Verfahren zur Herstellung eines Fahrzeugluftreifen mit einer reduzierten Biegesteifigkeit des Wulstkernes und des Reifenwulstes

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Fahrzeugluftreifen mit einer reduzierten Biegesteifigkeit des Wulstkernes und des Reifen wulstes.

Bei Fahrzeugluftreifen hat der Wulstkern die Aufgabe, einen stabilen Sitz des Reifens auf der Felge sicherzustellen. Für diesen Zweck muss der Wulstkern eine hohe Umfangs Steifigkeit und eine hohe Torsionssteifigkeit besitzen. Der Wulstkern darf jedoch nicht zu biegesteif sein, um eine ausreichende Montierbarkeit und

Demontierbarkeit des Reifens in Verbindung mit der Reifenfelge zu ermöglichen. Bei der Montage des Fahrzeugreifens wird der im Umfang kreisrunde Wulstkern elliptisch verformt, um den Reifenwulst über das Felgenhorn zu bringen. Bei herkömmlichen Fahrzeugreifen werden Wulstkerne aus endlos gespulten und gummierten Stahldraht eingesetzt, die eine hohe Umfangs- und Torsionssteifigkeit aufweisen. Ein Problem ist jedoch, dass die Biegesteifigkeit des Wulstkernes ebenfalls sehr hoch ist, so dass bei der Montage und Demontage des Reifens auf die Felge Beschädigungen am Reifenwulst auftreten können. Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Fahrzeugluftreifen zu schaffen, bei dem die Biegesteifigkeit des Reifenwulstes im Hinblick auf die Montage und Demontage des Fahrzeugreifens verbessert wird.

Gelöst wird die Aufgabe gemäß dem Verfahren nach Anspruchs 1 mit folgenden Schritten:

a) Vorkonfektionierung eines Wulstkernes mit einem Stahlcorddraht, wobei der Stahlcorddraht eine äußere Gummierung ohne ein Vulkanisationsmittel oder einem Vernetzungs System für die Gummierung aufweist und

wobei der Stahlcorddraht in mehreren Windungen in Umfangsrichtung des

Wulstkernes aufgewickelt wird,

b) Applizierung eines Kernprofiles am Wulstkern,

wobei das Kernprofil auf der äußeren Seite des Wulstkernes in Umfangsrichtung angeordnet wird,

c) Applizierung eines Reifenwulstbauteils mit einer erhöhten Konzentration eines Vernetzungssystems am Wulstkern,

wobei das Reifenwulstbauteil ein Depot für ein Vernetzungs System bildet, d) Zwischenlagerung des vorkonfektionierten Wulstkern- Verbundes,

wobei ein Teil des Vernetzungssystems vom Reifenwulstbauteil in die Gummierung der äußeren Stahlcorddrähte des Wulstkernes diffundiert,

e) Applizierung des vorkonfektionierten Wulstkern- Verbundes an einer

Reifenaufbautrommel zur Herstellung eines Reifenrohlings,

f) Vulkanisation des Reifenrohlings mit einem Vulkanisationsverfahren,

wobei die Gummierung im inneren Bereich des Wulstkernes im Wesentlichen keine Materialvernetzung aufweist und

wobei der äußere Randbereich des Wulstkernes durch die Vulkanisation und eine dadurch erzeugte Materialvernetzung mit den anliegenden Reifenwulstbauteilen verbunden ist.

Ein Vorteil des Verfahrens ist insbesondere darin zu sehen, dass durch das besondere Herstellungsverfahren die Biegesteifigkeit des Wulstkernes und des Reifenwulstes gegenüber herkömmlichen Fahrzeugreifen deutlich reduziert wird.

Durch das besondere Herstellungsverfahren wird ein Reifenwulst erzielt, bei dem die einzelnen Stahlcorddrähte sich relativ zueinander bewegen können. Insbesondere durch die Zwischenlagerung des vorkonfektionierten Wulstkernverbandes kann ein Teil des Vernetzungs Systems vom Reifenwulstbauteil in die Gummierung der äußeren Stahlcorddrähte des Wulstkernes diffundieren. Auf diese Weise erfolgt bei der Reifenvulkanisation eine Materialvernetzung des äußeren Randbereiches des Wulstkernes mit den anliegenden Reifenwulstbauteilen.

Durch die reduzierte Biegesteifigkeit lässt sich der Fahrzeugreifen einfacher auf die Fahrzeugfelge montieren. Das gleiche gilt für die Demontage des Fahrzeugreifens von der Fahrzeugfelge. Durch die bessere Montagefähigkeit des Fahrzeugreifens wird die Gefahr reduziert, dass der Reifenwulst bei der Montage oder Demontage beschädigt wird. Die reduzierte Biegesteifigkeit ist insbesondere darauf

zurückzuführen, dass die einzelnen Stahlcorddrähte im inneren Bereich des

Wulstkernes in Umfangsrichtung gegeneinander beweglich ausgebildet sind. Bei der Gummierung der Stahlcorddrähte ist jegliches Vulkanisationsmittel weggelassen worden, so dass die Gummierung auch nach der Reifenvulkanisation des

Fahrzeugreifens in einem unvernetzten Zustand verbleibt. Dadurch können sich die Stahlcorddrähte im Inneren des Wulstkernes gegeneinander verschieben, wodurch die deutlich reduzierte Biegesteifigkeit bei der Montage des Fahrzeugreifens auf die Fahrzeugfelge zustande kommt. Der äußere Randbereich des Wulstkernes ist hingegen durch eine vernetzte bzw. vulkanisierte Gummimischung mit den anliegenden Reifenwulstbauteilen fest verbunden. Dadurch wird eine sichere Verbindung des Wulstkernes zu den umliegenden Wulstbauteilen sichergestellt.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass bei Schritt d) eine kontrollierte Diffusion des Vernetzungssystems in die Gummierung des äußeren Bereiches des Wulstkernes erfolgt,

wobei eine kontrollierte Zeit- und Temperatureinwirkung für den Diffusionsvorgang vorgegeben wird.

Durch die kontrollierte Zeit- und Temperatureinwirkung für den Diffusionsvorgang kann die Festigkeit der Verbindung zwischen Reifenwulst und anliegenden

Reifenbauteilen gezielt eingestellt werden. In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass bei Schritt d) eine kontrollierte Temperatureinwirkung in einem Bereich zwischen 40 und 80 °C erfolgt.

Bei diesen Temperaturbedingungen werden optimale Bedingungen für den

Diffusionsvorgang geschaffen.

In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Gummimischung der Gummierung der Stahlcorddrähte des Wulstkernes ein schnell diffundierender Bestandteil für ein Vernetzungs System in Form von Schwefel fehlt, wodurch die Gummimischung der Gummierung im Wesentlichen un vernetzt bleibt. Durch das Weglassen des schnell defundierenden Bestandteils für ein

Vernetzungssystem wird sichergestellt, dass die Gummierung des Stahlcorddrahtes in einem unvernetzten Zustand bleibt. In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Gummimischung der Gummierung der Stahlcorddrähte des Wulstkernes ein zusätzliches Harznetzwerk fehlt.

Das zusätzliche Harznetzwerk ist im Allgemeinen dafür gedacht, die

Vulkanisationseigenschaften der Gummierung zu verbessern. Durch Weglassen des zusätzlichen Harznetzwerkes wird sichergestellt, dass sich in der Gummierung keine entsprechende Vernetzung ausbildet. Dadurch wird eine hohe Beweglichkeit der Stahlcorddrähte im inneren Bereich des Wulstkernes sichergestellt.

In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das anliegende Reifenbauteil mit dem Depot für ein Vernetzungssystem eine Kernfahne ist, wobei die Kernfahne um den Wulstkern herumgeschlagen ist und auf beiden Seiten des Kernprofiles anliegt.

Die Kernfahne wird im Allgemeinen bei der Vorkonfektionierung des

Wulstkernverbandes aus Wulstkern- und Kernreiter appliziert. Bei der Lagerung des Wulstkernverbandes kann eine ausreichende Menge an Vernetzungs System in die Gummierung der äußeren Stahlcorddrähte des Wulstkernes eindringen. In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das anliegende Reifenbauteil mit dem Depot für ein Vernetzungssystem eine zusätzliche Gummischicht ist, wobei die zusätzliche Gummischicht bei einer

Vorkonfektionierung des Wulstkernverbundes auf die Kernfahne aufkalandriert wird. Eine entsprechende Gummischicht lässt sich relativ einfach auf der Kernfahne applizieren.

In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Wulstkern über seinen Umfang mindestens eine Drahtkernklemmung aufweist, wobei die Drahtkernklemmung die geometrische Stabilität des Wulstkernes sicherstellt.

Auf diese Weise wird eine ausreichende Umfangs- und Torsionssteifigkeit des Reifenwulstes gewährleistet.

In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Wulstkern über seinen Umfang 5 bis 15 einzelne Drahtkernklemmungen aufweist. Bei dieser Anzahl von Drahtklemmungen wird eine optimale geometrische Stabilität des Wulstkernes bzw. Reifenwulstes sichergestellt.

In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Drahtkernklemmungen jeweils eine Drahtwicklung ohne eine Gummierung sind. Dadurch wird mit den Drahtklemmungen eine bessere Fixierung an dem Wulstkern erzielt.

In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Fahrzeugluftreifen ein Nutzfahrzeugreifen ist, wobei der Nutzfahrzeugreifen für eine Runderneuerung vorgesehen ist.

Bei diesen Nutzfahrzeugreifen wird der Reifen mehrmals von der Fahrzeugfelge demontiert und wieder auf die Fahrzeugfelge montiert. Daher muss auch bei älteren Fahrzeugreifen eine gute Montierbarkeit gewährleistet werden, wobei der

Reifenwulst nicht beschädigt werden darf.

In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Fahrzeugluftreifen ein Niederquerschnittsreifen für einen PKW-Reifen ist.

Bei Niederquerschnittsreifen für PKW-Reifen muss der Reifenwulst eine reduzierte Biegesteifigkeit besitzen, um eine gute Montierbarkeit des Fahrzeugreifens auf die Felge gewährleisten zu können. Anhand eines Ausführungsbeispieles soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigt:

Fig. 1: einen Reifenwulst. Die Figur 1 zeigt schematisch den Reifenwulst 1 des erfindungsgemäßen

Fahrzeugluftreifens mit dem Kernprofil 2. Es handelt sich bei dieser Figur um eine Radialschnittansicht des Fahrzeugluftreifens, bei der das Kernprofil 2 und der Kern 3 als Querschnittsprofil dargestellt sind.

Der Wulstkern 3 besteht in der Querschnittsansicht aus einzelnen Stahlcorddrähten 4 und 5. Bei der Vorkonfektionierung des Wulstkernes 3 wird im Allgemeinen ein einzelner Stahlcorddraht in mehreren Windungen aufgewickelt, wobei der

Stahlcorddraht mit einer Gummierung versehen ist. Ein besonderes Merkmal vom Wulstkern 3 ist, dass die Gummierung des Stahlcorddrahtes vom Wulstkern 3 keinerlei Vulkanisationsmittel oder ein anderes Vernetzungssystem aufweist. Ein zusätzliches Harznetzwerk wird bei der Gummierung der Stahlcorddrähte ebenfalls weggelassen, wie es ansonsten bei herkömmlichen Fahrzeugreifen der Fall ist. Durch das Weglassen des Vernetzungssystems in der Gummierung der Stahlcorddrähte können sich die inneren Stahlcorddrähte 5 im inneren Bereich des Wulstkernes gegeneinander in Umfangsrichtung des Fahrzeugreifens bewegen. Auf diese Weise wird die Biegesteifigkeit in radialer Richtung des Fahrzeugreifens erheblich reduziert. Der Reifenwulst kann bei der Montage des Fahrzeugreifens leichter in eine elliptische Form gebracht werden, um den Reifenwulst über das Felgenhorn des Fahrzeugreifens zu heben. Der äußere Randbereich 6 des Wulstkerns weist hingegen eine feste Verbindung zu den umliegenden Wulstbauteilen auf. Im äußeren

Randbereich 6 des Wulstkernes liegt eine vernetzte bzw. vulkanisierte Gummierung vor, die die Verbindung zu den anliegenden Wulstbauteilen sicherstellt. Um den

Wulstkern 3 ist eine Kernfahne 8 herumgeschlagen, die bei der Vorkonfektionierung des Wulstkernverbandes ein Depot für ein Vernetzungssystem besitzt. Die erhöhte Konzentration am Vernetzungs System in der Kernfahne führt zu einer

entsprechenden Diffusion des Vernetzungssystems in die Gummierung der außen liegenden Stahlcorddrähte 4 im äußeren Bereich des Wulstkernes 3. Dadurch bildet sich bei der Reifenvulkanisation eine vernetzte Gummierung im äußeren Bereich des Wulstkernes 3 aus. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel ist auf die Kernfahne 8 eine Gummischicht 7 aufkalandriert. Diese optionale Gummischicht 7 ist bei der Vorkonfektionierung des Wulstkernverbandes mit einem entsprechenden Depot für ein Vernetzungssystem versehen. Das Vernetzungssystem in der Gummischicht diffundiert in die Gummierung der äußeren Stahlcorddrähte 4 im äußeren Bereich des Wulstkernes 3. Auf diese Weise wird eine sichere Anbindung des Wulstkernes 3 zu den anliegenden Wulstbauteilen sichergestellt.

Bei der Vorkonfektionierung des Wulstkernverbandes, welcher aus dem Wulstkern 3, dem Kernprofil 2 und den anliegenden Wulstbauteilen 8 und/oder 7 besteht, erfolgt eine Zwischenlagerung, um einen optimalen Diffusionsvorgang für das Vernetzungssystem zu erzielen. Diese Zwischenlagerung kann beispielsweise in einer temperierten Kammer erfolgen, bei dem der Wulstkernverbund über eine vorgegebene Zeit in einem Temperaturbereich zwischen 40 und 80 ° C temperiert wird. Auf diese Weise kann ein Teil des Vernetzungssystems in die Gummierung der äußeren Stahlcorddrähte 4 diffundieren. Durch die anschließende

Reifenvulkanisation wird anschließend eine Materialvernetzung des äußeren

Randbereiches des Wulstkernes 3 mit den anliegenden Wulstbauteilen erreicht. Die Figur 2 zeigt den vorkonfektionierten Wulstkern 3 in einer Seitenansicht. An einzelnen Stellen wird der Wulstkern 3 mit einer Drahtklemmung 9 versehen, um die geometrische Stabilität des Wulstkernes zu verbessern. Der Wulstkern 3 sollte vorzugsweise mit 5 bis 15 Drahtklemmungen versehen werden, die gleichmäßig über den Umfang des Wulstkernes 3 verteilt sein sollten.

Die radiale Richtung 10 zeigt die Richtung in der die Biegesteifigkeit des

Wulstkernes durch die neue Wulstkonstruktion wesentlich reduziert wird.

Die Figur 3 zeigt die Konzentration des Vernetzungssystems in den beiden angrenzenden Bauteilen, wobei die Gummierung 11 der Stahlcorddrähte des Wulstkernes auf der rechten Seite liegen. Auf der linken Seite befindet sich die Gummierung 12 der Kernfahne oder der zusätzlichen Gummischicht. Der stufenförmige Verlauf 14 zeigt den Konzentrationsverlauf des Vernetzungssystems bei der Vorkonfektionierung des Wulstkernverbundes mit den anliegenden

Wulstbauteilen. Zu Beginn des Diffusionsvorganges ist die Schwefelkonzentration in der Gummierung 11 im Wesentlichen gleich Null. Die gestrichelte Kurve 15 zeigt den Konzentrationsverlauf des Vernetzungs Systems nach dem Diffusionsvorgang. Aufgrund des Diffusionsvorganges ergibt sich ein S-förmiger Kurvenverlauf. Ein Teil des Vernetzungs Systems in Form von Schwefel ist in das angrenzende Bauteil diffundiert.

Bezugszeichenliste

(ist Teil der Beschreibung)

1 Reifenwulst

2 Kernprofil

3 Kern

4 Einzelner Stahlcorddraht im äußeren Bereich des Wulstkernes

5 Einzelner Stahlcorddraht im inneren Bereich des Wulstkernes

6 Äußerer Randbereich des Wulstkernes

7 Optionale auf Kernfahne aufkalandrierte Gummischicht mit Depot für

Vernetzung s s y stem

8 Kernfahne mit Depot für Vernetzungssystem

9 Drahtklemmung

10 Radiale Richtung des Fahrzeugreifens

11 Gummierung der Stahlcorddrähte des Wulstkernes

12 Gummierung der Kernfahne oder zusätzlichen Gummischicht

13 Bauteil grenze zwischen Gummierung der Stahlcorddrähte und

Kernfahne

14 Konzentrationsverlauf des Vernetzungssystems (Schwefel) bei der

Vorkonfektionierung des Wulstkern- Verbundes mit den anliegenden

Wulstbauteilen

15 Konzentrationsverlauf des Vernetzungssystems (Schwefel) nach dem

Diffusionsvorgang (nach der Vorkonfektionierung)