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Verfahren zum Herstellen von Luftreifen
Das gebräuchlichste Verfahren zur Herstellung von Fahrzeugluftreifen besteht darin, dass eine An- zahl von Rohgummischichten und Kordlagen auf einer Aufbautrommel aufgebracht werden, die den Grundkörper des Luftreifens bilden ; meist werden diese Schichten bzw. Lagen an jedem Ende der Trommel um einen Drahtkern herumgeführt. Auf die mittlere Zone des zylindrischen Grundkörpers werden dann der
Zwischenbau und der Laufteil aufgelegt ; der Zwischenbau besteht z. B. aus Textil- oder Metallkordfäden oder aus einer besonderen Gummischicht.
Dem zylindrischen Reifenrohling wird dann eine etwa kreisförmige Reifengestalt mittels Druckluft oder Vakuum erteilt. Dieses Verformen, auch Bombieren genannt, kann auf der Aufbautrommel oder in einem sogenannten Bombierwolf erfolgen. Manchmal erfolgt das Verformen des zylindrischen Grundkörpers bevor er den Zwischenbau und den Laufteil erhalten hat.
Der nächste Arbeitsgang ist das Vulkanisieren des Reifenrohlings in einer Heizform, in der der bisher glatte Laufteil seine mehr oder weniger grosse Profilierung erhält. Damit der Laufteilgummi bis in den Grund der Matrizen der Heizform eindringen kann, muss der Reifen aufgeblasen werden ; dabei erfahren seine Kordlagen schädliche Zugbeanspruchungen.
Um ein vollständiges Zentrieren aller den Reifen bildender Teile sicherzustellen, Lufteinschlüsse zwischen ihnen zu verhindern und einen möglichst gut ausgewuchteten Reifen zu erhalten, müssen die vorstehend beschriebenen Arbeitsgänge von fachkundiger Hand mit grosser Sorgfalt durchgeführt werden, wobei halb-oder vollautomatische, komplizierte und kostspielige Vorrichtungen erforderlich sind. Nachteilig ist es auch, dass man für jede einzelne Reifengrösse eine besondere, kostspielige Einrichtung benötigt, weil ein Reifen der Grösse 9, 00 x 20 nicht mit den gleichen Maschinen hergestellt werden kann wie ein Reifen der Grössen 10, 00 x 20 oder 11, 00 x 20, obwohl diese drei Reifen eine Hauptabmessung gemeinsam haben, nämlich einen Stützdurchmesser von 20 Zoll auf dem Felgensitz.
Ausserdem muss jedes Laufteilprofil dem Gelände angepasst sein, für das der Reifen vorgesehen ist ; dies bedingt unterschiedliche Heizformen für den ganzen Reifen.
Ein weiterer Nachteil der herkömmlichen Herstellungsverfahren ist, dass die fertigen Reifen viel Lagerraum einnehmen, da sie nur aufeinandergelagert werden können, wobei auch oft Verformungen ihrer Seitenwände und Wülste entstehen. Im Falle von schlauchlosen Reifen können solche Verformungen die Luftdichtheit beeinträchtigen, wenn der Reifen zum ersten Mal auf das Rad montiert und aufgepumpt werden soll.
Die Erfindung setzt es sich zur Aufgabe, alle vorstehend genannten Nachteile mittels eines neuen Herstellungsverfahrens zu beseitigen, das sich insbesondere für die Herstellung von Personen- oder Lastkraftwagenreifen eignet, deren Grundkörper nur wenig oder gar keine Kordlagen aufweist, während ihr Laufteil durch Einlagen aus Kordfäden oder einem Gummi von hohem Elastizitätsmodul versteift ist.
Das erfindungsgemässe Verfahren besteht darin, dass zwei spiegelbildlich gleiche vorvulkanisierte ringförmige Hälften des aus der in Gummilagen eingebetteten Karkasse bestehenden, bisher einteilig ausgeführten Reifengrundkörpers mit einem in an sich bekannter Weise durch Kordeinlagen od. dgl. ver-
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stärkten und den Laufstreifen enthaltenden Laufteil zu einem vollständigen Reifen fest vereinigt werden.
Die zwei Hälften können getrennt voneinander hergestellt oder dadurch erhalten werden, dass man einen vollständigen Grundkörper in zwei Teile zerschneidet.
Der Laufteil mit Einlagen wird vorzugsweise hergestellt, bevor man ihn mit zwei Grundkörperhälften vereinigt. Da die Enden der beiden Hälften unter dem versteiften Laufteil einen mehr oder weniger grossen
Abstand zwischen sich aufweisen oder sich überlappen können, erlaubt es das neue Verfahren, mit Grund- körperhälften von einer einzigen Abmessung Reifen von verschiedenen Breiten herzustellen, ohne dass hie- für eine jeder Reifenbreite angepasste maschinelle Einrichtung erforderlich wäre.
Die Grundkörperhältten können im Lagerraum ineinandergeschachtelt werden, so dass sie sich nicht mehr verformen können und äusserst wenig Platz einnehmen.
Die Erfindung sei an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrie- ben. Hiebei zeigen : Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Reifen mit einer Struktur, die sich für die Anwen- dung des erfindungsgemässen Verfahrens besonders eignet, Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine Aufbau- trommel, auf welcher ein Grundkörper hergestellt ist, Fig. 3 den Grundkörper nach Fig. 2 nach dem bombierten, Fig. 4 einen Querschnitt durch eine Heizform für den Grundkörper nach Fig. 3, Fig. 5 zeigt den Grundkörper nach Fig. 3 nach der Vulkanisation, Fig. 6 das Konfektionieren des Laufteiles auf der
Aufbautrommel, Fig. 7 den bewehrten Laufteil nach dem Bombieren und der Vulkanisation, Fig. 8 die beiden durch Aufschneiden des Grundkörpers nach Fig. 5 erhaltenen Hälften, die Fig.
9,10 und 11 stel- len drei Luftreifen von verschiedenen Grössen dar, die nach der Erfindung hergestellt worden sind, Fig. 12 ist eine Abwandlungsform einer Einzelheit des Reifens gemäss Fig. 11 und die Fig. 13 ist eine Abwand- lungsform des Reifenwulstes nach den Fig. 9 - 11.
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neten Struktur besteht ; eine Gummischicht 1 bildet die Innenschicht des Reifens. Auf dieser Schicht 1 ist eine Bewehrung 2 angebracht, die aus vorzugsweise radial angeordneten Kordfäden besteht ; diese Bewehrung 2 ist durch eine Gummischicht 3 abgedeckt. Die beiden Wülste 4 sind mit einem Drahtring 5 verse-
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net.
Dieser Zwischenbau ist im dargestellten Ausführungsbeispiel aus drei Kordlagen 7,8 und 9 zusam- mengesetzt ; der Zwischenbau 10 und die Lauffläche 11 bilden zusammen den versteiften Laufteil 12.
Der Reifen weist eine Schlauchbreite L, einen Stützdurchmesser D auf der Felge und einen Halbmesser bei normalem Innenluftdruck auf, der ohne Last auf die Decke gemessen den Wert R hat. Die Reifen sind handelsüblich durch Angabe der Masse L und D in Zoll bezeichnet.
Nachstehend soll nacheinander die erfindungsgemässe Herstellung von drei Reifen der Grössen 11, 00 x 20, 10, 00 X 20 und 9, 00 x 20 beschrieben werden. Allen drei Reifen ist der Stützdurchmesser D auf der Felge gemeinsam, nämlich 20". Dagegen ändert sich das Mass L in jedem Fall (11,10 bzw. 9") und ebenso das Mass R, das entsprechend 508, 526 bzw. 541 mm beträgt. Mit den bekannten Verfahren könnte daher die Herstellung dieser drei Luftreifen nicht mit den gleichen Maschinen erfolgen.
Zur Herstellung des Reifens gemäss der Erfindung mit getrennten Grundkörperhälften, aber sonst mit gleichen Merkmalen wie der in Fig. 1 dargestellte, verfährt man wie folgt :
Auf einer Trommel 13 (Fig. 2) baut man in üblicher Weise einen zylindrischen Grundkörperrohling 6a auf, der im dargestellten Beispiel eine Rohgummischicht 1, eine Kordlage 2 und schliesslich eine weitere Rohgummischicht 3 aufweist. Die Kordlage 2 ist an jedem Ende des Zylinders um einen Wulstring 5 verankert ; der Abstand der beiden Wulstringe ist durch eine an jedem Ende der Trommel angeordnete Ringnut 14 gegeben. Der zylindrische Rohling 6a wird dann in üblicher Weise bombiert, um ihm die Form 6b zu geben, welche derjenigen des fertigen Reifens gemäss Fig. 3 weitgehend entspricht.
Das Bombieren kann erfolgen, ohne dass sich ungeordnete Verlagerungen der Kordfäden oder der Rohgummischich- ten einstellen, in denen sie eingebettet sind, und die gelegentlich auftreten, wenn der zylindrische Grundkörper mit der versteiften Lauffläche 12 zusammen bombiert wird. Der für sich bombierte Grundkörper ist deshalb fehlerfrei und vollständig in sich ausgeglichen.
Manvulkanisiert nun den bombierten Grundkörper in einer Ringform 16, welche aus zwei Teilen besteht und keine Profilierung aufweist (Fig. 4). Die bei Zusammenlegen der beiden Formhälften gebildete Dichtungsstelle bildet eine Umfangseinziehung 17 von vorzugsweise im wesentlichen dreieckigem Querschnitt, deren Zweck es ist, in der äusseren Gummischicht 3 eine Zentrierungsrille 18 (Fig. 5) zu bilden, die genau in der Längsmittelebene XY des Grundkörpers verläuft. Die Höhe der Einziehung 17 ist gleich
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der Stärke der Gummischicht 3, so dass sie bis an die Kordlage 2 reicht.
Durch die Rille 18 und das Spiel
19 zwischen den beiden Formhälften kann, zu Beginn der Heizperiode des rohen Grundkörpers, wenn die
Gummimischungen erweichen, die zwischen den Schichten 1, 2 und 3 während des Konfektionierens auf der Trommel eingeschlossene Luft entweichen.
Auf einer Trommel 20 (Fig. 6) konfektioniert man den versteiften Laufteil 12. Man legt um die
Trommel 20 in der richtigen Reihenfolge die Kordlagen 7,8 und 9, die den Zwischenbau 10 bilden, und anschliessend die Lauffläche 11, die im allgemeinen im Spritzverfahren hergestellt wird. Der versteifte
Laufteil 12 wird dann in eine Heizform gelegt, welche die Profile 21 in die Lauffläche 11 eindrückt und das Ganze vulkanisiert.
Nachdem die Herstellung des versteiften Laufteils beendet ist, verfügt man über zwei vulkanisiert
Elemente, nämlich über den Grundkörper 6c (Fig. 5) und den versteiften Laufteil 12 (Fig. 7).
Beabsichtigt man, drei Reifen der Grösse 11, 00 x 20, 10, 00 x 20 und 9, 00 x 20 herzustellen, so muss man drei versteifte Laufteile von der jeweils entsprechenden Breite L (11", 10" und 9") anferti- gen.
Der Grundkörper für die drei Grössen kann jedoch in einer einzigen Dimension hergestellt werden, nämlich hier in der mittleren von 10". Sie wird gemäss der Längsmittelebene XY in zwei Hälften 6d ge- teilt (Fig. 8). Dazu benutzt man eine Rotationsmaschine, deren Messer in der Zentrierungsrille 18 geführt ist. Diese Maschine weist keinerlei besondere Merkmale auf und ist in der Reifenindustrie für ähnliche Ar- beiten schon bekannt, so dass sich eine Beschreibung im einzelnen erübrigt.
Nach dem Aufschneiden verfügt man demgemäss über drei unterschiedliche, vulkanisierte Teile, nämlich den versteiften Laufteil 12 und die zwei Halbteile 6d.
Für den Reifen der Grösse 11, 00 x 20 (Fig. 9) nimmt man eine Lauffläche 12a in einer Breite V (Fig.
7), die einer Reifenbreite von 11"entspricht. Auf einer Breite K von vorzugsweise mindestens 5 cm (Fig.
8) rauht man ihre inneren Ränder sowie die äusseren Ränder jeder Halbteile 6d an und bestreicht sie mit vorzugsweise heissvulkanisierbarer Lösung. Die drei in dieser Weise vorbereiteten Teile werden dann mit- einander auf einem Montagekern zusammengefügt und man erhält so die vollständige Reifendecke mit einem Querschnitt L von 11", einem Stützdurchmesser D auf der Felge von 20" und einem HalbmesserR von 541 mm. Dank der Versteifung des Laufteils 12a beeinträchtigt die Unterbrechung des Grundkörpers über die Breite E die gesamte Festigkeit des Reifens nicht. Im Inneren des Reifens kann man im Zwischenraum E eine Füllgummischicht 22 anordnen.
Nachdem das Zusammenfügen beendet ist, legt man den Reifen z. B. in einen Autoklaven, in welchem die miteinander vereinten Teile untereinander durch Vulkanisation verschweisst werden. Wenn man eine Gummilösung benutzt hat, deren Vulkanisationstemperàtur unter derjenigen für jeden Einzelteil des Reifens liegt, so wird die Qualität der bereits vulkanisierten Gummischichten durch diese zweite Heizung in keiner Weise beeinträchtigt. Es ist im übrigen möglich, die ursprüngliche Heizung der verschiedenen Teile so auszuführen, dass die Vulkanisation erst bei der nachträglichen Heizung beendet wird. Es ist auch möglich, für das Zusammenfügen der einzelnen vorgefertigten Teile eine kaltvulkanisierende, handels- übliche Lösung zu benutzen, so dass eine zweite Heizung überflüssig ist.
Um einen Reifen der Grösse 10, 00 x 20 (Fig. 10) zu erhalten, nimmt man eine versteifte Lauffläche 12b in einer Breite V, die einer Reifenbreite von 10"entspricht. Die beiden Halbteile 6d sind die gleichen wie zur Herstellung der vorbeschriebenen Reifengrösse von 11, 00 x 20, da der Stützdurchmesser D auf der Felge (20") der gleiche ist. Das Zusammenfügen und die Heizung der drei Teile werden in ähnlicher Weise ausgeführt, wie im vorstehenden Fall. Der Abstand F zwischen den Rändern der beiden Halbteile ist hier praktisch Null, da man für die Herstellung eines Reifens von 10" Breite Halbteile benutzt, die durch Aufschneiden eines 10" breiten Grundkörpers entstanden sind. Die Trennfuge kann man mit einer Gummischicht 23 abdecken.
Um einen Reifen der Grösse 9, 00 x 20 (Fig. 11) herzustellen, nimmt man einen versteiften Laufteil 12c in der Breite V, die der Reifenbreite von 9"entspricht. Die beiden Halbteile 6d sind wieder die gleichen wie für den Reifen der Grösse 11, 00 x 20 und 10, 00 x 20 gemäss vorstehenden Ausführungen, da der Stützdurchmesser D auf der Felge wieder gleich 20"ist. Da die Reifenbreite geringer ist, als in den beiden vorstehend erwähnten Fällen, überlappen sich die beiden Enden der Halbteile um den Betrag G. In diesem Fall kann man das Zusammenfügen in der in Fig. 11 dargestellten Weise vornehmen, d. h. durch Überlappung ohne Werkstoffabnahme und vorzugsweise unter Verwendung einer Gummischicht abnehmender Stärke 24 an jedem Rande, um den Hohlraum auf der rechten Seite aufzufüllen und auf der linken Seite eine möglichst glatte Innenfläche zu erhalten.
Als Variante (Fig. 12) kann die Überlappung G abgestuft werden, so dass die Überstärke in der Zone G einen praktisch vernachlässigbaren Wert annimmt.
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Das Ausführungsbeispiel der Herstellungvon drei Reifendecken verschiedener Abmessungen zeigt, dass es möglich ist, mit einem Grundkörper von einheitlicher Abmessung Reifen mit verschiedenen Breiten herzustellen.
Gemäss der abgewandelten Ausführungsform nach Fig. 13 ist der Wulst 4, der mit dem Wulstring 5 versehen und durch Kordfäden 25 verstärkt ist, getrennt für sich konfektioniert und vulkanisiert, anschliessend mit dem Fussteil jeder Halbteile 6d vorzugsweise und wie dargestellt durch Einschieben, vereint. Dieses Verfahren wird vorteilhaft z. B. dann angewandt, wenn man den Wulst mit Verstärkungseinlagen und unter Verwendung von Gummimischungen herstellen will, die sich von denen des Grundkörpers unterscheiden. Es wird auch von Vorteil sein, wenn die gleichen Seitenwände verwendet werden sollen mit Wülsten, deren Gestalt und Abmessungen diejenigen der Felgen berücksichtigen, auf denen die Reifen montiert werden sollen (Maulweite J und Höhe h der Felgenränder, s. Fig. 1).
Das erfindungsgemässe Verfahren erlaubt es, die Abstufungen zwischen den Reifengrössen zu verringern,
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B.9" auf 10" und 11" sprang.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von Luftreifen, dadurch gekennzeichnet, dass zwei spiegelbildlich gleiche, vorvulkanisierte ringförmige Hälften des aus der in Gummilagen (1, 3) eingebetteten Karkasse (2) bestehenden Reifengrundkörpers (6) mit einem in an sich bekannter Weise durch Kordlagen od. dgl. (7, 8, 9) verstärkten und den Laufstreifen (11) enthaltenden Laufteil (12) zu einem vollständigen Reifen fest vereinigt werden.