschlagung nur sehr kurzfristig ausgesetzt ist, so daß lediglich eine Versprödung der Noppen stattfindet und eine Qualitätsbeeinträchtigung nicht erfolgt. Dadurch, daß lediglich die Noppen, nicht jedoch das Reifenprofil versprödet wird, ist gleichzeitig sicher ausgeschlossen, daß durch den vorzugsweise gleichläu-The cycle times that can be achieved with the device according to the invention are around 1-1.5 seconds. In addition to reduced coolant consumption, this also has the advantage that the tire, which is usually partially immersed in the coolant, is only exposed to the cold for a very short time, so that only the studs become brittle and there is no impairment of quality. Because only the studs, but not the tire profile, are embrittled, it is also safely ruled out that the preferably simultaneous
fig rotierenden Rollenkörper Beschädigungen des Reifenprofils hervorgerufen werden können.fig rotating roller body can cause damage to the tire tread.
Um die Abbrechwirkung der konkaven Rollenkörperoberfläche weiter zu verbessern, kann aus diesem Grunde auch eine Profilierung des Rollenkörpers vorteilhaft sein, wobei die Profile entweder als in Längsrichtung des Rollenkörpers verlaufende Wulste oder Nuten oder als sich sowohl in Längs- wie auch Umfangsrichtung erstreckende Wulste oder Nuten ausgebildet sein können.In order to further improve the breaking effect of the concave roller body surface, it may also be advantageous to profile the roller body, whereby the profiles can be designed either as beads or grooves running in the longitudinal direction of the roller body or as beads or grooves extending in both the longitudinal and circumferential directions.
Um unzulässig hohe Druck- bzw. Reibungskräfte auf die Lauffläche bzw. Seitenflanken des Reifens zu vermeiden, sind die Rollenkörper vorzugsweise in radialer Reifenrichtung nachgiebig bzw. federnd gelagert. Auf diese Weise weichen die Rollenkörper in radialer Richtung zurück, wenn beispielsweise der zu behandelnde Reifen in seiner Rotationsvorrichtung nicht mittig eingespannt ist oder irrtümlicherweise ein Reifen mit zu großem Durchmesser entgratet wird.In order to avoid excessive pressure or friction forces on the tread or sidewalls of the tire, the roller bodies are preferably mounted so that they are flexible or spring-loaded in the radial direction of the tire. In this way, the roller bodies move back in the radial direction if, for example, the tire to be treated is not clamped centrally in its rotation device or if a tire with a diameter that is too large is mistakenly deburred.
Das bisher als nachteilig empfundene Problem, für Reifen unterschiedlicher Größe bzw. Profile jeweils neu einzubauende Abbrechkörper verwenden zu müssen, kann dadurch gelöst werden, daß unterschiedliche, jeweils an die Reifengröße angepaßte Rollenkörper vorgesehen sind, die auf einer vorzugsweise automatischen Rollenkörperwechseleinrichtung angeordnet sind.The problem, which was previously perceived as disadvantageous, of having to use new break-off bodies for tires of different sizes or profiles, can be solved by providing different roller bodies, each adapted to the tire size, which are arranged on a preferably automatic roller body changing device.
Die Rollenkörperwechseleinrichtung ist dabei vorzugsweise 0 als zum Reifen hin schwenkbarer, mehrarmiger, drehbarer Haltestern ausgearbeitet, an dessen Haltearmen die unterschiedlich geformten Rollenkörper antreibbar angeordnet sind. Auf diese Weise kann jeweils die zur Bearbeitung vorgesehene, passende Rolle durch Verdrehung des Haltesternes in die 5 richtige Bearbeitungsposition gebracht werden.The roller body changing device is preferably designed as a multi-armed, rotating holding star that can be pivoted towards the tire, on whose holding arms the differently shaped roller bodies are arranged in a driveable manner. In this way, the appropriate roller intended for processing can be brought into the correct processing position by turning the holding star.
Eine derartige Rollenkörperwechseleinrichtung kann dabei auf beiden Seiten eines Reifens angeordnet sein, so daß, wenn beispielsweise drei unterschiedliche Rollenkörper auf dem Haltestern sitzen, insgesamt sechs Bearbeitungsrollen zur Verfügung stehen.Such a roller body changing device can be arranged on both sides of a tire so that, for example, if three different roller bodies are sitting on the holding star, a total of six processing rollers are available.
Eine derartige Anzahl von unterschiedlichen Rollenkörpern reicht bei den üblichen Produktionsstraßen für Autoreifen in der Regel aus. Es können jedoch bei Bedarf auch Haltesterne mit einer höheren Anzahl von Haltearmen verwendet werden.Such a number of different roller bodies is usually sufficient for the usual production lines for car tires. However, if required, holding stars with a higher number of holding arms can also be used.
Als Kühlmittel bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird vorzugsweise flüssiger Stickstoff verwendet, der in eine Wanne eingefüllt ist, die zweckmäßigerweise gegen Kälteverluste thermisch isoliert ist. Der zu entgratende Reifen, der lediglich im Bereich seiner Lauffläche in das Kühlmittel eintauchen muß, ist dabei in einer Zentrier- bzw. Haltevorrichtung eingespannt, die schwenkbar und zur Rotation des Reifens antreibbar ist. Auf diese Weise kann der Reifen von einer Zuführbahn automatisch erfaßt, zentriert, ins Bad getaucht und aus dem Bad herausgehoben werden, wobei der Entgratungsvorgang vorzugsweise während des Eintauchens der Lauffläche des Reifens in das Kühlmittelbad erfolgt.The coolant used in the device according to the invention is preferably liquid nitrogen, which is filled into a tub that is expediently thermally insulated against cold losses. The tire to be deburred, which only has to be immersed in the coolant in the area of its tread, is clamped in a centering or holding device that can be pivoted and driven to rotate the tire. In this way, the tire can be automatically grasped by a feed track, centered, immersed in the bath and lifted out of the bath, with the deburring process preferably taking place while the tread of the tire is immersed in the coolant bath.
5 Da die auf die beschriebene Weise entgrateten Reifen nunmehr eine bezüglich ihres Durchmessers völlig gleichmäßige Geometrie ohne störende Noppen oder Vorsprünge aufweisen, kann die erfindungsgemäße Vorrichtung problemlos mit einem optischen Reifenvermessungssystem zur Erkennung von Unwuchten kombiniert werden, so daß dieser üblicherweise nach dem Entgraten stattfindende Kontrollvorgang unmittelbar beim oder kurz nach dem Entgraten beim gleichen Behandlungsschritt erfolgen kann.5 Since the tires deburred in the manner described now have a completely uniform geometry in terms of their diameter without disturbing knobs or projections, the device according to the invention can easily be combined with an optical tire measuring system for detecting imbalances, so that this control process, which usually takes place after deburring, can take place immediately during or shortly after deburring in the same treatment step.
Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht und wird im nachfolgenden anhand der Zeichnung im einzelnen erläutert. Es zeigenThe invention is illustrated by way of example in the drawing and is explained in detail below with reference to the drawing.
Figur 1 eine schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Entgratungsvorrichtung undFigure 1 is a schematic side view of a deburring device according to the invention and
Figur 2 jeweils eine Seitenansicht bzw. einen Schnitt durch einen profilierten Rollenkörper.Figure 2 shows a side view and a section through a profiled roller body.
Bei der in Figur 1 dargestellten Entgratungsvorrichtung wird ein Autoreifen 1 in eine schwenkbaren Halteeinrichtung 2 eingespannt und durch die Betätigung eines Trieborganes 3 in eine thermisch isolierte Wanne 4 transportiert, in der sich flüssiger Stickstoff 5 befindet. Die Halteeinrichtung 2 besteht im einzelnen aus konisch ausgebildeten Zentrierbakken 6, die in die innere Reifenöffnung 7 eingreifen und den Autoreifen 1 beim Zusammenfahren zentrieren und festhalten.In the deburring device shown in Figure 1, a car tire 1 is clamped into a pivoting holding device 2 and, by actuating a drive element 3, is transported into a thermally insulated tub 4 in which liquid nitrogen 5 is located. The holding device 2 consists in detail of conical centering jaws 6, which engage in the inner tire opening 7 and center and hold the car tire 1 when it is compressed.
Über einen Motor 8 kann der auf diese Weise zentrierte und eingespannte und in das Stickstoffbad 5 teilweise eingetauchte Reifen 1 in Rotation versetzt werden.The tire 1, which is centered and clamped in this way and partially immersed in the nitrogen bath 5, can be set in rotation by means of a motor 8.
Auf beiden Seiten des in das Stickstoffbad 5 eingetauchten Autoreifens 1 befinden sich Rollenkörper 9 mit einer konkav ausgebildeten Oberfläche, wie dies in Figur 2 dargestellt ist.On both sides of the car tire 1 immersed in the nitrogen bath 5 there are roller bodies 9 with a concave surface, as shown in Figure 2.
Die Rollenkörper 9 sitzen auf drehbaren Haltesternen 10, die ebenfalls verschwenkbar sind und den jeweils passenden Rollenkörper 9 an die Lauffläche des Autoreifens 1 heranfahren können. Die Rollenkörper 9 können durch nicht dargestellte Antriebsmittel gleichläufig zur Rotationsrichtung des Autoreifens I angetrieben werden.The roller bodies 9 are seated on rotating holding stars 10, which can also be pivoted and can move the appropriate roller body 9 to the tread of the car tire 1. The roller bodies 9 can be driven by drive means (not shown) in the same direction as the direction of rotation of the car tire I.
Durch ein Verdrehen der Haltesterne 10 mit den Haltearmen 11 können jeweils die passenden Rollenkörper 9 zum Entgraten
des Autoreifens 1 an diesen herangeschwenkt werden.
35By rotating the holding stars 10 with the holding arms 11, the appropriate roller bodies 9 can be pivoted towards the car tire 1 for deburring.
35
Im Bodenbereich der Wanne 4 ist eine Fördereinrichtung 12 vorgesehen, die z. B. aus einem durchbrochenen, endlos um-In the bottom area of the tub 4, a conveyor device 12 is provided, which, for example, consists of a perforated, endlessly
laufenden Förderband 13 besteht. Mit Hilfe des Förderbandes 13 können die abgebrochenen Noppen und Grate aus dem Stickstoff bad 5 entfernt werden.running conveyor belt 13. With the help of the conveyor belt 13, the broken knobs and burrs can be removed from the nitrogen bath 5.
Bei der in Figur 1 gezeigten Konstellation befindet sich der Rollenkörper 9 auf der rechten Bildseite in Eingriff mit dem Reifen 1, wobei der Reifen 1 und der Rollenkörper 9 den gleichen Drehsinn aufweisen, wodurch die tangentiale Bewegungsrichtung der Oberflächen gegenläufig ist. Entsprechend umgekehrt sind die Verhältnisse, wenn der linke Haltestern 10 zum Einsatz kommt.In the configuration shown in Figure 1, the roller body 9 on the right side of the image is in engagement with the tire 1, whereby the tire 1 and the roller body 9 have the same direction of rotation, whereby the tangential direction of movement of the surfaces is opposite. The situation is correspondingly reversed when the left holding star 10 is used.
Bei der in Figur 2 dargestellten Ansicht bzw. Schnittzeichnung ist die nach innen gekrümmte bzw. konkave Oberflächenkontur der Rollenkörper 9 zu erkennen. Auf der Oberfläche der Rollenkörper 9 sind als Profil Nuten 14 ausgebildet, die gekrümmt oder geradlinig verlaufen können, wie dies unmittelbar aus den Zeichnungsfiguren hervorgeht. Auch die Ausbildung der Nutränder kann gemäß den Schnittdarstellungen unterschiedlich sein.In the view or sectional drawing shown in Figure 2, the inwardly curved or concave surface contour of the roller bodies 9 can be seen. On the surface of the roller bodies 9, grooves 14 are formed as profiles, which can be curved or straight, as can be seen directly from the drawing figures. The design of the groove edges can also be different according to the sectional representations.
Mit den Nuten 14 lassen sich bei entsprechender Drehrichtung beispielsweise auch die abgebrochenen Noppen unmittelbar aus dem Bearbeitungsbereich nach außen wegschleudern, so daß diese nicht mehr in das Stickstoffbad 5 bzw. die Wanne 4 fallen.With the grooves 14, with the appropriate direction of rotation, for example, the broken knobs can be thrown outwards directly from the processing area so that they no longer fall into the nitrogen bath 5 or the tank 4.
22. September 1993 SO/pa22 September 1993 SO/pa
ECO Entgratungs-Center Olpe GmbH Zu Hildringhausen 57462 Olpe/BiggeseeECO Entgratungs-Center Olpe GmbH Zu Hildringhausen 57462 Olpe/Biggesee
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