WO2013029974A1 - Verfahren und vorrichtung zur runderneuerung eines fahrzeugreifens sowie laufstreifen zur verwendung im verfahren - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur runderneuerung eines fahrzeugreifens sowie laufstreifen zur verwendung im verfahren Download PDF

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heating layer
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Dieter HASENKOPF
Wolfgang Loreth
Christoph PRIEWASSER
Wolfgang SPENDELHOFER
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Kraiburg Austria Gmbh & Co. Kg
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Definitions

  • the invention relates to a method for retreading a vehicle tire, in which a vulcanized tread is connected to a prepared tire carcass by vulcanizing a binding rubber layer by electrically conductive layer of a rubber composition containing at least one electrically conductive filler between the tread and the tire carcass Electricity is heated.
  • the invention further relates to a vulcanized tread for use in this method. Furthermore, the invention relates to a device for joining a vulcanized tread to a tire carcass in a Kalterneuerungs vide, in which a located between the tread and the tire carcass, containing at least one electrically conductive filler, electrically conductive layer of a
  • Rubber composition is heated by means of electrical current, the apparatus comprising:
  • a rim or a rim-like device for positioning the retreaded, treaded with the tire
  • Bonding rubber layer to introduce an electrically conductive rubber layer and heated by electric current such that the bonding rubber layer is vulcanized and a connection of the tread with the tire carcass is achieved.
  • Method is known for example from GB 555 070 B.
  • JP 57053340 A it is known to introduce between the vulcanized tread and the tire carcass an electrically conductive unvulcanized bonding rubber layer which contains between 7% by weight and 80% by weight of a conductive carbon black.
  • An electric voltage between 1 V and 400 V is applied to the bonding rubber layer by means of electrodes so as to heat and vulcanize the bonding rubber layer to a temperature between 100 ° C and 160 ° C.
  • a method for connecting the tread with the tire carcass is also proposed to generate the heat required for the connection in that electric current is passed through an electrically conductive filler-containing rubber composition in the tire.
  • the rubber composition containing the electroconductive filler may be disposed between the tread and the carcass, and the tread may itself contain electrically conductive filler.
  • the carbon black content in this rubber composition is between 20 parts by weight and 60 parts by weight.
  • the device for vulcanization of the bonding rubber layer should have circular electrodes, preferably of steel, which are stretched on the tire sides against the electrically conductive rubber layer.
  • wires embedded in a separate rubber layer sandwiched between the binding rubber layer and the tread are heated. From DE 2 222 711 A it is known to use a heating grid, which is introduced between the tread and the carcass, to reach the vulcanization temperature.
  • the object of the invention is therefore to provide a method of the type mentioned for use in the practice of calender renewal, and to provide a device that allows a cold round renewal associated with this method and with the advantages mentioned above ,
  • the stated object is achieved according to the invention in that the rubber composition has an electrical conductivity of 0.1 S / m to 300 S / m.
  • the conductivity of the electrically conductive rubber composition should be between 0.1 S / m and 300 S / m.
  • the ohmic heating of the electrically conductive layer can be adjusted to a temperature range between 90 ° and 150 ° C. using direct or alternating voltage with a relatively low electrical power, in particular between 2.5 kW / m 2 and 10 kW / Set m 2 well.
  • the conductivity of the electrically conductive rubber composition is between 10 S / m and 100 S / m.
  • the stated object is achieved according to the invention in that the electrical contacts in sections the electrically conductive layer, in
  • Circumferential segments provide electrical voltage.
  • treads which are connected on its inside with a heating layer, which has an electrical conductivity of 0.1 S / m to 300 S / m.
  • the electrically conductive layer which is heated by means of electrical current, according to preferred embodiments of the invention, either the bonding rubber layer or a separate heating layer connected to the inside of the tread with this.
  • the electrically conductive bonding rubber layer is analogous to a conventional
  • Binder rubber layer as a mixture web which has a thickness between 0.5 mm and 5 mm, applied to the tire carcass.
  • the heating layer connected to the tread has a particularly constant thickness between 1 mm and 5 mm.
  • Certain conductive carbon blacks are particularly suitable for ensuring electrical conductivity of the bonding rubber layer or the heating layer from 0.1 S / m to 300 S / m.
  • Such carbon blacks are in particular those which have an iodine absorption greater than 200 mg / g. Additionally or alternatively, carbon nanotubes may be used in the electrically conductive layer as the electrically conductive filler.
  • the proportion of electrically conductive carbon black in the electrically conductive layer is also important for achieving the electrical conductivity in the range of 0.1 S / m to 300 S / m.
  • the amount of carbon black in the electrically conductive layer should be between 15 phr and 80 phr. When using carbon nanotubes, their proportion should be between 5 phr and 60 phr. With a graphite content in the rubber compound for the electrically conductive layer, the conductivity can be adjusted particularly well. Graphite is added in addition to carbon black and / or carbon nanotubes in a proportion of 5 phr to 40 phr.
  • the electrically conductive layer is embodied or positioned on the tire carcass in such a way that it can be electrically contacted on the two tire sides.
  • the electrically conductive layer is electrically contacted in segments over the circumference of the tire sides. This type of contacting has the advantage that each contact point can be charged separately with electrical power, so that, in particular by means of an appropriate control and regulation, a substantially uniform heating of the conductive layer over the tire circumference can be ensured.
  • a tread is particularly suitable, which is connected on its inside with a heating layer having an electrical conductivity of 0.1 S / m to 300 S / m.
  • This heating layer which is made in a thickness of 1 mm to 5 mm, can now either have a width which coincides with the width of the tread on the inside or it can dominate the tread, especially on both sides.
  • Outstanding edge portions have the advantage that they are particularly good electrically contacted by the tire sides ago.
  • these the tread laterally projecting edge portions of the heating layer may each have a constant width, but they may also have row-like tab-like elements, which is preferably carried out on these elements, the electrical contacting.
  • the portions of the heating layer which laterally project beyond the tread have a greater thickness than the part or section of the heating layer which is in contact with the tread.
  • This measure has been found to be particularly advantageous for a particularly uniform heating or heating of the heating layer.
  • another measure is to be mentioned, namely a ribbed design of the tread facing side of the heating layer. This ribbing, which may be varied, for example meandering or linearly extending, extends at least over that region of the
  • Heating layer in contact with the tread should at least substantially transverse to
  • the depressions are in consequence of the Connecting the tread with the heating layer filled by tread material.
  • the heating layer should furthermore have a thickness in the depressions which is in particular smaller by up to 2.5 mm than the thickness in the region of the elevations. Another, a fast and uniform heating of the heating layer favors measure is to be in the laterally projecting sections or in the
  • edge regions of the heating layer electrical conductors in particular such that these, when the tread is positioned on the tire carcass, run substantially in the circumferential direction lined up and have free ends which are contacted from the outside.
  • An embodiment of the device according to the invention has, in particular, annular side windows, on the insides of which strip-shaped contact segments are arranged, in each case along a circular ring and adjacent to one another.
  • annular side windows on the insides of which strip-shaped contact segments are arranged, in each case along a circular ring and adjacent to one another.
  • Tire carcass to be used which is provided with a heating layer with electrical conductors, the electrical contacts on terminals or the like, which are connectable to the outer ends of the embedded in the heating layer electrical conductor.
  • the pressure device may surround the tread area and contain a pressure bellows which, under internal pressure, exert pressure on the outside of the tread. It is particularly advantageous if the
  • Pressure device is a pressure chamber. It is possible to use conventional pressure chambers (autoclaves) which are merely pressurized, the usual introduction of heated steam or the electrical heating of the autoclave is not required.
  • the device has a pressure device surrounding the tread area, one of the side windows can be firmly connected to the pressure device and the other one
  • All device variants are also equipped with an electronic control and regulation device for monitoring, control and control of
  • Fig. 1 to Fig. 4 cross sections through treads with different
  • FIG. 6 is a sectional view of a tire carcass with an embodiment of the invention
  • FIG. 7 is a sectional view of a tire carcass with another embodiment of the invention
  • FIG. 8 is a view of an embodiment of an apparatus for connecting a tread to a tire carcass.
  • FIG. 9 is a view of the inside of a portion of a side window of
  • the invention is a view of another embodiment of the device.
  • the invention relates to the retreading of vehicle tires in one
  • Treads 1, 1, "" which are provided on its inside with an electrically conductive heating layer 2, 2 ', 2 ", 2"' and firmly connected, which has a constant thickness of 1 mm to 3 mm.
  • the treads 1, 1, ",” with their heating layers 2, 2 ', 2 “, 2'” can each be used as flat running strips, as ring running strips or in
  • Tread segments are provided.
  • the inside of the tread 1, on which the heating layer 2 is applied not contoured, flat flat strip therefore just.
  • the heating layer 2 extends over the entire width of the tread 1 and in such a way that the heating layer 2 can be electrically contacted via its narrow side edge surfaces 2a radially inside the lateral tread edges.
  • Fig. 2 shows a variant with a likewise not contoured inside of the tread 1 'and a heating layer applied here 2', which projects beyond the tread 1 'edge.
  • the treads 1 'laterally projecting portions 2'b of the heating layer 2' can extend over the entire circumferential extension of the tread 1 'and the tread ring in constant width, but they can also form in the circumferential direction successive tab-like elements which the tread 1' side overtop.
  • Fig. 2 shows a variant with a likewise not contoured inside of the tread 1 'and a heating layer applied here 2', which projects beyond the tread 1 'edge.
  • the treads 1 'laterally projecting portions 2'b of the heating layer 2' can extend over the entire circumferential extension of the tread 1 'and the tread ring in constant width, but they can also form in the circumferential direction successive tab-like elements which the tread 1' side overtop.
  • the tread 1 has on its inner side a cross-sectional contour in which the lateral edge portions of the tread 1 '' are slightly bent radially inward
  • the heating layer 2 follows this contour covering the inside of the tread 1 '' and is electrically contactable on its side edge surfaces 2 'a from the outside.
  • the tread 1 "'has an inner side with an overall slightly concave curved contour, otherwise it corresponds
  • FIG. 5 shows a specific embodiment of a heating layer 2 IV .
  • the heating layer 2 IV is at its the inside of the tread - this can be a tread 1, 1 ', 1 "and 1"', as shown in Fig. 1 to 4, be shown - ribbed facing side, the like
  • the heating layer 2 IV has a thickness greater by 0.5 mm to 2.5 mm than at the lowest point of the recesses 2 Iv d.
  • the heating layer 2 IV also has un-ribbed Edge portions 2 a, which have a width of 1 cm to 2 cm and
  • the heating layer 2 IV is produced from an extruded mixture web which is provided with embossing blocks or the like with the ribbing.
  • the ribbed blend plates are then pre-vulcanized and bonded to the extruded tread during vulcanization and also vulcanized. As a result, the ribbing remains from elevations 2 Iv c and 2 Iv d in the vulcanized, with the heating layer 2 IV
  • a very homogeneous heating of the heating layer 2 IV with electric current can be achieved by such a ribbing, which may for example be linear or meandering.
  • a metallic, non-insulated, electrical conductors 18 may be vulcanized.
  • the heating layer 2 IV is applied in particular in circumferential segments on the tire carcass, wherein the conductor 18 from each segment frontally - protrudes on one or both end faces, to allow an electrical contact from the outside.
  • Contacting takes place for example via terminals, which are connected to the conductor ends, as will be described.
  • the heating layer 2, 2 ', 2 ", 2'", 2 IV according to the invention has an electrical
  • This electrical conductivity is achieved by the use of special electrically conductive fillers, in particular of special electrically conductive carbon blacks and / or carbon nanotubes in the rubber mixture for producing the heating layer 2, 2 ', 2 ", 2'", 2 IV .
  • the rubber mixture may contain as an electrically conductive filler graphite powder.
  • Table 1 below contains three mixing examples (BS01, BS02, BS03) for the heating layer 2, 2 ', 2 ", 2"', 2 IV . The proportions are phr (parts per hundred rubber), hence parts by weight based on 100 parts by weight of rubber in the mixture.
  • Table 1 :
  • the proportion of electrically conductive carbon black in the rubber mixture for producing the heating layer 2, 2 ', 2 ", 2'", 2 Iv can be between 15 and 80 phr, the proportion of C nanotubes between 5 and 60 phr. Graphite is added in a proportion of 5 to 40 phr.
  • the electrically conductive carbon black has a very large surface area with an iodine adsorption greater than 200 mg / g.
  • the commercially available under the trade names Ensaco 350 G and Printex X2 carbon blacks come into question.
  • this is done such that a good connection of the heating layer 2, 2 ', 2 ", 2"', 2 IV to the tread 1,, 1 "," and is guaranteed to the binding layer.
  • Fig. 6 shows a prepared tire carcass 3, on which an unvulcanized
  • Bonding rubber layer 5 of conventional composition - for example, a mixture according to Table 1 with conventional carbon black and without C-Nanotubes - is applied.
  • Bonding rubber layer 5 consists of an extruded or calendered mixture web which has a constant thickness of 0.5 mm to about 3 mm radially outside of the belt dressing 22, up to 10 mm in the case of EM tires, and somewhat thicker on the shoulder side
  • Fig. 7 shows a further embodiment of the invention, in which a vulcanized
  • Tread 10 which may have one of the cross sections shown in Figures 1 to 4, as a flat running strip, as a ring strip or tread segments, is used.
  • the unvulcanized bonding rubber layer 5 'applied to the roughened and prepared tire carcass 3 consists of an electrically conductive rubber mixture having an electrical conductivity of 0.1 S / m to 300 S / m, in particular 10 S / m to 100 S / m ,
  • the binding rubber layer 5 ' is an unvulcanized mixture web having a thickness between 1 mm and 2 mm and with thicker edge portions 5'a and overall has a width which corresponds at least to the width of the tread 10.
  • the lateral edge portions 5'a which deform substantially into a triangular cross-section, allow a good electrical contacting of the bonding rubber layer 5 '.
  • Table 2 contains three mixing examples (BG01, BG02, BG03) for preferred
  • Embodiments of the rubber mixture for the bonding rubber layer 5 ' The proportions are phr, ie parts by weight, which are based on 100 parts by weight of rubber in the mixture. Table 2:
  • Iodine adsorption greater than 200 mg / g for example, one of the commercially available carbon blacks Printex X2 or Ensaco 350 G, the mixture BG02 additionally carbon nanotubes, the mixture BG03 in addition to carbon black graphite.
  • the proportion of fillers is chosen such that the bonding rubber layer 5 'has an electrical conductivity in the range of 0.1 S / m to 300 S / m.
  • the proportion of carbon black in the mixture for the bonding rubber layer 5 ' can be in particular between 15 and 80 phr, the proportion of C nanotubes between 5 and 60 phr, and the proportion of graphite between 5 and 40 phr.
  • the bonding rubber layer 5 is vulcanized by heating the adjacent heating layer 2, the bonding rubber layer 5 'by its direct heating using electric current.
  • 8 shows an apparatus for carrying out the vulcanization by electric current, wherein in the figure by way of example a tire carcass is renewed, which is provided with an electrically conductive bonding rubber layer 5 ', so that the
  • Bonding rubber layer 5 ' is heated.
  • the device comprises a rim 6 with an annular circumferential seat surface 6a for the bead regions 20 of the tire.
  • the rim 6 is attached to a support arm 7a of a loading unit 7, which in
  • Axle direction of the rim 6 is moved, so that the rim 6 can be driven out of the device and into this in order to retread the tire in the
  • the device has a main body 8, which is provided with stand elements 8a, by means of which the device stands on the ground.
  • the main body 8 has a ring-shaped, in cross-section in particular U-shaped printing device 9 with side parts 9a.
  • the inner diameter of the annular pressure device 9 is greater than the outer diameter of the retreading tire, the inner width of the
  • Printing device 9 is slightly larger than the width of the tread of the tire.
  • an inflatable pressure bellows 11 which can be inflated between the tire and the inside of the pressure device 9, is positioned, which exerts pressure in the inflated state on the outside of the tread of the tire positioned in the device.
  • the device further comprises two substantially annular shaped
  • Pressure device 9 and the rim 6 are adapted and positioned between the side parts 9a of the printing device 9 and the rim 6.
  • the side panel 12b facing away from the loading unit 7 is fastened to the pressure device 9, the second one
  • Side window 12a is pivotally mounted on the pressure device 9 and locked in a manner not shown, so that the tire can be retracted by means of the loading unit 7 in the device and moved out of the device.
  • narrow electrically conductive contact segments 14, which consist in particular of metal, are attached to the outer edge of the inside of each side pane 12a, 12b. When the device is closed, the segments 14 come with the tire sides and there with the electrically conductive bonding rubber layer 5 'or the electrically conductive heating layer 2, 2', 2 ", 2 '", 2 IV in contact.
  • Each segment 14 can be supplied with electrical voltage by means of electrical connection elements 15 (cables) indicated in FIG. 9.
  • Each segment 14 may be supplied separately with electrical power and independently of the other segments 14.
  • An electronic control and regulating device 16 controls and regulates the voltage supply of the segments 14 of the side windows 12a, 12b.
  • Fig. 10 shows an embodiment of the device which allows electrical contacting of the end portions of the conductors 18 (Fig. 5). The device has no
  • the retread tire carcass is provided with a heating layer 2 IV , the
  • Circumferential segments is composed, which in their edge portions electrical conductors 18 (Fig. 5), the free end portions on the tire sides protrude outward. At the externally accessible ends of the conductors 18 terminals 23 are attached, which are electrically connected via indicated cables 24 to the control and regulation device 16, so that the individual segments of the heating layer 2 IV can be supplied with electrical voltage independently.
  • the operation of the device and the method for connecting the tread to the tire carcass by means of this device will now be described with reference to FIG. 8 and to a tire having an electrically conductive bonding rubber layer 5 '.
  • Pressure device 9 is brought to an internal pressure of about 1.5 to 6 bar with compressed air.
  • the control and regulating device 16 provides for the adjustment of the internal pressure and its monitoring, a pressure gauge 17 allows a reading from the outside.
  • the pressure bellows 11 ensures the necessary for the vulcanization of the bonding rubber layer 5 'contact pressure.
  • By applying electrical voltage to the contact elements a current flow through the electrically conductive bonding rubber layer 5 'is set in motion.
  • the bonding rubber layer 5 ' is now heated by its ohmic resistance to the necessary for their vulcanization temperature of 90 ° C to 150 ° C.
  • the electrical control and monitoring device 16 monitors during the
  • the individual contact elements allow a targeted, even step by step control by the electrical control and regulation device 16 so that a largely homogeneous heating of the bonding rubber layer 5 'is ensured.
  • the side plate 12a After completion of the vulcanization of the pressure bellows 11 is vented, the side plate 12a unlocked and swung out and then moved out by means of the charging unit 7 of the tire together with the rim 6 from the device. After releasing the tire inner pressure, the tire of the rim 6 can be removed.
  • Heating layer 2 IV provided and located on a rim or a rim-like device tire in a pressure chamber (an autoclave) introduced.
  • the ends of the embedded in the edge portions of the heating layer 2 IV electrical conductors are connected to terminals, which cause the power supply via cable.
  • the autoclave is filled with compressed air, a supply of heated steam can be omitted. This Method is particularly advantageous because the otherwise necessary and very time-consuming warm-up of the tire is eliminated.
  • the tire can be bandaged with a suitable material, for example with a tissue.
  • a suitable material for example with a tissue.
  • a strip of conductive or non-conductive tying rubber can be positioned at the joint.
  • the heating of the electrically conductive layer can with or
  • AC voltage in the low and low voltage range and in a power range of 2.5 kW / m 2 to 10 kW / m 2 , based on the total outer surface of the heating layer or bonding rubber layer to be heated.
  • terminals may be provided which connect to the vulcanized in the edge portions of the heating layer electrical conductors.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Vorrichtung zum Runderneuern eines Fahrzeugluftreifens, bei welchem ein vulkanisierter Laufstreifen (1, 1', 1", 1"', 10) mit einer vorbereiteten Reifenkarkasse (3) durch Vulkanisieren einer Bindegummischicht (5, 5') verbunden wird, indem eine zwischen dem Laufstreifen (1, 1', 1", 1"', 10) und der Reifenkarkasse (3) befindliche, zumindest einen elektrisch leitenden Füllstoff enthaltende elektrisch leitende Schicht aus einer Gummizusammensetzung mittels elektrischen Stroms erhitzt wird. Ferner betrifft die Erfindung auch einen vulkanisierten Laufstreifen, der auf der Innenseite eine Heizschicht aus einer elektrisch leitenden Gummimischung (2) aufweist. Die elektrisch leitende Schicht weist eine elektrische Leitfähigkeit von 0,1 S/m bis 300 S/m auf.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Runderneuerung eines Fahrzeugreifens sowie Laufstreifen zur Verwendung im Verfahren
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Runderneuern eines Fahrzeugreifens, bei welchem ein vulkanisierter Laufstreifen mit einer vorbereiteten Reifenkarkasse durch Vulkanisieren einer Bindegummischicht verbunden wird, indem eine zwischen dem Laufstreifen und der Reifenkarkasse befindliche, zumindest einen elektrisch leitenden Füllstoff enthaltende elektrisch leitenden Schicht aus einer Gummizusammensetzung mittels elektrischen Stroms erhitzt wird.
Die Erfindung betrifft ferner einen vulkanisierten Laufstreifen zur Verwendung in diesem Verfahren. Des weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Verbinden eines vulkanisierten Laufstreifens mit einer Reifenkarkasse in einem Kalterneuerungsverfahren, bei welchem eine zwischen dem Laufstreifen und der Reifenkarkasse befindliche, zumindest einen elektrisch leitenden Füllstoff enthaltende, elektrisch leitende Schicht aus einer
Gummizusammensetzung mittels elektrischen Stroms erhitzt wird, wobei die Vorrichtung aufweist:
eine Felge oder eine felgenähnliche Einrichtung zum Positionieren des rundzuerneuernden, mit dem Laufstreifen belegten Reifens und
mit elektrischer Spannung versorgbare elektrische Kontakte, welche an beiden Reifenseiten mit der elektrisch leitenden Schicht verbindbar sind. Es ist bereits vor längerer Zeit vorgeschlagen worden, bei der Runderneuerung von Reifen zwischen der Reifenkarkasse und dem neuen Laufstreifen zusätzlich zur
Bindegummischicht eine elektrisch leitende Gummischicht einzubringen und mittels elektrischen Stroms derart zu erhitzen, dass die Bindegummischicht vulkanisiert wird und eine Verbindung des Laufstreifens mit der Reifenkarkasse erzielt wird. Ein derartiges
Verfahren ist beispielsweise aus der GB 555 070 B bekannt. Aus der JP 57053340 A ist es bekannt, zwischen dem vulkanisierten Laufstreifen und der Reifenkarkasse eine elektrisch leitfähige unvulkanisierte Bindegummischicht einzubringen, welche zwischen 7 Gew.-% und 80 Gew.-% eines leitfähigen Rußes enthält. An die Bindegummischicht wird mittels Elektroden eine elektrische Spannung zwischen einem 1 V und 400 V angelegt, um derart die Bindegummischicht auf eine Temperatur zwischen 100° C und 160° C zu erhitzen und zu vulkanisieren. Bei dem aus der DE 28 04 663 A bekannten Verfahren zum Verbinden des Laufstreifens mit der Reifenkarkasse wird ebenfalls vorgeschlagen, die zur Verbindung erforderliche Wärme dadurch zu erzeugen, dass elektrischer Strom durch eine einen elektrisch leitfähigen Füllstoff enthaltende Kautschukzusammensetzung im Reifen geleitet wird. Die den elektrisch leitenden Füllstoff, insbesondere Acetylenruß, enthaltende Kautschukzusammensetzung kann zwischen der Lauffläche und der Karkasse angeordnet sein, wobei auch die Lauffläche selbst elektrisch leitfähigen Füllstoff enthalten kann. Der Rußanteil in dieser Kautschukzusammensetzung beträgt zwischen 20 Gewichtsteilen und 60 Gewichtsteilen. Die Vorrichtung zur Vulkanisation der Bindegummischicht soll kreisförmige Elektroden, vorzugsweise aus Stahl, aufweisen, welche an den Reifenseiten gegen die elektrisch leitende Gummischicht gespannt werden. Bei dem aus der US 3,894,897 B bekannten Verfahren zur Runderneuerung werden Drähte, welche in einer zwischen der Bindegummischicht und dem Laufstreifen eingebrachten gesonderten Gummischicht eingebettet sind, erhitzt. Aus der DE 2 222 711 A ist es bekannt, ein Heizgitter, welches zwischen dem Laufstreifen und der Karkasse eingebracht ist, zum Erreichen der Vulkanisationstemperatur zu verwenden.
Keines dieser bekannten Verfahren hat sich bislang in der Praxis, bei der Runderneuerung von Reifen, durchgesetzt. Dies könnte unter anderem daran liegen, dass sich die ohmsche Erhitzung der elektrisch leitfähigen Gummischicht, die für eine Verbindung des Laufstreifens mit der Reifenkarkasse erforderlich ist, als problematisch herausgestellt hat. Der optimale Temperaturbereich ist relativ schmal und es ist eine weitgehend
gleichmäßige Erhitzung erforderlich. Dabei wäre ein derartiges Verfahren mit vielen Vorteilen verbunden, insbesondere einer deutlichen Reduktion des personellen und maschinellen Aufwandes, einer deutlichen Einsparung an elektrischer Energie und vor allem einer merkbaren Zeitersparnis durch eine signifikante Verringerung der Taktzeit gegenüber den bisher verwendeten Kaltrunderneuerungsverfahren.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren der eingangs genannten Art für einen Einsatz in der Praxis, bei der Kaltrunderneuerung, bereit zu stellen sowie eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, die eine Kaltrunderneuerung mit diesem Verfahren und mit den oben erwähnten Vorteilen verbunden, gestattet.
Was das Verfahren betrifft wird die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Gummizusammensetzung eine elektrische Leitfähigkeit von 0,1 S/m bis 300 S/m aufweist.
Es hat sich herausgestellt, dass für eine optimale ohmsche Erwärmung die Leitfähigkeit der elektrisch leitenden Gummizusammensetzung zwischen 0,1 S/m und 300 S/m liegen soll. In diesem Leitfähigkeitsbereich lässt sich die ohmsche Erwärmung der elektrisch leitenden Schicht auf den einen Temperaturbereich zwischen 90° und 150° C unter Verwendung von Gleich- oder Wechselspannung mit einer relativ geringen elektrischen Leistung, insbesondere zwischen 2,5 kW/m2 bis 10 kW/m2 gut einstellen. Vorzugsweise beträgt die Leitfähigkeit der elektrisch leitenden Gummizusammensetzung zwischen 10 S/m und 100 S/m.
Was die Vorrichtung betrifft wird die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die elektrischen Kontakte die elektrisch leitende Schicht abschnittsweise, in
Umfangssegmenten, mit elektrischer Spannung versorgen. Von besonderem Vorteil ist im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens die
Verwendung von Laufstreifen, welcher an ihrer Innenseite mit einer Heizschicht verbunden sind, welche eine elektrische Leitfähigkeit von 0,1 S/m bis 300 S/m aufweist. Die elektrisch leitende Schicht, die mittels elektrischen Stroms erhitzt wird, ist gemäß bevorzugten Ausführungsvarianten der Erfindung entweder die Bindegummischicht oder eine an der Innenseite des Laufstreifens mit diesem verbundene gesonderte Heizschicht. Die elektrisch leitende Bindegummischicht wird analog einer herkömmlichen
Bindegummischicht als Mischungsbahn, welche eine Dicke zwischen 0,5 mm und 5 mm aufweist, auf die Reifenkarkasse aufgebracht. Die mit dem Laufstreifen verbundene Heizschicht weist eine insbesondere konstante Dicke zwischen 1 mm und 5 mm auf.
Bestimmte leitfähige Ruße sind dafür besonders geeignet, eine elektrische Leitfähigkeit der Bindegummischicht oder der Heizschicht von 0,1 S/m bis 300 S/m sicher zu stellen.
Derartige Ruße sind insbesondere solche, welche eine Jodabsorption größer als 200 mg/g aufweisen. Zusätzlich oder alternativ können in der elektrisch leitenden Schicht als elektrisch leitender Füllstoff Carbon-Nanotubes verwendet werden.
Der Anteil an elektrisch leitendem Ruß in der elektrisch leitenden Schicht ist für die Erzielung der elektrischen Leitfähigkeit im Bereich von 0,1 S/m bis 300 S/m ebenfalls von Bedeutung. Der Rußanteil in der elektrischen leitenden Schicht sollte zwischen 15 phr und 80 phr betragen. Bei der Verwendung von Carbon-Nanotubes sollte deren Anteil zwischen 5 phr und 60 phr betragen. Mit einem Graphitanteil in der Kautschukmischung für die elektrisch leitende Schicht lässt sich die Leitfähigkeit besonders gut einstellen. Graphit wird zusätzlich zu Ruß und/oder Carbon-Nanotubes in einem Anteil von 5 phr bis 40 phr zugemischt.
Die elektrisch leitende Schicht, sei es die Heizschicht oder die Bindegummischicht, wird derart ausgeführt beziehungsweise derart auf der Reifenkarkasse positioniert, dass sie an den beiden Reifenseiten elektrisch kontaktierbar ist. Beim erfindungsgemäßen Verfahren kann ferner vorgesehen sein, dass die elektrisch leitende Schicht über den Umfang der Reifenseiten segmentweise elektrisch kontaktiert wird. Diese Art der Kontaktierung hat den Vorteil, dass jede Kontaktstelle separat mit elektrischer Leistung beaufschlagt werden kann, sodass, insbesondere mittels einer entsprechenden Steuerung und Regelung, eine weitgehend gleichmäßige Erhitzung der leitenden Schicht über den Reifenumfang gewährleistet werden kann.
Wie bereits erwähnt ist zur Verwendung in dem erfindungsgemäßen Verfahren besonders ein Laufstreifen geeignet, der an seiner Innenseite mit einer Heizschicht verbunden ist, die eine elektrische Leitfähigkeit von 0,1 S/m bis 300 S/m aufweist. Diese Heizschicht, die in einer Dicke von 1 mm bis 5 mm ausgeführt ist, kann nun entweder eine Breite aufweisen, die mit der Breite des Laufstreifens an dessen Innenseite übereinstimmt oder sie kann den Laufstreifen, insbesondere beidseitig, überragen. Überragende Randabschnitte haben den Vorteil, dass sie besonders gut von den Reifenseiten her elektrisch kontaktierbar sind.
Dabei können diese den Laufstreifen seitlich überragenden Randabschnitte der Heizschicht jeweils eine konstante Breite aufweisen, sie können jedoch auch aneinander gereihte laschenartige Elemente aufweisen, wobei an diesen Elementen bevorzugt die elektrische Kontaktierung erfolgt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weisen die den Laufstreifen seitlich überragenden Abschnitte der Heizschicht eine größere Dicke auf, als der in Kontakt mit den Laufstreifen stehende Teil bzw. Abschnitt der Heizschicht. Auch diese Maßnahme hat sich für eine besonders gleichmäßige Erwärmung bzw. Erhitzung der Heizschicht als besonders vorteilhaft herausgestellt. In diesem Zusammenhang ist eine weitere Maßnahme zu nennen, nämlich eine gerippte Ausführung der dem Laufstreifen zugewandten Seite der Heizschicht. Diese Rippung, die vielfältig, beispielsweise mäanderförmig oder linear verlaufend, ausgeführt sein kann, erstreckt sich zumindest über jenen Bereich der
Heizschicht, der in Kontakt mit dem Laufstreifen steht. Die durch die Rippung gebildeten Erhebungen und Vertiefungen sollten zumindest im Wesentlichen quer zur
Umfangsrichtung des Laufstreifens verlaufen. Die Vertiefungen sind in Folge des Verbindens des Laufstreifens mit der Heizschicht durch Laufstreifenmaterial aufgefüllt. Die Heizschicht sollte ferner in den Vertiefungen eine Dicke aufweisen, die insbesondere um bis zu 2,5 mm geringer ist als die Dicke im Bereich der Erhebungen. Eine weitere, ein schnelles und gleichmäßiges Aufheizen der Heizschicht begünstigende Maßnahme besteht darin, in den seitlich überstehenden Abschnitten bzw. in den
Randbereichen der Heizschicht elektrische Leiter zu integrieren, insbesondere derart, dass diese, wenn der Laufstreifen auf der Reifenkarkasse positioniert ist, im Wesentlichen in Umfangsrichtung aneinander gereiht verlaufen und freie Enden aufweisen, die von außen kontaktierbar sind.
Eine erfindungsgemäße Ausführungsform der Vorrichtung weist insbesondere ringförmige Seitenscheiben auf, an deren Innenseiten, jeweils entlang eines Kreisringes und aneinander anschließend verlaufend, streifenförmige Kontaktsegmente angeordnet sind. Bei einer anderen Ausführungsform der Vorrichtung, welche dafür vorgesehen ist, bei einer
Reifenkarkasse eingesetzt zu werden, die mit einer Heizschicht mit elektrischen Leitern versehen ist, weisen die elektrischen Kontakte Klemmen oder dergleichen auf, welche mit den außen befindlichen Enden der in der Heizschicht eingebetteten elektrischen Leiter verbindbar sind.
Bei einer Ausführung der Vorrichtung kann die Druckeinrichtung den Laufstreifenbereich umgeben und einen Druckbalg enthalten, welcher unter Innendruck gesetzt auf die Außenseite des Laufstreifens Druck ausübt. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die
Druckeinrichtung eine Druckkammer ist. Es können herkömmliche Druckkammern (Autoklaven) verwendet werden, die lediglich unter Innendruck gesetzt werden, das übliche Einleiten von erhitztem Dampf oder das elektrische Aufheizen des Autoklaven ist nicht erforderlich.
Weist die Vorrichtung eine den Laufstreifenbereich umgebende Druckeinrichtung auf kann eine der Seitenscheiben mit der Druckeinrichtung fest verbunden und die andere
Seitenscheibe an der Druckeinrichtung auf- bzw. wegschwenkbar angeordnet und an der Druckeinrichtung im geschlossenen Zustand verriegelbar sein. Bei geöffneter bzw.
weggeschwenkter Seitenscheibe kann daher der Reifen in die Vorrichtung eingefahren und nach Beenden des Heizvorganges aus der Vorrichtung heraus gefahren werden. Sämtliche Vorrichtungsvarianten sind ferner mit einer elektronischen Regelungs- und Steuerungseinrichtung zur Überwachung, Regelung und Steuerung des
Vulkanisationsprozesses versehen.
Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden nun anhand der Zeichnung, die schematisch mehrere Ausführungsbeispiele darstellt, näher beschrieben. Dabei zeigen
Fig. 1 bis Fig. 4 Querschnitte durch Laufstreifen mit unterschiedlichen
Ausführungsvarianten der Erfindung,
Fig. 5 eine Ausführungsform einer Basisschicht,
Fig. 6 eine Schnittansicht einer Reifenkarkasse mit einer Ausführungsform der Erfindung, Fig. 7 eine Schnittansicht einer Reifenkarkasse mit einer weiteren Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 8 eine Ansicht einer Ausführungsform einer Vorrichtung zum Verbinden eines Laufstreifens mit einer Reifenkarkasse,
Fig. 9 eine Ansicht auf die Innenseite eines Abschnittes einer Seitenscheibe der
Vorrichtung und
Fig. 10 eine Ansicht einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung. Die Erfindung befasst sich mit der Runderneuerung von Fahrzeugreifen in einem
Kaltrundemeuerungsverfahren, bei welchem eine Reifenkarkasse mit einem neuen, bereits vulkanisierten Laufstreifen, einem Laufstreifenring oder Laufstreifensegmenten belegt und verbunden wird. Die Erneuerung des Laufstreifens ist vor allem bei Fahrzeugluftreifen größerer Dimensionen, wie beispielsweise Reifen für Lastkraftwagen und EM-Reifen
(Earth-Mover-Reifen) üblich. Bei der üblichen Runderneuerung von LKW-Reifen wird der abgefahrene Laufstreifen bis zur Gürtelgummierung abgetragen, die Karkasse im abgetragenen Bereich angeraut, etwaige Schleifarbeiten und Reparaturen werden durchgeführt, und es wird die Reifenkarkasse unter Verwendung einer unvulkanisierten Bindegummischicht mit einem neuen, profilierten und bereits vulkanisierten Laufstreifen oder einem Laufstreifenring oder Laufstreifensegmenten, bei einer Temperatur zwischen 95° C und 115° C unter Vulkanisieren des Bindegummis verbunden. Bei EM-Reifen - Reifen für Radlader, Grader, Loader und sonstige Baustellen-Fahrzeuge - wird die
Karkasse nach dem Abtragen angeraut, etwaige Schleif- und Reparaturarbeiten werden durchgeführt, eine Schicht unvulkanisiertes Aufbaumaterial aufgebracht, die
Reifenkarkasse in einem Autoklaven vulkanisiert, die derart reparierte Reifenkarkasse angeraut, mit unvulkanisiertem Bindegummi und vulkanisierten Laufstreifensegmenten belegt und nochmals in einem Autoklaven zum Vulkanisieren des Bindegummis erhitzt. Beim Runderneuerungsprozess gemäß der Erfindung wird die Verbindung des neuen Laufstreifens mit der Reifenkarkasse - die Vulkanisation der Bindegummischicht - durch ohmsche Erwärmung der Bindegummischicht und/oder einer dieser benachbarten oder nahe dieser angeordneten Gummischicht, wie im Folgenden näher beschrieben wird, durchgeführt. Fig. 1 bis Fig. 4 zeigen grundsätzliche Ausführungsvarianten von vulkanisierten
Laufstreifen 1, , 1 ", ", welche an ihrer Innenseite mit einer elektrisch leitfähigen Heizschicht 2, 2', 2", 2"' versehen und fest verbunden sind, die eine konstante Dicke von 1 mm bis 3 mm aufweist. Die Laufstreifen 1, , 1 ", " mit ihren Heizschichten 2, 2 ' , 2 " , 2' " können jeweils als Flachlaufstreifen, als Ringlaufstreifen oder in
Laufstreifensegmenten zur Verfügung gestellt werden. Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform ist die Innenseite des Laufstreifens 1, auf welcher die Heizschicht 2 aufgebracht ist, nicht konturiert, bei Flachlaufstreifen daher eben. Die Heizschicht 2 verläuft über die gesamte Breite des Laufstreifens 1 und derart, dass die Heizschicht 2 über ihre schmalen Seitenkantenflächen 2a radial innerhalb der seitlichen Laufstreifenränder elektrisch kontaktierbar ist.
Fig. 2 zeigt eine Ausführungsvariante mit einer ebenfalls nicht konturierten Innenseite des Laufstreifens 1 ' und einer hier aufgebrachten Heizschicht 2', welche den Laufstreifen 1 ' randseitig überragt. Die den Laufstreifen 1 ' seitlich überragenden Abschnitte 2'b der Heizschicht 2' können über die gesamte Umfangserstreckung des Laufstreifens 1 ' beziehungsweise des Laufstreifenringes in konstanter Breite verlaufen, sie können jedoch auch in Umfangsrichtung aufeinander folgende laschenartige Elemente bilden, welche den Laufstreifen 1 ' seitlich überragen. Bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform weist der Laufstreifen 1 " an seiner Innenseite eine Querschnittkontur auf, bei welcher die seitlichen Randabschnitte des Laufstreifens 1 ' ' geringfügig radial nach innen gebogen verlaufen. Die Heizschicht 2" folgt dieser Kontur, bedeckt die Innenseite des Laufstreifens 1 ' ' und ist an ihren Seitenkantenflächen 2"a von außen elektrisch kontaktierbar.
Bei der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform weist der Laufstreifen 1 " ' eine Innenseite mit einer insgesamt leicht konkav gekrümmten Kontur auf, ansonsten entspricht diese
Ausführungsform im Wesentlichen jener gemäß Fig. 3. Fig. 5 zeigt eine spezielle Ausführung einer Heizschicht 2IV. Die Heizschicht 2IV ist an ihrer der Innenseite des Laufstreifens - dies kann ein Laufstreifen 1 , 1 ' , 1 " und 1 " ' , wie in Fig. 1 bis 4 dargestellt, sein - zugewandten Seite gerippt ausgeführt, die derart
vorhandenen Erhebungen 2Ivc und Vertiefungen 2Ivd verlaufen quer zur Umfangsrichtung des Laufstreifens und daher im Reifen in axialer Richtung. Im Bereich der Erhebungen 2Ivc weist die Heizschicht 2IV eine um 0,5 mm bis 2,5 mm größere Dicke auf als am tiefsten Punkt der Vertiefungen 2Ivd. Die Heizschicht 2IV weist ferner ungerippte Randabschnitte 2 a auf, welche eine Breite von 1 cm bis 2 cm aufweisen und
vorzugsweise um 1 mm bis 5 mm dicker sind als die Heizschicht 2IV im Bereich ihrer Erhebungen 2Ivc. Die Erhebungen 2Ivc und die Vertiefungen 2Ivd sind vorzugsweise sämtlich übereinstimmend ausgeführt und verlaufen entweder, wie dargestellt, gerade oder auch nach einem beispielsweise wellen- oder mäanderförmigen Muster. Die Heizschicht 2IV wird aus einer extrudierten Mischungsbahn hergestellt, welche über Prägeblöcke oder dergleichen mit der Rippung versehen wird. Die gerippten Mischungsplatten werden anschließend vorvulkanisiert und mit dem extrudierten Laufstreifen beim Vulkanisieren desselben verbunden und dabei ebenfalls vulkanisiert. Dadurch bleibt die Rippung aus Erhebungen 2Ivc und 2Ivd im vulkanisierten, mit der Heizschicht 2IV verbundenen
Laufstreifen erhalten. Es hat sich herausgestellt, dass sich durch eine derartige Rippung, die beispielsweise linear oder mäanderförmig verlaufen kann, eine sehr homogene Erhitzung der Heizschicht 2IV mit elektrischem Strom, wie weiter unten noch beschrieben wird, erzielen lässt. Wie Fig. 5 zeigt, können ferner in jedem Randabschnitt 2Iva metallische, nicht isolierte, elektrische Leiter 18 einvulkanisiert sein. Die Heizschicht 2IV wird insbesondere in Umfangssegmenten auf die Reifenkarkasse aufgebracht, wobei der Leiter 18 aus jedem Segment stirnseitig - an einer oder an beiden Stirnseiten- herausragt, um eine elektrische Kontaktierung von außen zu ermöglichen. Die elektrische
Kontaktierung erfolgt beispielsweise über Klemmen, welche mit den Leiterenden verbunden werden, wie noch beschrieben wird.
Die Heizschicht 2, 2', 2", 2' ", 2IV weist gemäß der Erfindung eine elektrische
Leitfähigkeit von 0,1 bis 300 S/m, insbesondere von 10 bis 100 S/m, auf. Diese elektrische Leitfähigkeit wird durch die Verwendung von speziellen elektrisch leitfähigen Füllstoffen, insbesondere von speziellen elektrisch leitfähigen Rußen und/oder C-Nanotubes in der Kautschukmischung zur Herstellung der Heizschicht 2, 2', 2", 2' ", 2IV erzielt. Zusätzlich kann die Kautschukmischung als elektrisch leitfähigen Füllstoff Graphitpulver enthalten. Die nachstehende Tabelle 1 enthält drei Mischungsbeispiele (BS01, BS02, BS03) für die Heizschicht 2, 2', 2", 2"', 2IV. Die Anteile sind phr (parts per hundred rubber), demnach Gewichtsteile, bezogen auf 100 Gewichtsteile Kautschuk in der Mischung. Tabelle 1 :
Figure imgf000013_0001
Der Anteil an elektrisch leitfähigem Ruß in der Kautschukmischung zur Herstellung der Heizschicht 2, 2', 2", 2' ", 2Ivkann zwischen 15 und 80 phr, der Anteil an C-Nanotubes zwischen 5 und 60 phr betragen. Graphit wird in einem Anteil von 5 bis 40 phr zugegeben.
Von Bedeutung ist vor allem, dass der elektrisch leitfähige Ruß eine sehr große Oberfläche mit einer Jodadsorption größer 200 mg/g aufweist. Es kommen daher beispielsweise die unter den Handelsnamen Ensaco 350 G und Printex X2 im Handel erhältlichen Ruße in Frage. Was die Auswahl der Kautschukkomponenten für die Heizschicht 2, 2', 2", 2"', 2IV betrifft, erfolgt diese derart, dass eine gute Verbindung der Heizschicht 2, 2', 2", 2" ', 2IV zum Laufstreifen 1, , 1 ", " sowie zur Bindegummischicht gewährleistet ist. Fig. 6 zeigt eine vorbereitete Reifenkarkasse 3, auf welcher eine unvulkanisierte
Bindegummischicht 5 herkömmlicher Zusammensetzung - beispielsweise eine Mischung gemäß Tabelle 1 mit üblichem Ruß und ohne C-Nanotubes - aufgebracht ist. Die
Bindegummischicht 5 besteht aus einer extrudierten oder kalandrierten Mischungsbahn, die radial außerhalb des Gürtelverbandes 22 eine konstante Dicke von 0,5 mm bis etwa 3 mm, bei EM-Reifen bis zu 10 mm, aufweist und schulterseitig etwas dickere
Randabschnitte 5 a aufweist. Auf der Bindegummischicht 5 wird der mit der Heizschicht 2 (oder 2', 2", 2"', 2IV) versehene Laufstreifen 1 (oder , 1 ", ") positioniert und es wird, wie weiter unten noch beschrieben wird, die Bindegummischicht 5 durch Erhitzen der Heizschicht 2 mittels elektrischen Stroms vulkanisiert. Fig. 7 zeigt eine weitere Ausführungsvariante der Erfindung, bei der ein vulkanisierter
Laufstreifen 10, welcher einen der in den Figuren 1 bis 4 gezeigten Querschnitte aufweisen kann, als Flachlaufstreifen, als Ringlaufstreifen oder aus Laufstreifensegmenten, verwendet wird. Bei dieser Ausführungsvariante besteht die auf die aufgeraute und vorbereitete Reifenkarkasse 3 aufgebrachte, unvulkanisierte Bindegummischicht 5 ' aus einer elektrisch leitfähigen Kautschukmischung mit einer elektrischen Leitfähigkeit von 0,1 S/m bis 300 S/m, insbesondere 10 S/m bis 100 S/m. Die Bindegummischicht 5' ist eine unvulkanisierte Mischungsbahn mit einer Dicke zwischen 1 mm und 2 mm und mit dickeren Randabschnitten 5'a und weist insgesamt eine Breite auf, die zumindest der Breite des Laufstreifens 10 entspricht. Die seitlichen Randabschnitte 5'a, die sich im Wesentlichen zu einem dreieckförmigen Querschnitt verformen, gestatten eine gute elektrische Kontaktierung der Bindegummischicht 5 ' .
Tabelle 2 enthält drei Mischungsbeispiele (BG01, BG02, BG03) für bevorzugte
Ausführungen der Kautschukmischung für die Bindegummischicht 5 ' . Die Anteile sind phr, also Gewichtsteile, welche auf 100 Gewichtsteile Kautschuk in der Mischung bezogen sind. Tabelle 2:
Figure imgf000015_0001
Sämtliche Kautschukmischungsbeispiele für die Bindegummischicht 5' enthalten spezielle, elektrisch leitfähige Füllstoffe, insbesondere elektrisch leitfähigen Ruß mit einer
Jodadsorption größer als 200 mg/g beispielsweise einen der im Handel erhältlichen Ruße Printex X2 oder Ensaco 350 G, die Mischung BG02 zusätzlich Carbon-Nanotubes, die Mischung BG03 zusätzlich zu Ruß Graphit. Der Anteil an Füllstoffen wird derart gewählt, dass die Bindegummischicht 5' eine elektrische Leitfähigkeit im erwähnten Bereich von 0,1 S/m bis 300 S/m aufweist. Der Rußanteil in der Mischung für die Bindegummischicht 5' kann insbesondere zwischen 15 und 80 phr betragen, der Anteil an C-Nanotubes zwischen 5 und 60 phr, der Anteil an Graphit zwischen 5 und 40 phr.
Die Bindegummischicht 5 wird durch Aufheizen der angrenzenden Heizschicht 2, die Bindegummischicht 5 ' durch ihr direktes Aufheizen unter Einsatz von elektrischem Strom vulkanisiert. Fig. 8 zeigt eine Vorrichtung zur Durchführung der Vulkanisation durch elektrischen Strom, wobei in der Figur beispielhaft eine Reifenkarkasse runderneuert wird, welche mit einer elektrisch leitenden Bindegummischicht 5 ' versehen ist, sodass die
Bindegummischicht 5 ' aufgeheizt wird. Die Vorrichtung weist eine Felge 6 mit einer ringartig umlaufenden Sitzfläche 6a für die Wulstbereiche 20 des Reifens auf. Die Felge 6 ist an einem Tragarm 7a einer Beschickungseinheit 7 angebracht ist, welche in
Achsrichtung der Felge 6 verfahrbar ist, sodass die Felge 6 aus der Vorrichtung heraus und in diese hinein gefahren werden kann, um den rundzuerneuernden Reifen in der
Vorrichtung zu positionieren und den fertigen Reifen der Vorrichtung zu entnehmen. Die Vorrichtung weist einen Grundkörper 8 auf, welcher mit Standelementen 8a versehen ist, mittels welchen die Vorrichtung am Untergrund steht. Der Grundkörper 8 weist eine ringförmig gestaltete, im Querschnitt insbesondere U-förmige Druckeinrichtung 9 mit Seitenteilen 9a auf. Der Innendurchmesser der ringförmigen Druckeinrichtung 9 ist größer als der Außendurchmesser des rundzuerneuernden Reifens, die Innenbreite der
Druckeinrichtung 9 ist etwas größer als die Breite des Laufstreifens des Reifens. An der Innenseite der Druckeinrichtung 9 ist ringförmig umlaufend ein zwischen dem Reifen und der Innenseite der Druckeinrichtung 9 aufblasbarer Druckbalg 11 positioniert, welcher im aufgeblasenen Zustand auf die Außenseite des Laufstreifens des in der Vorrichtung positionierten Reifens Druck ausübt.
Die Vorrichtung weist ferner zwei im Wesentlichen kreisringförmig gestaltete
Seitenscheiben 12a, 12b auf, die im Wesentlichen dem Freiraum zwischen der
Druckeinrichtung 9 und der Felge 6 angepasst sind und zwischen den Seitenteilen 9a der Druckeinrichtung 9 und der Felge 6 positioniert sind. Die der Beschickungseinheit 7 abgewandte Seitenscheibe 12b ist an der Druckeinrichtung 9 befestigt, die zweite
Seitenscheibe 12a ist auf nicht gezeigte Weise an der Druckeinrichtung 9 schwenkbar angeordnet und verriegelbar, sodass der Reifen mittels der Beschickungseinheit 7 in die Vorrichtung eingefahren und aus der Vorrichtung herausgefahren werden kann. Wie Fig. 9 zeigt sind am äußeren Rand der Innenseite jeder Seitenscheibe 12a, 12b schmale elektrisch leitende Kontaktsegmente 14 angebracht, welche insbesondere aus Metall bestehen. Bei geschlossener Vorrichtung kommen die Segmente 14 mit den Reifenseiten und dort mit der elektrisch leitfähigen Bindegummischicht 5' oder der elektrisch leitfähigen Heizschicht 2, 2', 2", 2' ", 2IV in Kontakt. Jedes Segment 14 ist mittels in Fig. 9 angedeuteter elektrischer Anschlusselemente 15 (Kabel) mit elektrischen Spannung versorgbar. Jedes Segment 14 kann separat mit elektrischer Spannung und unabhängig von den anderen Segmenten 14 versorgt werden. Eine elektronische Regelungs- und Steuerungseinrichtung 16 steuert und regelt die Spannungsversorgung der Segmente 14 der Seitenscheiben 12a, 12b.
Fig. 10 zeigt eine Ausführungsform der Vorrichtung, die eine elektrische Kontaktierung der Endabschnitte der Leiter 18 (Fig. 5) erlaubt. Die Vorrichtung weist keine
Seitenscheiben auf, ist aber ansonsten analog zur Vorrichtung gemäß Fig. 8 aufgebaut und daher mit den entsprechenden Bezugsziffern für die gleichen Bauteile versehen. Die rundzuerneuernde Reifenkarkasse ist mit einer Heizschicht 2IV versehen, die aus
Umfangssegmenten zusammengesetzt ist, welche in ihren Randabschnitten elektrische Leiter 18 (Fig. 5) enthalten, deren freie Endabschnitte an den Reifenseiten nach außen ragen. An den von außen zugänglichen Enden der Leiter 18 werden Klemmen 23 angebracht, die über angedeutete Kabel 24 mit der Regelungs- und Steuerungseinrichtung 16 elektrisch verbunden sind, sodass die einzelnen Segmente der Heizschicht 2IV unabhängig voneinander mit elektrischer Spannung versorgt werden können. Die Funktion der Vorrichtung und das Verfahren zur Verbindung des Laufstreifens mit der Reifenkarkasse mittels dieser Vorrichtung werden nun anhand der Fig. 8 und anhand eines Reifens, welcher eine elektrisch leitfähige Bindegummischicht 5' aufweist, beschrieben.
Mittels der Beschickungseinheit 7 wird zuerst die Felge 6, bei weggeschwenkter
Seitenscheibe 12a, aus der Vorrichtung herausgefahren. Die mit der leitfähigen
Bindegummischicht 5' und dem Laufstreifen 10 belegte Reifenkarkasse 3 wird auf die Felge 6 gespannt. Anschließend wird die Reifenkarkasse 3 mit Luft auf einen Innendruck von etwa 1 bar bis 1 ,5 bar gebracht. Nun fährt die Beschickungseinheit 7 die Felge 6 mitsamt dem Reifen in die Vorrichtung bis zur rückwärtigen Seitenscheibe 12b. Die Seitenscheibe 12a wird eingeschwenkt und verriegelt. Jetzt drücken die an den Innenseiten der Seitenscheiben 12a, 12b befindlichen Kontaktelemente gegen die seitlich freiliegenden Randabschnitte 5'a der Bindegummischicht 5'. Der Druckbalg 11 im Inneren der
Druckeinrichtung 9 wird mit Druckluft auf einen Innendruck von etwa 1,5 bis 6 bar gebracht. Die Regelungs- und Steuerungseinrichtung 16 sorgt für die Einstellung des Innendruckes und dessen Überwachung, ein Manometer 17 gestattet ein Ablesen von außen. Der Druckbalg 11 stellt den für die Vulkanisation der Bindegummischicht 5 ' erforderlichen Anpressdruck sicher. Durch ein Anlegen von elektrischer Spannung an die Kontaktelemente wird ein Stromfluss durch die elektrisch leitende Bindegummischicht 5 ' in Gang gesetzt. Die Bindegummischicht 5 ' wird nun durch ihren ohmschen Widerstand auf die für ihre Vulkanisation notwendige Temperatur von 90° C bis 150° C erwärmt. Die elektrische Regelungs- und Steuerungseinrichtung 16 überwacht während des
Vulkanisationsvorganges den gesamten Prozess und regelt über die Anschlusselemente 15 den Stromfluss. Die einzelnen Kontaktelemente gestatten eine gezielte, auch schrittweise Ansteuerung durch die elektrische Regelungs- und Steuerungseinrichtung 16, sodass eine weitgehend homogene Erwärmung der Bindegummischicht 5 ' gewährleistet ist.
Nach der Beendigung der Vulkanisation wird der Druckbalg 11 entlüftet, die Seitenscheibe 12a entriegelt und ausgeschwenkt und anschließend mittels der Beschickungseinheit 7 der Reifen gemeinsam mit der Felge 6 aus der Vorrichtung herausgefahren. Nach Ablassen des Reifeninnendruckes kann der Reifen der Felge 6 entnommen werden.
Die Vorrichtung gemäß Fig. 10 funktioniert analog, lediglich das Betätigen von
Seitenscheiben entfällt.
Bei einer alternativen, insbesondere bei der Runderneuerung von EM-Reifen einsetzbaren Vorrichtung wird der entsprechend der Erfindung mit einer elektrisch leitenden
Heizschicht 2IV versehene und auf einer Felge oder einer felgenähnlichen Vorrichtung befindliche Reifen in eine Druckkammer (einen Autoklaven) eingebracht. Die Enden der in den Randabschnitten der Heizschicht 2IV eingebetteten elektrischen Leiter werden mit Klemmen verbunden, die über Kabel die Spannungsversorgung bewirken. Der Autoklav wird mit Druckluft gefüllt, eine Zufuhr von erhitztem Dampf kann unterbleiben. Dieses Verfahren ist besonders vorteilhaft, da das ansonsten notwendige und sehr zeitintensive Durchwärmen des Reifens wegfällt.
Anstelle der Druckausübung durch einen Druckbalg oder mittels Druckluft kann der Reifen mit einem geeigneten Material bandagiert werden, beispielsweise mit einem Gewebe. Das Einbringen des Reifens in eine Druckkammer oder die Verwendung eines Druckbalges ist dann nicht mehr erforderlich.
Bei der Verwendung von Flachlaufstreifen ist es günstig, an der Stoßstelle auf eine gute Verbindung zu achten. Zu diesem Zweck kann ein Streifen aus leitfähigem oder nicht leitfähigem Bindegummi an der Stoßstelle positioniert werden.
Die Erwärmung der elektrisch leitfähigen Schicht kann mit Gleich- oder
Wechselspannung, im Klein- und Niederspannungsbereich und in einem Leistungsbereich von 2,5 kW/m2 bis 10 kW/m2, bezogen auf die Gesamtaußenfläche der zu heizenden Heizschicht oder Bindegummischicht, erfolgen.
Bei einer weiteren, gesondert nicht gezeigten Ausführung können Klemmen vorgesehen sein, welche sich mit den in den Randabschnitten der Heizschicht einvulkanisierten elektrischen Leitern verbinden.
Bezugsziffernliste
1, 1 ', 1 ", 1 "' ... Laufstreifen
2, 2', 2", 2"' . .. Heizschicht
2iv
.. Heizschicht
2Iva .. Randabschnitt
2Ivc .. Erhebung
2Ivd .. Vertiefung
'a Abschnitt
3 .. Reifenkarkasse a .. Schulter
, 5' .. Bindegummischicht a .. Randabschnitt 'a .. Randabschnitt
.. Felge a Sitzfläche
.. Beschickungseinheit a Tragarm
.. Grundkörper a .. Standelemente
. Druckeinrichtung 0 . Laufstreifen
1 .. Druckbalg
2a, 12b .. Seitenscheibe 14 Streifen
15 Anschluss
16 Regelungs- und Steuerungseinrichtung
17 Manometer
18 elektrischer Leiter
20 Wulstbereich
21 Seitenwand
22 Gürtelverband
23 Klemme
24 Kabel

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Runderneuern eines Fahrzeugluftreifens, bei welchem ein
vulkanisierter Laufstreifen (1, , 1", ", 10) mit einer vorbereiteten
Reifenkarkasse (3) durch Vulkanisieren einer Bindegummischicht (5, 5') verbunden wird, indem eine zwischen dem Laufstreifen (1, , 1", ", 10) und der Reifenkarkasse (3) befindliche, zumindest einen elektrisch leitenden Füllstoff enthaltende elektrisch leitende Schicht aus einer Gummizusammensetzung mittels elektrischen Stroms erhitzt wird,
dadurch gekennzeichnet,
dass die elektrisch leitende Schicht eine elektrische Leitfähigkeit von 0,1 S/m bis 300 S/m aufweist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch leitende Schicht eine elektrische Leitfähigkeit von 10 S/m bis 100 S/m aufweist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch leitende Schicht die Bindegummischicht (5') ist.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bindegummischicht (5') als Mischungsbahn mit einer Dicke von 0,5 mm bis 5 mm aufgebracht wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch leitende Schicht eine an der Innenseite des Laufstreifens (1, , 1 ", ", 10) mit diesem verbundene Heizschicht (2, 2', 2", 2"', 2IV) ist.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizschicht (2, 2', 2", 2" ', 2IV) eine Dicke von 1 mm bis 5 mm aufweist.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch leitende Schicht als elektrisch leitenden Füllstoff Ruß mit einer
Jodabsorption größer als 200 mg/g enthält, wobei der Anteil an elektrisch leitendem Ruß insbesondere zwischen 15 phr und 80 phr beträgt.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch leitende Schicht als elektrisch leitenden Füllstoff Carbon-Nanotubes enthält, wobei der Anteil an Carbon-Nanotubes insbesondere zwischen 5 phr und 60 phr beträgt.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch leitende Schicht als elektrisch leitenden Füllstoff Graphit enthält, wobei der Anteil an Graphit insbesondere zwischen 5 phr und 40 phr beträgt.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch leitende Schicht an den beiden Reifenseiten, insbesondere
abschnittsweise, in Umfangssegmenten, elektrisch kontaktiert wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Erwärmung der elektrisch leitenden Schicht elektronisch geregelt und gesteuert wird.
12. Vulkanisierter Laufstreifen (1, , 1 ", "), insbesondere Flachlaufstreifen, Ringlaufstreifen oder aus Umfangssegmenten zusammengesetzter Laufstreifen, zur Verwendung in dem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,
dass mit der Innenseite des Laufstreifens (1, , 1 ", ") eine Heizschicht (2, 2', 2", 2" ', 2IV) aus einer Gummizusammensetzung verbunden ist, welche eine elektrische Leitfähigkeit von 0,1 S/m bis 300 S/m, insbesondere von 10 S/m bis 100 S/m, aufweist.
13. Laufstreifen nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizschicht (2, 2', 2", 2' ", 2IV) eine Dicke von 1 mm bis 5 mm aufweist.
14. Laufstreifen nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite der Heizschicht (2, 2', 2", 2" ') mit der Breite des Laufstreifens (1, 1 ', 1 ", 1 "') an dessen Innenseite übereinstimmt.
15. Laufstreifen nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die
Heizschicht (2') den Laufstreifen (1 ') beidseitig überragt.
16. Laufstreifen nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die den Laufstreifen (1 ') seitlich überragenden Abschnitte (2'a, 2Iva) der Heizschicht (2', 2IV) entweder eine konstante Breite aufweisen oder laschenartige Elemente sind oder aufweisen.
17. Laufstreifen nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die den Laufstreifen seitlich überragenden Abschnitte (2Iva) eine größere Dicke aufweisen als der in Kontakt mit der Innenseite des Laufstreifens stehende Abschnitt der Heizschicht (2IV).
18. Laufstreifen nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Laufstreifen zugewandte Seite der Heizschicht (2IV) gerippt ausgeführt ist, wobei die durch die Rippung gebildeten Erhebungen (2Ivc ) und Vertiefungen (2 d) im Wesentlichen quer zur Umfangsrichtung des Laufstreifens verlaufen und die Vertiefungen (2Ivd) durch Laufstreifenmaterial aufgefüllt sind, wobei vorzugsweise die Heizschicht (2IV) in den Vertiefungen (2Ivd) eine Dicke aufweist, die insbesondere um bis zu 2,5 mm geringer ist als die Dicke im Bereich der Erhebungen (2Ivc ).
19. Laufstreifen nach einem der Ansprüche 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass in den seitlich überstehenden Abschnitten (2Iva) oder in den Randbereichen der Heizschicht (2IV) elektrische Leiter (18) enthalten sind, welche bei positioniertem Laufstreifen in Umfangsrichtung ringartig und aneinander anschließend verlaufen und freie Enden aufweisen, die von außen kontaktierbar sind.
20. Vorrichtung zum Verbinden eines vulkanisierten Laufstreifens (1, , 1 ", ", 10) mit einer Reifenkarkasse (3) in einem Kaltrunderneuerungsverfahren, bei welchem eine zwischen dem Laufstreifen (1, , 1 ", ", 10) und der Reifenkarkasse (3) befindliche, durch zumindest einen elektrisch leitenden Füllstoff elektrisch leitende Schicht aus einer Gummizusammensetzung mittels elektrischen Stroms erhitzt wird, wobei die Vorrichtung aufweist:
eine Felge (6) oder eine felgenartige Einrichtung zum Positionieren des rundzuerneuernden, mit dem Laufstreifen (1, , 1 ", ", 10) belegten Reifens und
mit elektrischer Spannung versorgbare elektrische Kontakte (14, 23), welche an beiden Reifenseiten mit der elektrisch leitenden Schicht verbindbar sind,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,
dass die elektrischen Kontakte (14, 23) die elektrisch leitende Schicht
abschnittsweise, in Umfangssegmenten, mit elektrischer Spannung versorgen.
21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass sie insbesondere ringförmige Seitenscheiben (12a, 12b) aufweist, an deren Innenseiten, jeweils entlang eines Kreisringes und aneinander gereiht verlaufend, streifenförmige Kontaktsegmente (14) angeordnet sind.
22. Vorrichtung nach Anspruch 20, zur Verwendung mit einer Reifenkarkasse, welche eine Heizschicht (2IV) gemäß Anspruch 17 enthält, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Kontakte Klemmen (23) oder dergleichen aufweisen, welche mit den freien Enden der in der Heizschicht (2 IV) eingebetteten elektrischen Leiter verbindbar sind.
23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Kontakte separat und unabhängig voneinander mit elektrischer Spannung versorgbar sind.
24. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine den Reifen von außen umgebende Druckeinrichtung zum äußeren Aufbringen von Druck auf den Laufstreifen (1, 1 ', 1 ", 1 "', 10) aufweist.
25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckeinrichtung den Laufstreifenbereich umgibt und einen Druckbalg (11) enthält, welcher unter Innendruck gesetzt auf die Außenseite des Laufstreifens Druck ausübt.
26. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckeinrichtung eine Druckkammer ist.
27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine elektronische Regelungs- und Steuereinrichtung (16) zur Überwachung, Regelung und Steuerung des Vulkanisationsprozesses aufweist.
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