FRERICHS, Udo (Buchenweg 7, Langenhagen, 30855, DE)
Patentansprüche
1. Verfahren zum Aufbauen eines Rohreifens (1) oder einer Rohreifenkarkasse (2) auf einer Reifenaufbautrommel (10), bestehend aus einer Innenschicht (4), Verstärkungsprofilen (9) für Seitenwände (8), zumindest einer Karkasslage (3) und Wulstbereichen (5) mit Wulstkernen (6) und Kernprofilen (7), wobei die Reifenaufbautrommel mit umlaufenden Taschen (11) zum Aufnehmen der Verstärkungspro file (9) versehen ist und wobei auf der Reifenaufbautrommel (10) zuerst die Innenschicht (4), dann die Verstärkungsprofile (9) und die Karkasslage(n) (3) und schließlich die Wulstkerne (6) und die Kernprofile (7) aufgebracht werden, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Verstärkungsprofile (9) durch Spulen eines oder mehrerer
Materialstreifen(s) (12) bzw. durch Spulen von Materialstreifen aus unterschiedlichen Materialien gebildet wird bzw. werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Materialstreifen (12) mit variierender Breite und/oder Stärke verwendet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der bzw. die Materialstreifen (12) zumindest zwei Lagen von überlappenden Windungen bildend gespult wird bzw. werden, wobei zumindest eine der Lagen auch außerhalb der Taschen (11) gebildet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass auf eine Lage des gespulten Materialstreifens eine Karkasslage positioniert wird, aufweiche eine weitere Lage gespult wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Materialstreifen (12) aus zumindest einer der Lagen, insbesondere mit geringer oder ohne überlappung, Richtung späteren Wulst und/oder Richtung Trommelmitte gespult wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialstreifen (12) Kurzfasern, welche vorzugsweise längsorientiert sind, enthalten.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Aufbringen der Karkasslage(n) (3) und nach dem Setzen der Wulstkerne (6) die Kernprofile (7) durch spiraliges Wickeln oder Spulen zumindest eines Materialstreifens (13) aus einer Kautschukmischung aufgebaut werden.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kernprofile (7) auf eine bereits auf sich selbst umgebukte Karkasslage (3) durch Spulen eines Materialstreifens (13) aufgebaut werden.
9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein aus zwei Teilen (7a, 7b) bestehendes Kernprofil aufgebaut wird, welche Teile voneinander durch den
Karkasshochschlag (3 a) oder eine gesonderte Wulstverstärkerlage (14) getrennt sind.
10. Fahrzeugluftreifen hergestellt nach dem Verfahren gemäß einem der mehreren der Ansprüche 1 bis 9. |
Beschreibung
Verfahren zum Aufbauen eines Rohreifens oder einer Rohreifenkarkasse auf einer Reifenaufbautrommel
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbauen eines Rohreifens oder einer Rohreifenkarkasse auf einer Reifenaufbautrommel, bestehend aus einer Innenschicht, Verstärkungsprofilen für Seitenwände, zumindest einer Karkasslage und Wulstbereichen mit Wulstkernen und Kernprofilen, wobei die Reifenaufbautrommel mit umlaufenden Taschen zum Aufnehmen der Verstärkungsprofile versehen ist und wobei auf der Reifenaufbautrommel zuerst die Innenschicht, dann die Verstärkungsprofile und die Karkasslage(n) und schließlich die Wulstkerne und die Kernprofile aufgebracht werden.
Selbsttragende Fahrzeugluftreifen, die im Bereich der Seitenwände mit Verstärkungsprofilen versehen sind, welche üblicherweise einen mondsichelförmigen
Querschnitt aufweisen, sind schon seit längerem bekannt. So weist beispielsweise der aus der DE-A-29 43 654 bekannte Reifen im Bereich seiner Seitenwände jeweils ein ein- oder mehrteiliges Verstärkungsprofil auf, welches zwischen der Innenschicht und der Karkasslage angeordnet ist und bis knapp unterhalb des Gürtels und bis in die Nähe des Wulstkernes verläuft. Zur Herstellung derartiger Reifen ist es üblich, die
Reifenaufbautrommel mit Ausnehmungen bzw. umlaufenden Taschen zu versehen, in welche die Verstärkungsprofile auf der Innenschicht positioniert eingelegt werden, sodass anschließend die Karkasslage zumindest im Wesentlichen entlang einer zylindrischen Fläche aufgelegt werden kann.
Aus der US 5,114,512 ist es ferner bekannt, die im Querschnitt etwa dreiecken Kernprofile durch spiralförmiges Wickeln eines Materialstreifens aus einer Kautschukmischung aufzubauen. Aus der WO 2005/105419 ist es bekannt, einen pannenlauffähigen Reifen nach einem Verfahren herzustellen, bei dem auf einer primären Reifenaufbautrommel eine Reifenkarkasse mit zumindest einem Paar von
Verstärkungsprofilen und zumindest einer Karkasslage aufgebaut wird, anschließend die Reifenkarkasse in eine Toroidform gebracht wird und mit einem Gürtelverband mit zumindest einer Gürtellage zusammengefügt wird. Die Verstärkungsprofile, welche aus zumindest einem Materialstreifen aus einer Kautschukmischung durch spiraliges Wickeln auf einer Servicetrommel aufgebaut werden, werden von der Servicetrommel zur primären Reifenaufbautrommel transferiert, bevor die Karkasslage positioniert wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, bei einem Verfahren der eingangs genannten Art auf eine einfache Weise variabel gestaltete Verstärkungsprofile vorsehen zu können.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Verstärkungsprofile durch Spulen eines oder mehrerer Materialstreifen(s) bzw. durch Spulen von Materialstreifen aus unterschiedlichen Materialien gebildet wird bzw. werden.
Bei der Erfindung werden daher die Verstärkungsprofile direkt auf der
Reifenaufbautrommel durch Spulen von Materialstreifen gebildet. Dies erlaubt eine sehr flexible Ausgestaltung der Verstärkungsprofile, insbesondere ein sehr variables Bilden der Profilausläufe in Richtung Reifenschulter bzw. des späteren Gürtels und in Richtung der (in diesem Stadium noch nicht gesetzten) Wulstkerne. Dabei können die Verstärkungsprofile auch aus Materialstreifen variierender Breite und Stärke aufgebaut werden um die erwünschte Querschnittsform der Verstärkungsprofile sicherzustellen.
Auf die Steifigkeit und Tragefähigkeit der Verstärkungsprofile wirkt es sich günstig aus, wenn der bzw. die Materialstreifen zumindest zwei Lagen von überlappenden Windungen bildend gespult wird bzw. werden, wobei zumindest eine der Lagen auch außerhalb der Taschen gebildet wird.
Eine mehrteilige, besonders biegesteife Verstärkungseinlage lässt sich dadurch einfach herstellen, dass auf eine Lage des gespulten Materialstreifens eine Karkasslage positioniert wird, aufweiche eine weitere Lage gespult wird.
Die Ausdehnung der Verstärkungsprofile Richtung Wulstkern und/oder Reifenzenit lässt sich auf einfache Weise wählen bzw. einstellen, in dem der Materialstreifen aus zumindest einer der Lagen, insbesondere mit geringer oder ohne überlappung Richtung späteren Wulst und/oder Richtung Trommelmitte gespult wird.
Eine weitere Maßnahme, mit der sich die Biegesteifigkeit der Verstärkungsprofile günstig beeinflussen lässt, besteht darin, dass Materialstreifen verwendet werden, die Kurzfasern, welche vorzugsweise längsorientiert sind, enthalten.
Bei einer bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens werden nach dem Aufbringen der Karkasslage und nach dem Setzen der Wulstkerne die Kernprofile ebenfalls durch spiraliges Wickeln oder Spulen zumindest eines Materialstreifens aus einer Kautschukmischung aufgebaut. Auf diese Weise lassen sich besonders steife Kernprofile bilden, wobei für die Kernprofile auch der Materialstreifen, welcher für den Aufbau der Verstärkungspro file verwendet wird, eingesetzt werden kann.
Gerade das Spulen der Kernprofile eröffnet eine Anzahl von vorteilhaften Möglichkeiten, die Kernprofile in verschiedenen Varianten aufzubauen. Eine dieser bevorzugten Varianten besteht darin, dass die Kernprofile auf der bereits auf sich selbst umgebukten Karkasslage durch Spulen des Materialstreifens aufgebaut werden. Bei einer anderen Alternative kann ein aus zwei Teilen bestehendes Kernprofil aufgebaut werden, wobei die Kernprofilteile voneinander durch den Karkasshochschlag oder eine gesonderte Wulstverstärkerlage getrennt sind.
Die Erfindung betrifft ferner einen gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Fahrzeugluftreifen.
Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden nun anhand der schematischen Zeichnung, die mehrere Ausfuhrungsbeispiele darstellt, näher beschrieben. Dabei zeigen
Fig. 1 einen Querschnitt durch die eine Hälfte eines Radialreifens für Personenkraftwagen,
Fig. 2 eine Schnittdarstellung eines Teils des Umfangsbereiches einer Aufbautrommel zur Herstellung einer Reifenkarkasse in einem Stadium während des Reifenaufbaus,
Fig. 3 eine Fig. 2 entsprechende Ansicht mit einem späteren Stadium des Reifenaufbaus und
Fig. 4 bis Fig. 6 unterschiedliche Varianten der Bildung von Kernprofilen während des Reifenaufbaus.
Fig. 1 zeigt im Querschnitt einen selbsttragenden Radialreifen, welcher bei einem Druckverlust im Pannenfall in der Lage ist, soweit tragfähig zu sein, dass eine Weiterfahrt über eine gewisse Zeit und bei verringerter Geschwindigkeit möglich ist. Die wesentlichen Bauteile des Reifens sind ein profilierter Laufstreifen 1, ein vorzugsweise zweilagiger Gürtel 2, eine Karkasslage 3, eine luftdichte Innenschicht 4, Wulstbereiche 5 mit Wulstkernen 6 und Kernprofilen 7, Seitenwände 8 und je ein im Querschnitt etwa mondsichelförmiges Verstärkungsprofil 9 in jeder Seitenwand 8. Die Lagen des Gürtels 2 können in bekannter Weise aus in eine Gummimischung eingebetteten Festigkeitsträgern, vorzugsweise Stahlkorden, bestehen, welche innerhalb jeder Lage parallel zueinander verlaufen, wobei die Stahlkorde in der einen Lage die Stahlkorde in der anderen Lage kreuzen und mit der Reifenumfangsrichtung jeweils einen Winkel, welcher zwischen 15° und 30° beträgt, einschließen. Die Verstärkungsprofile 9 sind zwischen der Innenschicht 4 und der Karkasslage 3 angeordnet und reichen über die Schulterbereiche des Reifens bis unter die Ränder des Gürtels 2 und bis in die Nähe der Wulstkerne 6 oder auch bis zu den Wulstkernen 6.
Die Karkasslage 3 ist in jedem Wulstbereich 5 von axial innen kommend um den Wulstkern 6 geführt und reicht in Richtung Gürtel 2 bis auf eine gewisse Höhe und bildet derart den Hochschlag 3a. Das Kernprofil 7 befindet sich zwischen dem Hochschlag 3a und der Karkasslage 3 radial außen auf den Wulstkernen 6 sitzend.
Gemäß der Erfindung sind die Verstärkungsprofile 9 und gegebenenfalls auch die Kernprofile 7 bei der Herstellung des Reifens durch Spulen von Materialstreifen aus Kautschukmischungen hergestellt worden. Dies wird nun anhand der Figuren 2 bis 6 näher erläutert. Der Aufbau des Reifens erfolgt aus noch unvulkanisierten Bauteilen, wobei beim üblichen zweistufigen Aufbauverfahren vorerst auf einer zylindrischen Reifenaufbautrommel die sogenannte Reifenkarkasse aufgebaut wird, welche als Hauptbestandteile die Innenschicht 4, die Verstärkungsprofile 9, die Karkasslage 3, die Wulstkerne 6 und die Kernprofile 7 aufweist.
Fig. 2 und 3 zeigen einen Schnitt eines Umfangsteiles einer zylindrisch ausgeführten Reifenaufbautrommel 10. Die Reifenaufbautrommel 10 ist über ihren Umfang mit zwei umlaufenden Vertiefungen bzw. Taschen 11 für die Verstärkungspro file 9 versehen, sodass die Karkasslage 3 nach dem Positionieren der Innenschicht 4 und dem Bilden der Verstärkungsprofile 9 zumindest im Wesentlichen entlang einer Zylindermantelfläche aufgelegt werden kann. Die umlaufenden Taschen 11 sind bezüglich ihrer Innenkontur an die Querschnittskontur der zu bildenden Verstärkungsprofile 9 angepasst. Zuerst wird die Kautschukmischungsplatte, welche die spätere Innenschicht 4 des Reifens bildet, auf der Reifenaufbautrommel 10 aufgelegt und in die Taschen 11 gedrückt. Nun erfolgt der Aufbau der Verstärkungsprofile 9 indem ein oder mehrere Materialstreifen 12 um den Trommelumfang gewickelt bzw. gespult werden. Der bzw. die Materialstreifen 12 kann bzw. können aus einer Kautschukmischung bestehen, die für Verstärkungsprofile in Seitenwänden von Reifen üblich und geeignet ist. Die Materialstreifen 12 werden als Mischungsstrang extrudiert, welcher zu einem Streifen einer Breite von ca. 5 mm bis 20 mm und einer Stärke von ca. 1 mm bis 2 mm verformt wird. In jede der Taschen 11 wird vorerst eine Lage aus Materialstreifen 12 dachziegelartig überlappend gespult.
Anschließend wird eine zweite Lage des gleichen oder eines anderen Materialstreifens 12 bevorzugt gegensinnig ausgerichtet zum Materialstreifen 12 in der ersten Lage, ebenfalls dachziegelartig überlappend über den Trommelumfang gewickelt bzw. gespult. Dabei wird der Materialstreifen 12 einer der Lagen, bevorzugt der zweiten Lage auch in Richtung Trommelmitte ein Stück gespult, hier mit geringerer oder auch keiner überlappung. Der Materialstreifen 12 kann auch über die Trommelschultern hinaus bis neben die spätere Position der Wulstkerne gespult werden, um mit einer entsprechenden überlappungszone ein annähernd gleichmäßig steifes, umlaufendes Band im Reifen zu erhalten, welches in radialer Richtung vom Wulstkern bis zu etwa zwei Drittel der Reifenquerschnittsfiäche reicht und danach zum Gürtelkantenbereich ausläuft.
Der bzw. die zum Bilden der Verstärkungsprofile 9 eingesetzten Materialstreifen 12 kann bzw. können faserverstärkt sein. Dabei werden textile Kurzfasern in die Kautschukmischung für die Materialstreifen 12 eingemischt, die im Streifen 12 entweder keine bevorzugte Orientierung oder eine Orientierung in Längsrichtung des
Materialstreifens 12 aufweisen. Es kann auch eine Lage aus einem faserverstärkten Material zwischen den beiden gespulten Lagen vorgesehen sein.
Nachdem die beiden Verstärkungsprofile 9 gebildet sind wird die Karkasslage 3 um die Reifenaufbautrommel 10 gelegt und es werden die Wulstkerne 6 gesetzt. Dabei können die Kerne 6 bereits mit vorpositionierten Kernprofilen 7 gesetzt werden oder es können gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung auch die Kernprofile 7 durch Spulen eines Materialstreifens 13 gebildet werden. Dabei wird ein Materialstreifen 13, beginnend beim jeweiligen Wulstkern 6 in mehreren Windungen aufeinander mit sich ändernder überlappung gewickelt, wie es in Fig. 3 gezeigt ist. Der Materialstreifen 13 für die
Kernprofile 7 wird aus einer Kautschukmischung erstellt, die für Kernprofile üblich ist, wobei auch das gleiche Material wie für die Verstärkungsprofile 9 verwendet werden kann. Durch das Spulen ist es vor Allem möglich, sehr steife Kernprofile 7 zu bilden.
Anstelle einer Karkasslage 3 können mehrere, insbesondere zwei, Karkasslagen vorgesehen sein. Diese können aufeinander liegend angeordnet sein, somit auch
gemeinsam um den Kern herumgeführt sein und zueinander gestaffelt angeordnete Hochschläge aufweisen. Bei einer weiteren, nicht dargestellten Variante der Erfindung wird die eine Karkasslage nach dem Spulen der einen Lage des Materialstreifens 12 bereits positioniert, anschließend die zweite Lage des Materialstreifens 12 gewickelt bzw. gespult und dann die zweite Karkasslage positioniert. Anschließend werden die Wulstkerne 6, gegebenenfalls mitsamt Kernprofilen 7, gesetzt und die beiden Karkasslagen gemeinsam um den Kern herumgeführt, wobei ebenfalls zueinander gestaffelte Hochschläge gebildet werden.
Fig. 4 bis 6 zeigen unterschiedliche Ausführungsvarianten der Ausbildung der Kernprofile 7 mit verschiedenen Anordnungen der Karkasslage 3 bzw. des Hochschlages 3 a beim Aufbau des Reifens. Wie Fig. 4 zeigt kann die Karkasslage 3 komplett um den Wulstkern 6 geführt sein bevor das Kernpro fil 7 durch Spulen eines Materailstreifens 13 über den Trommelumfang aufgelegt wird, sodass sich im fertigen Reifen der Hochschlag 3 a an der Innenseite des Kernpro fils 7 befindet.
Fig. 5 zeigt eine Ausführungsvariante, bei der ein zweiteiliges Kernprofil 7 bestehend aus Teilen 7a, 7b durch Spulen von Materialstreifen 13 hergestellt wird, wobei zuerst ein kurzes Kernprofil 7a auf dem Wulstkern 6 aus einem Materialstreifen 13 gespult wird, anschließend der Hochschlag 3 a der Karkasslage 3 gebildet wird und dann an der
Außenseite des Karkasshochschlages 3a der zweite Kernprofilteil 7b durch Spulen eines Materialstreifens 13 aufgebaut wird. Bei der in Fig. 6 gezeigten Ausführungsvariante wird zwischen zwei Kernprofilteilen 7'a, 7'b eine Wulstverstärkerlage 14 positioniert, der Karkasshochschlag 3a befindet sich außerhalb des zweiten Kernprofilteiles 7'b. Der Aufbau der beiden Kernpro filteile 7'a, 7'b erfolgt wie bereits beschrieben.
Die Erfindung ist auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsvarianten nicht eingeschränkt. So ist es beispielsweise möglich, beim Aufbauen der Verstärkungsprofile Materialstreifen unterschiedlicher Kautschukmischungen zu verwenden, ferner Materialstreifen, deren Querschnittsfiächen über ihre Längserstreckung variiert werden. Der bzw. die Materialstreifen kann bzw. können in mehr als zwei Lagen gespult werden.
Auch der Aufbau von mehrteiligen Verstärkungsprofilen mit und ohne dazwischen verlaufenden Verstärkungslagen oder Karkasslagen ist möglich.