-
Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Einschnitten in die Lauffläche
von elastischen Fahrzeugreifen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen
von Einschuitten in die Lauffläche von elastischen Falirzeugreifen sowie eine Vorrichtung
zur Durchführung dieses Verfahrens, die so ausgebildet ist, daß das Verfahren entweder
an einem Reifen ausgeführt werden kann, der an dem Fahrzeug befestigt bleibt, oder
an einem Reifen, der auf einer besonderen Halterung gelagert ist.
-
Es hat sich als nützlich erwiesen, in das Laufprofil von Luftreifen
dicht nebeneinanderliegende, quer über das Profil laufende Schlitze einzuschneiden,
welche dem Luftreifen wünschenswerte Hafteigenschaften geben, die es gestatten,
die Bremskräfte zu erhöhen und die Fahrsicherheit zu steigern. Die Tiefe, bis zu
der diese dicht nebeneinanderliegenden Schlitze in dem Reifenprofil geführt werden,
ist bei den bekannten Verfahren auf einen Wert von etwa 6 mm begrenzt. Es ist auch
zweckmäßig, abgenutzte Laufprofile bis auf das ursprünglich vorhandene Tiefenmaß
der Einschnitte nachzuschlitzen, wenn der Reifen so weit abgenutzt ist, daß die
ursprünglich in ih.n eingeschnittenen
Schlitze zu flach geworden
sind, um eine genügende Wirkung zu ergeben. Weiterhin erweist es sich als zweckmäßig,
neu Reifen von Anfang an wesentlich tiefer einzuschlitzen als bisher, so daß sie
ihre guten Hafteigenschaften für längere Zeit beibehalten, z. B. für die gesamte
Lebensdauer des Reifens.
-
Zur Herstellung der genannten Einschnitte sind bereits Verfahren
bekannt, mit welchen durch verschiedene Vorrichtungen einerseits ein Schnittwerkzeug
quer zur Reifenebene hin- und herbewegt wird und dabei je Querbewegung ein Einschnitt
oder mehrere Einschnitte erzeugt werden und andererseits der Reifen zwischen den
einzelnen Querbewegungen intermittierend derart weitergedreht wird, daß die Einsohnitte
in dem Reifen in den gewünschten Abständen erfolgen.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannten Verfahren.
zum Herstellen der Reifeneinschnitte und damit auch die zur Durchführung des Verfahrens
erforderlichen Vorrichtungen zu verbessern.
-
Die Erfindung besteht im wesentlichen darin, daß eine am Umfang des
Reifens angreifende Schnecke mit ihren Gewindegängen den Reifen dreht, während ein
mit der Schnecke verbundenes, die Steigung des Schneckengewindes aufweisendes, vorstehendes
Messer fortlaufend Einschnitte in die Reifenlauffläche schneidet.
-
Dieses Verfahren bietet gegenüber den bekannten Verfahren den Vorteil,
daß für die Drehung des Reifens keine besondere Vorrichtung und damit auch kein
besonderer Antrieb erforderlich ist.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren kann in einer Ausgestaltung der Erfindung
noch dadurch verbessert werden, daß das Messer zwischen aufeinanderfolgenden Einschnitten
durch ein flüssiges Schmiermittel bewegt wird.
-
Eine vorteilhafte Vorrichtung zur Durchführung des vorgenannten Verfahrens
weist eine als Trommel ausgebildete Gewindeschnecke, eine Reifen lagerung, die das
Laufprofil des Reifens mit dem Schneckengewinde in Eingriff bedingt, ein mit der
Schnecke verbundenes Schlitzmesser, das vorzugsweise in Form einer Schraubenlinie
gekrümmt ist, und auch noch einen Schmiermittelbehälter auf, von dem aus das Schlitzmesser
geschmiert werden kann. Ein solches Messer kann mit Vorteil in dem neuen Arbeitsverfahren
gemäß der Erfindung verwendet werden, d. h., es ist gut geeignet, um aufeinanderfolgende,
eng nebeneinanderliegende Schlitze quer durch das Laufprofil des Reifens zu schneiden,
die untereinander parallel und unter einem spitzen Winkel zur Drehachse des Luftreifens
geneigt sind.
-
Als Schmiermittel für die Messerschneide hat sich Triäthanolamin,
vor allem eine wäßrige Lösung desselben, gut bewährt. Diese Flüssigkeit schmiert
und kühlt die Messerschneide und bewirkt, daß das Messer einen weichen, gleichPmäßigen
Schnitt ausführt, ohne den Gummi von dem Reifen abzureißen oder an dem Gummi festzukleben
bzw. ihn unzulässig zu erwärmen. Das Schmiermittel hinterläßt einen Flüssigkeitsfilm
in dem Schlitz, der den Gummi in keiner Weise angreift und der den Reibungswert
zwischen den beiden aneinander anliegenden Flächen des Schlitzes stark verringert.
Außerdem schützt diese Schmierflüssigkeit sämtliche Teile vor Korrosion, insbesondere
aber die Schneiden der Messer gegen Verrosten. Das Schmiermittel ist ungiftig, nicht
feuergefährlich, und sein Verdampfungspunkt liegt wesentlich über dem des Wassers,
so daß das Schmiermittel in verdünnter Lösung angewendet werden kann, ohne daß Verdampfungsverluste
des wirksamen Stoffes eintreten.
-
Die Vorteile und kennzeichnenden Merkmale der Erfindung werden in
der folgenden Erläuterung zweier besonders zweckmäßiger Ausführungsbeispiele der
Vorrichtung geschildert, die in der Zeichnung dargestellt sind. Es zeigt Fig. I
eine Aufsicht auf die Vorrichtung gemäß der Erfindung, Fig. 2 eine Seitenansicht
der Maschine, von vorn gesehen, Fig. 3 eine Ansicht der Maschine, von der Längsseite
her gesehen, Fig. 4 ein mehrteiliges, die- Schlitze erzeugendes Messer in seiner
Lage zu einer der Trommelhälften, Fig. 5 einen Längsschnitt durch die Trommel und
Fig. 6 die Ansicht einer Vorrichtung abweichender Ausführung.
-
Auf einer Grundplatte IO sind ein senkrechter Rahmen und ein Motor
II mit einer Riemenscheibe 12 aufgebaut. Der Rahmen hat Seitenplatten I3 und I4,
an denen Lager 15 und I6 für die Hauptwelle 17 der Vorrichtung befestigt sind. Die
Lager stützen die Welle an beiden Enden so ab, daß sie um eine horizontale Achse
gedreht werden kann.
-
Die Welle I7 trägt an ihrem in der Fig. I links liegenden Ende ein
großes Kettenrad I8, das über eine Kette 19 von einem Kettenritzel 20 angetrieben
wird. Das Kettenritzel sitzt auf einem Ende einer Vorgelegewelle 21. Die Vorgelegewelle
ist in am Rahmen der Vorrichtung sitzenden Lagern gelagert und mit einer Keilriemenscheibe
22 versehen über die sie mittels zweier Keilriemen 23 von der Riemenscheibe 12 des
Motors aus angetrieben wird.
-
Die WelleI7 trägt die beiden Teile 24 und 25 einer Trommel, die an
ihrem äußeren Umfang mit einem Schraubengewinde oder einer Schneckenspindelverzahnung
versehen sind (Fig. 5). Die Zähne des Schneckenspindelgewindes stehen in ihrem Profil
einseitig schräg; sie können in das weiche Material der Reifenlauffläche vorübergehend
Rillen eindrücken, wenn sie gegen die Lauffläche des Reifens fest angedrückt werden,
so daß beim Drehen der Trommel der Reifen nach Art eines Schneckenrades um seine
Achse gedreht werden kann.
-
Der Trommelteil 25 ist auf der Welle I7 mittels eines Federkeiles
27 befestigt. Der Trommelteil 24 ist auf der Welle 17 verschiebbar; er ist an dem
Trommelteil 25 mittels dreier Spannbolzen 28 befestigt, die in mit Gewinde versehene
Ansätze der
Arme oder der Scheibe des Trommelteiles 25 eingeschraubt
sind und die Arme oder die Scheibe des Trommelteiles 24 mittels besonderer Druckringe
festspannen (Fig. 5).
-
Das Schneid- oder Schlitzmesser, wie es in Fig. 4 dargestellt ist,
besteht aus einer größeren Zahl von Messersegmenten 26, die an dem Trommelteil 24
mittels Paß stiftschrauben 29 festgelegt sind; Eine dieser Schrauben ist exzentrisch
eingebaut, so daß die Schneidhöhe des letzten Messerseginentes 26" eingestellt werden
kann. Aus der Fig. 4 ist klar zu ersehen, daß die wirksame Höhe der Messerschneide
bei den einzelnen Segmenten 26 von dem ersten Segment 26' bis zu dem letzten Segment
26" ständig und gleichmäßig zunimmt. Diese Ausführung ist zweckmäßig, da sie einen
gleichmäßig in der Tiefe zunehmenden Schnitt ergibt, der das Material des ReifenprofiLs
am wenigsten bennsprucht. In der Fig. 4 ist der Reifen 30 halb entlüftet dargestellt;
er ruht auf der mit Gewindegängen versehenen Trommel und paßt sich ihrem Umfang
derart an, daß der durch die Messer erzeugte Schlitz oder Schnitt in gleichmäßiger
Tiefe durch die gesamte Breite des Laufprofils des Reifens führt.
-
Die Messerelemente 26 sind in Form einer Schraubenlinie angeordnet,
wie es aus Fig. I ersichtlich ist. Dies bedeutet, daß das erste Messerelement 26'
gegenüber dem letzten Messerelement 26" um einen Betrag in Richtung der Achse der
Trommel seitlich versetzt ist, der etwa der Steigung des Gewindes auf der Trommel
entspricht.
-
Damit dürfte klar sein, daß bei der Drehung des Reifens 30 durch den
von der Trommel gebildeten Schneckentrieb die Messerschneiden in zeitlich genau
zu der Bewegung des Reifens abgestimmter Bewegung durch diesen hindurchgeführt werden.
-
Wenn das letzte Ende des Messers aus einem Schnitt oder Schlitz heraustritt,
ist der Anfang des Messers in einem Punkt in den Reifen eingedrungen, dessen Abstand
von dem zuletzt ausgeführten Schnitt der Steigung des Gewindes auf der Trommel entspricht.
Die Größe dieser Steigung kann z. B. etwa I,5 mm betragen; sie kann aber auch größer
oder kleiner sein. Die einander berührenden Stirnflächen der Trommelteile 24 und
25 haben eine dem Gewinde entsprechende Schraubenflächenform und halten die Messerelemente
zwischen ihren schraubenförmigen Oberflächen fest.
-
Der Radreifen kann drehbar auf der Trommel in irgendeiner geeigneten
Weise angeordnet werden. Wie aus der Zeichnung zu ersehen ist, hat der Rahmen zwei
nach außen und oben geneigte Stützarme 31, die an ihrem oberen Ende einen waagerecht
liegenden rechteckigen festen Rahmen 32 tragen. An dem rechts liegenden Ende (Fig.
3) dieses Rahmens ist ein Doppelarm 33 angelenkt; er kann um einen Gelenkzapfen
34 schwingen, der in einem Teil des Rahmens 32 sitzt. Der schwenkbare Doppelarm
trägt zwei nach lunten gerichtete Lagerplatten 35, die eine Reihe von Bohrungen
aufweisen, in die eine Spindel oder eine Welle zur Aufnahme des Rades eingreifen
kann, auf dem der Radreifen aufgezogen ist. Der Doppelarm 33 ist an seinem freien
Ende mit einer Querstrebe 36 versehen, und der feste Rahmen 32 hat eine Querversteifungsstütze
37. Ein mit R-förmigem Kopf versehener Schraubenbolzen 38, auf den ein mit einer
Mutter versehenes Handrad 39 aufgeschraubt ist, verbindet den Doppelarm 33 mft dem
festen Rahmen 32; durch Anziehen des Handrades kann der Reifen auf das Schneckengewinde
der Trommel 24, 25 gedrückt werden, wobei sich das Schneckengewinde elastisch in
diesen Reifen eindrückt.
-
Eine Führungsrolle 40 ist in einem Lagerbock 41 an dem Rahmen gelagert.
Gegen diese Führungsrolle stützt sich die Seitenfläche des Reifens ab. Die Rolle
nimmt den seitlichen Schub auf, der beim Hindurchziehen der Messer durch das Reifenprofil
auftritt. Der Rahmen kann mit Seitenwänden versehen sein, die zusammen mit einer
Grundplatte einen Flüssigkeitsbehälter bilden, in den die mit Schneckengewinde versehene
Trommel 24, 25 eintaucht (Fig. 3). Der Behälter enthält ein flüssiges Schmiermittel
42, durch das die Messer bei jeder Umdrehung der Trommel hindurchgezogen werden,
wobei sie mit dem das Gleiten der Messer in dkn Schlitzen des Profils erleichternden
Schmiermittel dauernd geschmiert werden.
-
Der den unteren Teil der Trommel umgebende Behälter enthält eine
wäßrige Lösung von Triäthanolamin, deren Spiegel ständig auf einer solchen Höhe
gehalten wird, daß die Trommel und die Messerelemente 26 in die Flüssigkeit eintauchen,
so daß die sich bei der Bewegung der Trommel dem Reifen nähernden Teile des Schneckengewindes
und die Messer jeweils mit der Schmierlösung vollkommen benetzt sind.
-
Der Radreifen selbst ist teilweise entlüftet; er wird derart auf
die Trommel gepreßt oder ruht so auf ihrer Oberfläche, daß seine Achse rechtwinklig
zu der Achse der Trommel liegt. Die Gewindegänge der Trommel drücken sich unter
elastischer Verformung der Profiloberfläche in den Reifen hinein, so daß dieser
bei Drehung der Trommel nach Art eines Schneckengetriebes um seine Achse gedreht
wird, während bei jeder Umdrehung der Trommel die Messerelemente 26 einen der Schnitte
oder Schlitze erzeugen.
-
Triäthanolamin hat ein Molekulargewicht von 149,19, ein spezifisches
Gewicht von 1,1258, einen Siedepunkt von 3600 C und eine absolute Viskosität von
1013 cP bei 200 C, es ist vollständig in Wasser löslich und kann mit gutem Ergebnis
in einer wäßrigen Verdünnung von I bis 95 <Uo mit all den oben bereits beschriebenen
Vorteilen verwendet werden.
-
Es erweist sich als zweckmäßig, das Verfahren gemäß der Erfindung
mit einer Messerschneide durchzuführen, die längs ihres schneidenden Umfanges unterbrochen
ist, so daß Triäthanolamin in dem Maße in den Schlitz hineingebracht wird, wie sich
dieser absatzweise vertieft. Wenn man z. B. eine Messerschneide benutzt, wie sie
in der Fig. 4 dargestellt ist, die sich aus acht einzelnen Schneidelementen zusammensetzt,
so wirkt jedes Element
oder die Vertiefungen zwischen diesen Elementen
- als Träger für das Schmiermittel.
-
Das Verfahren gemäß der Erfindung kann mit gutem Resultat bei Reifen
irgendeiner handelsüblichen Zusammensetzung, z. B. aus natürlichem oder künstlichem
Gummi oder aus Kunststoff, durchgeführt werden, und die Erfindung erstreckt sich
selbstverständlich auch auf die Anwendung des neuen Verfahrens beim Einschneiden
oder Bearbeiten anderer Gegenstände, die nicht Fahrzeugluftreifen sind.
-
Zwecks Durchführung des Verfahrens wird ein Rad oder eine andere
drehbare Aufnahme mit einem teilweise entlüfteten Reifen auf eine Welle aufgezogen,
die in Lagerplatten 35 gelagert ist; anschließend wird das Handrad 39 betätigt,
um die Unterseite des Reifens fest gegen die mit Schneckengewinde versehene Trommel
24, 25 zu drücken, wobei sich der Reifen verformt und sich sein Laufprofil an die
Krümmung der Trommel breit anlegt (Fig. 4). Dann wird der Motor II angelassen; die
Zwischenwelle 17 läuft im Uhrzeigersinn um (Fig. 2).
-
Das niedrige Anfangsende des geschmierten Messerelements 26 schiebt
sich sofort in das Profil des Reifens ein und erzeugt einen flachen Querschnitt
oder Schlitz unter einem Winkel, der dem Steigungswinkel des Schneckengewindes entspricht.
-
Gleichzeitig wird der Reifen durch das Schneckengewinde der Trommel
um seine Achse gedreht, und zwar mit einer Umfangsgeschwindigkeit, die der Wandergeschwindigkeit
der Gewindegänge in Richtung der Achse der Trommel entspricht, wobei sein Umfang
z. B. einen Weg von I,5 mm bei einer vollständigen Umdrehung der Trommel zurücklegt.
Während der einen Umdrehung der Trommel kommen nacheinander die anderen Messerelemente
26 zur Wirkung und vertiefen mehr und mehr den begonnenen Schnitt oder Schlitz,
bis die endgültige Tiefe durch das letzte Ende des Messerelements 26" erzeugt wird.
Die Drehung des Reifens und das Einschneiden der quer gerichteten Schlitze setzt
sich ohne Unterbrechung fort, bis der Reifen eine vollständige - Umdrehung ausgeführt
hat.
-
Bei Nachschneiden eines abgenutzten Reifenprofils kann man das Messer
in einen der früher hergestellten Schlitze einführen, wobei dann der weitere Schlitzvorgang
mit dem ursprünglichen Abstand der Schlitze fortgesetzt wird. Nach Beendigung des
Schlitzvorganges wird das Rad durch Rückwärtsdrehen des Handrades 39 gelöst. Es
ist zweckmäßig, daß - wie in der Zeichnung dargestellt - die Trommel auf beiden
Seiten der Messerschneiden 26 Gewinde trägt, d. h. daß die Gewindegänge einerseits
in den Reifen eingreifen und ihn mit diesem Gewinde in Richtung auf das Messer hin
drücken und daß andererseits weitere Gewindegänge die bereits geschnittenen Teile
des Reifens von dem Messer abziehes.
-
Die Fig. 6 zeigt eine abgeänderte Ausführung, die dazu bestimmt ist,
einen Reifen mit Schlitzen zu versehen, der noch fest auf der Achse des Fahrzeuges
sitzt. Wie aus der Zeichnung zu ersehen ist, besteht die Vorrichtung aus einer langgestreckten
Grundplatte 50, die an ihrem einen Ende eine schwenkbar gelagerte Rampe 5; 1 trägt,
die aufwärts zu einer Wiege führt, die durch eine Gelenkkette 52 gebildet wird.
Die Gelenkkette 52 ist endlos; sie läuft einerseits über ein Kettenrad 53, das in
einer festen Lagerstütze 54 gelagert ist. Ein Doppel arm 55 5; ist auf der Achse
des Kettenrades 53 3 schwenkbar gelagert und tragt an seinem freien Ende ein Kettenrad
56, über das die Gelenkkette 52 läuft. Der die Lagerstütze für das Kettenrad 56
bildende Doppelarm 55 ist nach der Rampe 5;I hin verlängert; diese Verlängerung
wird von einem Exzenter unterstützt, der auf einer quer angeordneten Welle 57 sitzt
und durch ein Handrad gedreht werden kann. Durch diesen Exzenter kann das Kettenrad
52 gehoben oder gesenkt werden, so daß die tatsächliche Lage der Wiege so verändert
werden kann, daß sich der das Rad aufnehmende Kettenteil an Radreifen mit unterschiedlichem
Durchmesser anpassen läßt.
-
Die Grundplatte 50 ist mit einem Paar aufwärts gerichteter Lagerplatten
58 versehen, zwischen denen ein Winkelrahmen 59 schwenkbar gelagert ist. Der Rahmen
ruht auf einem Exzenter, der auf einer Querwelle 60 sitzt und durch ein Handrad
gedreht werden kann, so daß sich dadurch der Rahmen 59 schwenken läßt. Man kann
so die auf dem Rahmen befestigte Schlitzvorrichtung in ihre richtige Lage gegenüber
dem zu bearbeitenden Reifen einstellen. An dem rückwärtigen, aufwärts gebogenen
Ende des Rahmens 59 ist der Motor 6I befestigt, der über eine Riemenscheibe 62,
über einen doppelten Keilriemen und eine Riemenscheibe 64. die Zwischenwelle 63
antreibt. An ihrem unteren Ende trägt die Zwischenwelle 63 ein Kettenrad 65, über
das eine Gelenkkette 66 läuft, die die Welle 67 der Trommel über ein an ihrem oberen
Ende befestigtes großes Kettenrad antreibt. Die Welle 67 bewegt die beiden Trommelteile
24 und 25 in der zuvor erläuterten Weise, so daß die schraubenlinienförmig in der
Trommel sitzenden Messer 26 das Profil des Radreifens 30 entsprechend schlitzen.
Die Welle 67 und damit die Trommel werden in eine tangentiale Richtung gegenüber
dem Radreifen gebracht; im Betrieb erfolgt das Schlitzen des Reifens genau so, wie
an Hand der Fig. I bis 5 beschrieben. Bei der Einstellung der Vorrichtung zur Aufnahme
von Radreifen unterschiedlich großer Durchmesser mit Hilfe der Exzenter auf den
Wellen 57 und 60 sorgt ein Klinkensperrgetriebe 68, das an dem Kettenrad 53 angreift,
dafür, daß eine rückläufige Bewegung der Gelenkkette 52 der Wiege gesperrt wird.
-
Aus der Fig. 2 ist zu ersehen, daß die Schlitze 70 dicht aneinander
und parallel zueinander liegen und unter einem spitzen Winkel zur Achse des Reifens
verlaufen, der grundsätzlich mit dem Steigungswinkel des Schneckengewindes auf der
Trommel 24, 25 übereinstimmt. Bei der praktischen Erprobung des Verfahrens und der
Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens wurde gefunden, daß die Messerelemente
26 sehr zufriedenstellend
arbeiten und eine lange Lebensdauer haben,
wenn sie aus Stahlblech von 0,2 mm Dicke bestehen.
-
Es dürfte beim Betrachten der Fig. 6 klar sein, daß durch Anheben
des Kettenrades 56 und dadurch bedingtes Aufwärts schwenken der Wiege an ihrem linken
Ende der Reifen 30 fester gegen das Gewinde der Trommel 24, 25 und die schlitzenden
Messer 26 angedrückt wird.
-
PATENTANSPROCHE: 1. Verfahren zum Herstellen von Einschnitten in
die Lauffläche von elastischen Fahrzeugreifen, dadurch gekennzeichnet, daß eine
am Umfang des Reifens (30) angreifende Schnecke (24, 25) mit ihren Gewindegängen
den Reifen dreht, während ein mit der Schnecke verbundenes, die Steigung des Schneckengewindes
aufweisendes, vorstehendes Messer (26) fortlaufend Einschnitte in die Reifenlauffläche
schneidet.