Opis patentowy opublikowano: 10.03.1981 Int. Cl.2 B29H 17/37 Twórca wynalazku -• —¦ Uprawniony z patentu: Bandag Incarponated, Muscatine (Stany Zjednoczone Ameryki) Sposób laczenia podwulkanizowanej tasmy bieznikowej z glówna czescia opony i urzadzenie do laczenia podwulkanizowanej tasmy bieznikowej z glówna czescia opony Pirzedimiotan wynalazku jest sposób laczenia pod- wulkaniizowaineij tasmy bieznikowej z glówna czes¬ cia opony i urzadzenie do laczenia podwailkami- zowanej tasmy bieznikowej z ,giówna czescia opo¬ ny.Znane sa z opisów patentowyeh Stanów Zjed¬ noczonych Ameryki nr nr 2976910, 3236709, 3325326, 3752726 i 3745084 sposoby laczenia gu¬ mowej podwulkanizowanej (tasmy bieznikowej z glówna czescia opony polegajace na tym, ze u- mleszcza sie s,amowulikanizujacy sie material la¬ czacy pomiedzy glówna czescia 'Opony i tasma bieznikowa i dociska sie wzajemnie giówna czesc opony i tasme bieznikowa, dostarczajac równo¬ czesnie cieplo w ilosci wystarczajacej do wulka¬ nizacji materialu laczacego. Dociskanie przepro¬ wadza sie zwykle przez wytworzenie róznicy cis¬ nien pomiedzy wnetrzem glównej opony i przestrze¬ nia otaczajaca tasme biezirukowa. Stosuje sie tez elementy do odprowadzania powietrza spomie¬ dzy glównej czesci opony'i tasmy (bieznikowej.Przy .stosowaniu tego isposobu zdarza sie, ze po¬ laczenie pomiedzy glówna czescia opony a tasma bieznikowa nie jest równie mocne /we wszystkich punktach, co powoduje1, ze w trakcie /uzytkowania opony polaczenie moze zostac przerwane. Nieko¬ rzystnym isikutkiem wynikajacym ze znanych spo¬ sobów jest to, ze tasma bieznikowa moze zostac odksztalcona lub nieco przemieszczona w czasie 15 20 25 30 wywierania nacisku i ogrzewania:. Powoduje to, ze zlaczona opona jest jakosciowo slaba* Jednym ze isipasobów zlego polaczenia jest obecnosc po¬ wietrza pomiedzy /glówna czescia opony i tasma bieznikowa w czasie wulkanizowania. Odksztal¬ cenia i (przesuniecia tasmy bieznikowej wynikaja zwykle z nierównomiernego docisku w czasie wul¬ kanizowania. Jezeli 'wulkanizowanie przeprowadza sie w autoklawie wystarczajaco duzym do po¬ mieszczenia wieiu opon, to poszczególne opony mo^a nie byc poddane takiej s.amej 'obróbce ciepl¬ nej i cisnieniowej.Odksztalcenia w czasie wulkanizacji moga byc tez spowodowane niejednolita elastycznoscia tas¬ my bieznikowej, na której zostalo lupirzednio wyko¬ nane urzezbienie w postaci wielu równoleglych naciec w celu poprawienia wlasnosci trakcyjnych i trwaiosci opony. Urzezbienie bieznika moze byc powodem odrebnych trudnosci polegajacych na tym, ze jezeli nie zostalo ono wykonane w nale¬ zyty sposób, to wystepy otworzone na. powierzch¬ ni czoiowej bieznika mqga byc odrywane od cze¬ sci podbiezniikowej w czasie uzytkowania opony. usuwanie powietrza wykonuje sie najlatwiej po¬ krywajac tasme bieznuisciwa i co najmniej scianki boczne opony elastyczna, nieprzepuszczalna pa- wiOKa, uszczelnia sie powlOKe wzgledem opony, wytwarza isie róziniice cisnien pomiedzy strona we¬ wnetrzna a zewnetrzna ipowloki lub wytwarza sie 109 248\ 1Ó9 2 i • - jfrózinde w |£rzesitrzeni pomieldzy powloka i zesta¬ wem ,glówinej czesci -opony z talsma biezhikowa lub tez stasuje sie razem róznice .cisnien i próznie.W kazdym iz tych przypadków powietrze zostaje. odprowadzone przez (przewód polaczony jednym 5 koncem z uszczelniona przestrzenia. Docjiskamie i wulkanizowanie moze byc wykonane przy stoso¬ waniu tylko róznicy -cisnien iluJb tez za pomoca nacisku mechanicznego.W sposobach znanych z opisów patentowych 10 Stanów Zjednoczonych Ameryki nr nr 3325326 i 3745084. przy wzajemnym dociskaniu tasmy biez¬ nikowej i glównej czesci opony moga wystapic róznice w sile docisku w róznych miejscach. Po¬ woduje to, ze material laczacy i/lub tajsima biez- 15 nikowa zostaja odksztalcone lub przemieszczone w czasie laczenia. Wytworzony produkt moze byc niezadowalajacy ze wzgledu na nierównomierna wytrzymalosc polaczenia pomiedzy glówna czescia opony i tasma bieznikowa. Trudnosci te wynikaja 20 z faktu, ze nacisk jest przykladany wylacznie do . zewnetrznej powierzchni urzezbienia bieznika. Nie¬ zaleznie od stosowanego usuwania powietrza jego czesc moze pozostac w zaglebieniach urzezbienia; bieznika, co moze spowodowac zmniejszenie do- ® cisku przekazywanego do tych czesci tasmy biezni¬ kowej i materialu laczacego, które leza bezposred¬ nio pod rowkami umieszczonymi na obwodzie biez¬ nika.W sposobie przed^tawiionyim w opisie patento- 30 wym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3745084 zapewnione jest wnikanie powloki ido dna row¬ ków urzezbienia bieznika.Dotychczas, równoczesne bieznikowanie wielu opon w jednym autoklawie dokonywane-bylo przez 3S operowanie reczne zaworami w celu regulowania róznicy cisnien iw czasie nadmucniwiania i spolsz¬ czania cisnienia z opon. W niektórych przypad¬ kach prowadzi to do powiataduia diuzych róznic w cisnieniu nadmuchiwania iw poszczególnych opo- 40 nacih iw autoklawie i zbyt powolnego obnizania cisnienia po procesie laczenia. .Sposób ten pochla¬ nia wiele -czasu obslugi, a róznice w prowadzeniu procesu laczenia powoduja odksztalcenia bieznika i opony i zle -odprowadzanie powietrza. Jezeli cis¬ nienie w -qponie jest zbyt niskie to wzidluz srodko- wej czesci obwodu opony polaczenie' moze byc zbyt slabe, natomiast jezeli -odprowadzenie powie¬ trza jest ^niecalkowite, to niedostatecznie mocne polaczenie wystepuje na bdkach bieznika. 5 Celem wynalazku jest -opracowanie sposobu la¬ czenia podwuikanizowajnych tasm bieznikowych z glównymi czesciami opon umioziliiwiiajacelgo luzyjska- nie dobrych jakosciowo, nieodksztalconych opon oraz zapewniajacego jednakowo nioane i trwale polaczenie tasm bieznikowych i (glównych czesci wszystkich równoczesnie laczonych opon.Dalszym celem wynalazku jeisit opracowanie kon¬ strukcji urzadzenia, w którym automatycznie pod- eo daje sie wszystkie, znajdujace sie w nim opony jednakowej obróbce cieplnej i cisnieniowej.Cel wynalazku osiagnieto przez opracowanie spo¬ sobu, w którym na kazdy zestaw zmontowanych razem: glównej czesci opony i tasmy bieznikowej 65 i naklada sie elastyczna, nieprzepuszczaima powlo¬ ke dla 'utworzenia miedzy powloka i zestawem u- szczelniolnej przestrzeni', naistepnie umieszlcza sie wiele takich zestawów w autoklawie, poi czym laczy sie uszczelnione przestrzenie zestawów z atmosfera, laczy sie wnetrze kazdej opony ze wspólnym kolektorem czynnika cisnieniowego i la¬ czy sie 'wnetrze autoklawu z kolektorem. Nastepnie zasila sie kolektor czynnikiem 'cisnieniowym pod okreslonym cisnieniem* i reguluje sie ciiisnieniie( wy¬ twarzanewewnatrz opon, oraz wewnatrz autoklawu tak, ze cisnienie w qponach jest zawsze wieksze od .cisnienia w autoklawie, po czym wulkanizuje sie material laczacy i zmniejsza sie cisnienie czyn¬ nika cisnieniowego' w oponach i iw autoklawie.Sposób wedlug wynalazku polega na tym, ze mi eszeza sie zestaw zmontowanych razem: glów¬ nej czesci opony, tasmy bieznikowej i materialu laczacego w autoklawie, nastepnie wytwarza sie róznice cisnien pomiedzy wnetrzem glównej czes¬ ci opony i zewnetrzna strona tasmy bieznikowej, po czym wulkanizuje sie material laczacy nadmu¬ chujac glówna czesc opony i wprowadzajac na¬ grzany czynnik pod cisnieniem wyzszym od at¬ mosferycznego, lecz nizszym od cisnienia panuja¬ cego w oponie, po czym obniza sie cisnienie w oponie dla ulatwienia zdjecia opony z obreczy, a nastepnie zmniejsza sie cisnienie w autoklawie.Cel wynallazifeu osiagnieto równiez przez opra¬ cowanie konstrukcji urzadzenia, które zawiera au¬ toklaw z klapa do wprowadzania i wyjmowania zestawów zmcimtowanycih irazem glównych czesci opon i tasm bieznikowych oraz do uszczelniania autoklawu dla umozliwienia wytwarzania w nim cisnienia przez wprowadzenie czynnika cisnienio¬ wego, kolektor doprowadzajacy czynnik cisnienio¬ wy, wiele przewodów cisnieniowych do nadmuchi¬ wania opon, z których kazdy polaczony jest jed¬ nym koncem z kolektorem i dolaczony drugim koncem do wnetrza opony do nadmuchania, uklad laczacy kolektor z wnetrzem autoklawu, zlozony z przewodu, róznicowego zaworu regulacyjnego u- trzymujacego cisnienie w autoklawie na nizszym poziomie niz cisnienie w przewodach cisnieniowych w czasie zasilania kolektora czynnikiem cisnienio¬ wym i z regulatora cisnienia 'Utrzymujacego cis¬ nienie w auitolklawie oa nizszym poziomie niz cis¬ nienie w przewodach cisnieniowych po miaidmu— chianiu opon do cisnienia panujacego w kolektorze.UrzadzeniJe zawiera korzystnie uklad spustowy powodujacy szybszy spadek cisnienia w ojponach niz w autoklawie tak, ze w iczalsie spuszczania cisnienie w autoklawie przewyzsza cisnienie w opo¬ nach.Konstrukcja urzadzenia zapewnia to, ze o(po(ny sa zawsze inapomptowaine ido cisnienia wiekszego od cisnienia w autoklawie. Temperatura w auto¬ klawie jest automatycznie regulowana i rejestro¬ wana w trakcie procesu. Po dokonaniu procesu laczenia, przekaznik v czasowy i specjalny zawór odpowietrzajacy umozliwiaja szybsze odpowietrze¬ nie opon niz przez stosowanie tylko cisnienia w komorze, dzieki czemu mozna uzyskac czesciowe splaszczenie opon co powoduje obluzowanie sie ichs 109 248 ha obreczach. Stopien napompowania opon moze byc utrzymywany na takim poziomie, ze w czasie wyjmowania ich z komory sa one czesciowo splasz¬ czanie. Jest to korzystne @dy opony ,sa poddawa¬ ne wulkanizacji przez dodatkowy okres czasu, w trakcie chlodzenia w stanie splaszczonym.Przedmiot wynalazku .jest uwidoczniony w przykladzie 'wykonania na rysunku, ma którym fig. 1 przedstawia urzadzenie wedlug wynalazku do laczenia biezników dla wielu zestawów tasm biez¬ nikowych iz jglówna czescia opony w schieimatycz.- nym iwidoku bocznym, fig. 2 — urzadzenie z fig. 1 w schematycznym przekrojiu (poprzecznym, fiig. 3 — opone laczona z tasma bieznikowa w przekroju.Cylindryczny autoklaw 10 i(fiiig. 1, 2) ma wy¬ miary wystarczajace do pomieszczenia wielu ziesta- wów 12 iglównej czesci opony d tasmy biezniko¬ wej. W jednym koncu autoklawu 10 znajduje sie klapa 14, przez która kazdy, zamontowany ma przesuwnym (po torze (18 wieszaku 16, zestaw 12, moze byc umieszczony w autoklawie 10 lub z .nie¬ go wyjety.Dla kazdego znajdlujaceigo sie w autoklawie 10 zastawu 12 przewidziany jest elaisityczny przewód •odpowietrzajacy 20 majacy zewnetrzne zakoncze¬ nie 22 przystopowane do rozlacznego polaczenia z elementem odpowietrzajacym w postaci przylacza 24 odpowiedniego izestawu 12. Zewnetrzne zakon¬ czenie 26 przewodu odpowietrzajacego 20 polaczo¬ ne jest z atmosfera za pomoca zaworu odcinaja¬ cego 28. Dla nadmuchiwania zestawu 12, autoklaw 10 jest wyposazony w elastyczny przewód 30 ma¬ jacy wewnetrzne przylacze 32 przystosowane do polaczenia z zaworem 34 odpowiedniego zestawu 12. Przylacze '32 ma zawór zabezpieczajacy przed wplywem czynnika cisnieniowego z przewodu 30 gdy nie jest on przylaczony do zestawu 12.Uklad podawania czynnika cisnieniowego do wnetrza autoklawu 10 oraz fdo oaldimiuchiw.alnia ze¬ stawów 12 zawiera kolektor 44 zasilany czynni¬ kiem cisnieniowym z instalacji wyposazonej w przylacze wlotowe 43 przystosowane do polacze¬ nia ze zródlem cisnienia. Przylkladowoi z instaflaicja sprezonego powietrza. Z przylacza 43, czynnik cis¬ nieniowy przeplywa przez filtr 52, zawór zwrotny 50, zawór magnetyczny 48 i regulator 46 cisnienia' do kolektora 44.Kazdy z kilku przewodów 30 do nadmuchiwa¬ nia opon jest polaczolny z kolektorem 44 przewo¬ dem 41, na którym zamontowane sa zawór elek¬ tromagnetyczny 62 i reczny zawór odcinajacy 56, U/klad doprowadzajacy czynnik .cisnieniowy z ko¬ lektora 44 do wnetnza autoklawu 10 zawiera róz¬ nicowy zawór regulacyjny 42, regulator 40 cis¬ nienia i przewód 38 polaczony z autoklawem 10 za pomoca przylacza 36. Przy ddpowiedniich zmia¬ nach zaworów moze byc zastosowany czynnik cis¬ nieniowy 'inny niz isprezone pawietrze.Kotlektor 44 i autoklaw 10 maja zawory nad¬ miarowe 38 i elektromagnetyczne zawory spusto¬ we 5B polaczone z atmosfera.W autoklawie 10 umieszczone sa oporowe ele¬ menty igrzewcze 65 dtla wytworzenia 'odpowiednich 10 15 3t 33 40 45 50 55 do wulkanizowania iterniperatur w 'zakresie 87,8 do 100°C. Elementy igrzewcze 63 sa chronione przed uszkodzeniem metalowa perforowana oslolna 66.Dzialanie autoklawu 10 jest nastepujace.Kilka izmonltowanych zestawów 12 wprowadza sie do autoklawu 10, przez klape 14 za pomoca slizgowego przesuwania wielszaków 16 po stalym torze 18. Przewody odpowietrzajace 20 i przewody cisnieniowe 30 laczy sie odpowiednio z (przylacza¬ mi 24 i 34. Zawory 48 i 62 sa otwarte. Czynnik cisnieniowy, korzystnie powietrza pod cisnieniem 7,7 kG/cm2 dolpnowaldza Isie do przylacza 43 w ce¬ lu zasilenia kolektora 44, w wyniku czeigo rozpo¬ czyna sie nadmuchiwanie opon i cisnienia w au¬ toklawie 10. Cisnienie w autoklawie 10, to jest cisniejnie na zewnatrz zeistawów 12, utrzymuje sie od 1,05 do 1,4 kG/cm2 nizsze od cisnienia we¬ wnatrz opon, za pomoca zaworu {róznicowego^ 42, który pozostaje zamkniety jezeli róznica cisnien po obu jego stronach jest mniejsza od 1,05 do 1,4 kG/icm2, a otwiera sie igdy jest wieksza od 1,05 do 1,4 kG/cm2.Zawór róznicowy 42 doprowadza powietrze do autoklawu 10 po wytworzeniu w kollektorze 44 u- czyna sie nadmuchiwanie opon i cisnienia w au¬ toklawie 10 wzrosnie powodujac zwiekszenie róz¬ nicy cisnien powyzej 'ustalonej wartosci, zawór 42 zostaje zamkniety sila iSprezyny, a zmontowane zestawy 12 czasu gdy róznica cisnien znowu sie zmniejszy do poziomu, przy którym zawór 42 oitworzy sie i zno¬ wu zacznie doprowadzac powietrze do autoklawu 10. W tym czasie wnetrze autoklawu 10 zostaje nagrzane do temperatury w zakresie od 87,8 do 100°C za pomoca oporowych elementów grzew¬ czych 65 sterowalnych automatycznie nie pokaza¬ nym na rysunku termostatem.W czasie procesu laczenia, róznica cisnien jest utrzymywana za pomoca regulatorów 40 i 46 cis¬ nienia. Róznica cisnien jest konieczna do utrzymy¬ wania wlasciwej konfiguracji qpony oraz, do spo¬ wodowania docisku powloki (122 doi opony 110 (fig. 3).Zwiekszony inacisk na powloke 122 powoduje wycisniecie calego powietrza z iprzestrzeni znaj¬ dujacej sie pomiedzy powloka 122 i opona 110.Powietrze ito. odplywa do atmosfery poprzez prze¬ wody 23 i 20. Równoczesnie tasma bieznikowa 116 zostaje docisnieta do -qpolny 110, a material wia¬ zacy 118 zolstaje zwulkanizowany.Po zakonczeniu prace.su laczenia,, przekaznik .cza¬ sowy 60 powoduje spuszczenie cisnienia z autokla¬ wu 10 i .kolektora 44. Z kazdego zestawu 12 zo¬ staje odprowadzone powietrze poprzez przewód ci¬ snieniowy 30 i odpowiedni zawór 56 do kolekto¬ ra 44.Ze wzgledu ma stosunek przekrojów przewodów spustowych cisnienie w loponacih znajdujacych sie w zestawach 12 spadnie szybciej niz w autokla¬ wie 10. Dzieki temu cisnienie w autoklawie 10 spowoduje splaszczenie opony 110, co rw nastep¬ stwie ulatwia zdjecie jej obreczy 1.12.Dzieki zalstasowanliu zaworu eldkdfromaigneftyiczh«^7 go 62 opony llO moga byc (tez automatycznie po¬ nownie nadmuchane przy koncu procesu wulkani¬ zowania do ustalonego cisnienia i ochlodzone. Moz¬ na równiez zatrzymac spuszczenie (powietrza z o- pon po osiagnieciu okreslonsgo\ciJsmeinia.Istnieje tez mozliwosc ponownego* nadmuchiwa¬ nia do potrzebnego cisnienia splaszczonych opon 110 poza autoklawem 10 i nastepne iich .ochlodze¬ nie. Celem tych prowadzonych róznymi sposoba¬ mi zabiegów ponownego nadmuchiwania opon po przeprowadzeniu procesu laczenia jest zmniejsze¬ nie lub wyeliminowanie kurczenia sie .opony 110 w czasie chlodzenia, Jesit to uzyteczne zwlaszcza dla opon pojazdów osobowych i lekkich ciezaró¬ wek.Czesc glówna opony 110 zamontowana jest na obreczy 112 (fig. 3) w taki sposób, zeby mogla byc nadmuchana powietrzem, lub innym gazem po¬ przez zawór 34. Podwulkanizowana tasma biezni¬ kowa 116 jest owinieta na obwodzie opony 110, przy czym miedzy opona a bieznikiem znajduje sie material wiazacy 1.18, który stanowi korzyst¬ nie mieszanka gumowa zdolna do samowuilkaniza- cji w podwyzszonych temperaturach i tworzaca polaczenie pomiedzy tasma bieznikowa 116 i glów¬ na czescia opony 110. Korzystnie, material wiaza¬ cy 118 wulkanizuje sie w temperaturze pomiedzy 87,8 a 121,1°C. Tasma bieznikowa 116 zostala pod¬ wulkanizowana ipod wysokim cisnieniem i ma nor¬ malne rowki 120 i wystepy 121, z których kazdy biegnie nieprzerwanie dookola obwodu opony 110.Tasma bieznikowa 116 i scianki boczne glównej czesci opony 110 sa otoczone elemientem naciska¬ jacym w postaci elastycznej, gumowej pierscienio¬ wej powloki 122 biegnacej dookola obwodu opo¬ ny. Brzegi powloki 122 sa chwilowo uszczelnione w stosunku do scianek bocznych opony za pomoca zacisniecia ich w miejscu 124, pomiedzy sciankami bocznymi i obrecza 112. Caly zestaw, skladajacy sie z obreczy 112,.glównej czesci opony 110 tas¬ my bieznikowej 116, materialu laczacego 118 i przepony umieszcza sie w autoklawie 10. W celu docisniecia tasmy bieznikowej 116 do obwodu glównej czesci 110 opony i zwullikanizowania ma¬ terialu wiazacego wprowadza sie do autoklawu 10 goracy czynnik, talki jak mieszanina pary z po¬ wietrzem. W tym celu w scianach autdklawu 10 znajduja sie odpowiednie przylacza 36. W innym rozwiazaniu czynnikiem cisnieniowym moze byc powietrze, przy czym cieplo moze byc doprowa¬ dzone innym sposobem, korzystnie ta pomoca o- l porowych elementów grzewczych 65 .(fig. 2). Cis¬ nienie nie powinno byc wieksze od cisnienia w oponach, zeby nie zostaly one zdeformowane. Cis¬ nienie w oponach jest zawsze wyzsze od cisnienia w autoklawie 10.Przestrzeli pomiedzy wewnetrzna powierzchnia powloki 122 a opona z bieznikiem jest polaczona z atmosfera poza autoklawem 10 za pomoca prze¬ wodu 30 przylaczionego do powloki: 122. Cisnienie panujace w autoklawie 10 powoduje inacisk na powloke 122, scisle jej przyleganie do opony i do¬ ciskanie tasmy bieznikowej 116 do obwodu glów¬ nej czesci 110 opony. Powietrze, spod powloki 122 09 24S 1 zostaje wycisniete na zewnatrz poprzez przewód 30. PL