Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Entfernen beschädigter Stellen in Gummiteilen, insbesondere in Gummiteilen mit Verstärkungselementen, wie Stahlgürtelreifen.
Bei der Reparatur von Reifen von Kraftfahrzeugen werden die beschädigten Stellen herkömmlicherweise herausgebohrt und durch Vulkanisieren mit einem Gummipfropfen repariert. Das Herausbohren der beschädigten Stellen ist jedoch mit Schwierigkeiten verbunden, insbesondere dann, wenn der Reifen Verstärkungselemente, wie beispielsweise einen eingelegten Stahlgürtel, aufweist. Aufgrund dieser gänzlich unterschiedlichen Materialien sind die Anforderungen an das Werkzeug entsprechend unterschiedlich. Herkömmlicherweise werden die beschädigten Stellen mit Hilfe von kegeligen Raspeln beseitigt. Hierbei ist besonders nachteilig, daß die Drähte des Stahlgürtels bzw. sonstige Einlagen nicht sauber abgeschnitten werden, sondern mehr abgerissen werden. Durch das Abreißen entsteht jedoch keine glatte Oberfläche und auch keine regelmäßige runde Form, was dazu fuhrt, daß die Güte der anschließend vulkanisierten Stelle stark vermindert ist.
Aus der DE-A-1 611 733 ist eine Vorrichtung an Verpackungsmaschinen bekannt, die ein angetriebenes und sich drehendes Werkzeug aufweist, das aus einer Hülse gebildet ist, deren Wandstärke sich in Werkzeugarbeitsrichtung im wesentlichen zu einer Kante messerartig verjüngt, und wobei die Außenumfangsfläche der Hülse im wesentlichen parallel zu ihrer Achse verläuft und die Innenumfangsfläche im vordersten Bereich der Hülse schräg nach außen verläuft.
Die Vorrichtung dieses Standes der Technik zeigt dabei eine Schneide, die im wesentlichen in Wellenform ausgebildet ist. Diese Wellung hat jedoch den Nachteil, daß sie beim Schneiden von Gummiteilen mit Stahlgürtelbewehrung versagt. Aufgrund der Wellung wird beim Schneiden des Gummis dieser aufgrund seines elastischen Dehnungsvermögens wieder zurückfedern, wodurch über die ganze Umfangsfläche gesehen kein ebener Schnitt garantiert werden kann. Zusätzlich treten dabei Probleme beim Auftreffen der Schneide auf Stahlgürtelteile auf. Darüberhinaus kommt es aufgrund dieser unsauberen Schnittführung zu Undichtigkeitsproblemen beim Eindrehen von vorgefertigten Reparatur von Gummis, da einerseits Stellen mit Freiräumen vorhanden sind, deren Unregelmäßigkeiten auch nicht durch Vulkanisation, die nunmehr nicht mehr über die ganze Umfangsfläche gesehen, gewährleistet ist, ausgeglichen werden können.
Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Entfernen beschädigter Stellen in Gummiteilen einschließlich Stahlgürtelreifen zu schaffen mit der eine glatte Oberfläche und eine gleichmäßige runde Form der herausgenommenen beschädigten Stellen erreicht wird.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung wird erreicht, daß sowohl der Reifengummi als auch der Stahlgürtel exakt durchgetrennt werden, was vorteilhafterweise zu einer glatten Oberfläche der zu vulkanisierenden Stelle führt, die zudem eine runde Form hoher Güte aufweist.
Darüber hinaus ergibt sich ein durch das glatte Durchtrennen des Materials nur geringer Materialzerkleinerungsanteil, so daß einerseits der "Ausschneidevorgang" besonders schnell erfolgen kann und darüber hinaus ein relativ sauberes und umweltfreundliches Heraustrennen der Gummipfropfen ermöglicht wird, die zudem einer entsprechenden Wiederaufbereitung zugeführt werden können.
Weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Wird die Hülse aus einer Schneidkrone und einer Trägerhülse gebildet, so ergibt sich vorteilhaft eine besonders werkzeugtechnisch einfache Lösung, da eine Anpassung der Schneidkrone an die Geometrie und Werkstoffauswahl leicht möglich ist.
Vorzugsweise kann demzufolge die Schneidkrone aus einem hochharten Werkstoff, vorzugsweise Hartmetall, ausgebildet werden, wobei durch die Schneidkronenausbildung eine relativ geringe Menge des teuren Werkstoffs, der zudem besonders hohe Bearbeitungskosten erfordert, ausreicht.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Schneidkrone auf der Trägerhülse befestigt, wobei die Verbindung auf einfachste Weise durch Löten erfolgt. Demzufolge weisen die Schneidkrone und die Trägerhülse einander angepaßte Lötflächen auf. Diese Lötflächen sind vorzugsweise aus schrägverlaufenden Endseiten der Schneidkrone und der Trägerhülse gebildet, wobei die Endseite der Schneidkrone als Kegelmantel ausgebildet ist. Dies bringt den Vorteil mit sich, daß durch die Lötfläche die Schneidkrone geführt und selbst zentriert wird.
Dadurch, daß durch die Kerben an der Vorderkante der Hülse bzw. Schneidkrone ein Sägezahnprofil ausgebildet ist, das sowohl in Geometrie als auch Schneidstoffart dem zu bearbeitendem Material anpaßbar ist, wird für das jeweils zu bearbeitende Werkstück eine besonders gute Anpaßparkeit des Werkzeugs erreicht, so daß beispielsweise je nach Gummimischung und Einlage das entsprechende Werkzeug die für die qualitativ hochwertige Bearbeitung notwendigen Eigenschaften besitzt.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Trägerhülse eine Aussparung auf, so daß in die Schneidkrone und Trägerhülse eingedrungenes Material hinten seitlich wieder ausgeworfen werden kann, und ein Verstopfen der Schneidkrone durch entsprechend herausgeschnittene Gummipfropfen vermieden wird.
Vorteilhafterweise ist die Aussparung so ausgebildet, daß sie in der Nähe der Schneidkrone beginnt und sich vergrößernd bis zu einem Endbereich erstreckt, wobei eine gute Führung des herausgetrennten Materials ermöglicht wird.
Zur Ausbildung einer besonders einfachen Aufnahme der Trägerhülse kann diese auf ein Aufnahmestück für eine Werkzeugantriebseinrichtung aufsetzbar ausgebildet sein. Für eine schnelle Auswechselbarkeit bzw. Aufnahme der Trägerhülse weist diese im Bereich ihres der Schneidkrone gegenüberliegenden Endes eine L-förmige Aussparung auf. Das Aufnahmestück weist wenigstens einen Werkzeugführungsbereich zur Aufnahme der Trägerhülse auf, und weist vorzugsweise einen Zapfen auf, der in Eingriff mit der L-förmigen Aussparung der Trägerhülse bringbar ist. Dies ergibt vorteilhafterweise einen bajonettartigen Verbindungsbereich, so daß die Trägerhülse einerseits gut geführt und andererseits auf einfachste und schnellste Weise mit der Antriebseinrichtung verbunden und wieder gelöst werden kann.
Vorteilhafterweise weist das Aufnahmestück mehrere, beispielsweise drei Werkzeugführungsbereiche auf, welche unterschiedliche Durchmesser aufweisen, so daß Trägerhülsen unterschiedlicher Durchmesser zur Erzeugung unterschiedlicher Schnittflächengrößen, jeweils angepaßt an die Größe der beschädigten Stelle in den Gummiteil, anpaßbar sind.
Weist das Aufnahmestück an seinem dem Werkzeugführungsbereich gegenüberliegenden Ende einen Maschinenaufnahmebereich auf, so kann das Aufnahmestück wiederum einfach mit der Antriebsvorrichtung verbunden werden, wobei durch einen standardisierten Maschinenaufnahmebereich eine Anpassung an die herkömmlichen Antriebseinrichtungen, beispielsweise Bohrmaschinen, möglich ist.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Darin zeigt:
Gemäß Fig. 1 weist eine Vorrichtung ein Werkzeug 1 auf, das aus einer schneidkronenartigen Hülse 3 und einer Trägerhülse 5 gebildet ist. Am vorderen Werkzeugende weist die Schneidkrone 3 Kerben 7 auf, die ein sägezahnartiges Profil der Werkzeugvorderkante 9 erzeugen. Die Werkzeugvorderkante 9 ist, wie besonders aus Fig. 2 deutlich hervorgeht, eine spitz zulaufende, messerartige Kante, wobei sich der Querschnitt der Schneidkrone 3 in Richtung Trägerhülse 5 kontinuierlich vergrößert.
Die Querschnittsvergrößerung ist dabei so ausgebildet, daß die äußere Umfangswand 11 der Schneidkrone 3 im wesentlichen parallel zu ihrer Achse 13 verläuft, so daß die erzeugte Schnittfläche im wesentlichen senkrecht zur Ebene des Werkstücks verläuft. Die Schneidkrone 3 weist eine innere Umfangswand 15 auf, welche von der Werkzeugvorderkante 9 schräg nach innen in Richtung auf die Achse 13 verläuft. Die der Oberkante 9 gegenüberliegende Endseite 17 der Schneidkrone 3 ist als abgeschrägte Lötfläche ausgebildet. Hierzu weist die Trägerhülse 5 einen entsprechend abgeschrägten oberen Rand 19 auf. Die Schrägen sind bevorzugt so gewählt, daß der obere Rand 19 der Trägerhülse 5 nach innen abgeschrägt ist, so daß die darauf gesetzte Schneidkrone 3 sich selbst zentrierend ausrichtet und in der Trägerhülse 5 aufgenommen wird. Die Verbindung der Schneidkrone 3 mit der Trägerhülse 5 erfolgt auf einfachste Weise durch Löten, was eine einfache und widerstandsfähige Verbindung darstellt. Weiterhin ermöglicht die Lötung ein durch einfache Maßnahmen erzielbares Lösen der Schneidkrone 3 von der Trägerhülse 5, beispielsweise für den Fall der Abnutzung des Schneidkantenbereichs, der ein Auswechseln der Schneidkrone 3 erforderlich macht.
Wie weiterhin aus Fig. 2 ersichtlich ist, sind die Kerben 7 vorzugsweise V-förmig ausgebildet, wobei jedoch bevorzugt die beiden Schenkel des V unterschiedliche Winkel zu einer zur Achse 13 parallelen Ebene oder Richtung aufweisen. Die Kerben können auch eine andere Form haben, soweit eine Sägezahnwirkung gegeben ist. Die sich in Drehrichtung - Pfeil 21 - befindliche Antriebskante 23 jeder Kerbe 7 ist unter einem Winkel α gegenüber der Richtung der Achse 13 abgeschrägt, der größer ist als ein Winkel ß, mit dem eine Nachlaufkante 25 gegenüber der Richtung der Achse 13 geneigt angeordnet ist. Dies hat den Vorteil, daß durch die große Schräge das Material entsprechend exakt durchtrennbar ist und durch die geringe Schräge der Nachlaufkante 25 eine entsprechende Verkürzung des Kerbenbereichs möglich ist, so daß insgesamt eine hohe Anzahl von Kerben 7 am Umfang der Schneidkrone 3 ausgebildet werden kann.
Die Trägerhülse 5 weist ausgehend von ihrem vorderen Bereich, der in Verbindung mit der Schneidkrone 3 steht, eine Aussparung 27 auf, welche bezüglich der Achse 13 der Trägerhülse 5 schräg nach innen verläuft, wodurch sich eine sich vergrößernde Öffnung ergibt. Vorzugsweise reicht die Öffnung, wie aus der Seitenansicht gemäß Fig. 1 ersichtlich ist, bis nahe an die Drehachse heran, so daß in diesem größten Bereich ein Ausbringen der abgetrennten Gummiprofile möglich ist. Die Aussparung 27 endet dann in einem sich wieder schnell verjüngenden Bereich 29.
Im dem dem oberen Rand 19 entgegengesetzten Endbereich 31 der Trägerhülse 5 ist eine Aussparung 33 ausgebildet, die für die Verbindung der Trägerhülse mit einem Aufnahmestück 35 (Fig. 5 und 7) vorgesehen ist. Die Anordnung am Umfang der Trägerhülse 5 ergibt sich aus Fig. 3 und deren Ausbildung deutlich aus Fig. 4. Hier wird deutlich, daß die Aussparung 33 L-förmig ausgebildet ist.
Durch die Aussparung 33 wird die Möglichkeit einer besonders einfachen Verbindung der Trägerhülse 5 mit dem Aufnahmestück 35 ermöglicht. Hierzu weist das Aufnahmestück einen Werkzeugführungsbereich 36 auf, der mit einer entsprechenden Passung zur Anlage an eine Führungsfläche 39 der Trägerhülse 5, wie dies deutlich aus Fig. 5 ersichtlich ist, gebracht wird. Zur Verbindung der Trägerhülse mit dem Aufnahmestück 35 weist der Werkzeugführungsbereich 36 einen über ihn hervorstehenden Zapfen 37 auf, der in Eingriff bringbar ist mit der L-förmigen Aussparung 33, so daß auf einfachste Weise ein bajonettartiger Verbindungsbereich geschaffen ist, der zudem eine besonders einfache und schnell lösliche Verbindung zwischen Aufnahmestück und der Hülse bietet.
Wie aus Fig. 5 ersichtlich, weist das Aufnahmestück 35 drei Werkzeugführungsbereiche 36, 36', 36'' auf für die Aufnahme von entsprechenden Trägerhülsen 5, 5', 5''. Die jeweils entsprechenden Teile sind mit den entsprechenden Bezugsziffern bezeichnet, wobei für das gegenüber dem Werkzeug 1 kleinere Werkzeug die Bezugsziffern mit ' und das gegenüber dem Werkzeug 1 größere Werkzeug mit '' ergänzt sind.
In einer alternativen Ausführungsform kann das Aufnahmestück 35 jedoch auch einen sich kontinuierlich oder schrittweise in seinem Durchmesser veränderbaren Werkzeugführungsbereich aufweisen, so daß eine entsprechende Anpassung an unterschiedliche Trägerhülsendurchmesser und damit Schneidkronendurchmesser möglich ist.
An dem Werkzeugführungsbereich gegenüberliegenden Ende des Aufnahmestücks 35 ist eine Maschinenaufnahme 41 ausgebildet, die der üblichen Standardausführung entspricht, so daß das Aufnahmestück beispielsweise in das Futter einer Handbohrmaschine eingeführt werden kann. Fig. 6 zeigt eine Draufsicht auf die Maschinenaufnahme 41 des Aufnahmestücks 35.
Fig. 7 zeigt eine Seitenansicht des Aufnahmestücks 35 von Fig. 5, welches zur Verdeutlichung der Anbringung des Zapfens 37 teilweise geschnitten ist. Entsprechende Teile des Aufnahmestücks 35 sind mit den entsprechenden Bezugsziffern versehen.
Aus Vorgenanntem ergibt sich zusammenfassend, daß mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung beschädigte Stellen in Gummiteilen, insbesondere Stahlgürtelreifen, sauber herausgetrennt werden können, wobei eine glatte und runde Schnittfläche erzeugt werden kann.