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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Fahrzeugreifens aus Kunststoff, insbesondere Polyurethan, bei welchem in einem ersten Arbeitsgang ein Reifeninnenkörper gegossen wird und darauf beidseitig in Umfangsrichtung verlaufende, in sich geschlossene Wulstkerne angeordnet werden, worauf der Aussenmantel und die Lauffläche in wenigstens einem weiteren Arbeitsgang, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung einer in Umfangsrichtung wirkenden Zugarmierung, aufgebracht werden.
Ein Verfahren dieser Art ist z. B. aus der GB-PS Nr. 1, 246, 471 bekanntgeworden. Nun sind aber bei Fahrzeugreifen, insbesondere Fahrzeugreifen mit grossem Durchmesser für Nutzfahrzeuge, welche mit hohen Innendrücken zum Einsatz gelangen, an die Armierung hohe Anforderungen zu stellen, wenn verhindert werden soll, dass durch Deformationen des Materials des Reifens ein Lösen desselben von der Felge möglich wird. Unter extremen Beanspruchungen, besonders bei Reifen grosser Dimensionen, erscheint die Sicherung gegen Deformationen nicht ausreichend gewährleistet.
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein Verfahren zur Herstellung eines Fahrzeugreifens mit verbesserten Formbeständigkeits- und Laufeigenschaften zu schaffen, welches die Verwendung von Kunststoffreifen auch für grosse Reifendimensionen und relativ hohe Reifeninnendrücke ohne Gefahr sicherstellt. Zur Lösung dieser Aufgabe ist das erfindungsgemässe Verfahren im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass langgestreckte Armierungsglieder, wie beispielsweise Seile oder Drähte, um die in Abstand vom Reifeninnenkörper gehaltenen Wulstkerne herum und unter Umspannung der Peripherie des Reifeninnenkörpers von einem Wulstkern zum andern geführt werden, dass hierauf die Wulstkerne in ihrer Lage relativ zum Reifeninnenkörper gesichert werden und die
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werden.
Dadurch, dass die Wulstkerne, welche die Anpressung der Reifenseitenwände an die Felge gewährleisten sollen, als Verankerungsstellen für Armierungsglieder herangezogen werden, wird bei Kräften, welche im Sinne einer Aufweitung des Reifenquerschnittes wirken, eine besonders gute Anpressung an die Felge erzielt und es werden die auftretenden Deformationskräfte weitgehend gleichmässig über den Umfang des Reifens verteilt.
Das erfindungsgemässe Verfahren weist hiebei einen besonderen Vorteil für die Herstellung von Reifen besonders grosser Reifendimensionen auf, beispielsweise mit einem Aussendurchmesser in der Grössenordnung von 3, 5 m. Solche Reifen werden in der Regel mit Innendrücken von 5 bis 6 bar verwendet, woraus eine hohe Belastung des Reifenkörpers resultiert, welche in der Regel vom Kunststoffmaterial der Reifenwände allein nicht ohne weiteres ohne Gefahr grösserer Deformation aufgenommen werden kann. Vorzugsweise sind die verwendeten langgestreckten Armierungsglieder von Seilen oder Drähten gebildet. Es können im Rahmen der Erfindung auch textile Bänder oder langgestreckte Gewebe aus Kunststoff oder Stahl eingesetzt werden, um den fertigen Reifen die geforderten Festigkeitseigenschaften zu verleihen.
Die Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens wird dadurch erleichtert, dass der Reifeninnenkörper mit Aufnahmeprofilen für die Wulstkerne und über den Umfang des Reifeninnenkörpers verteilten Vranke- rungsgliedern zur Sicherung der Wulstkerne in ihrer Lage im Aufnahmeprofil ausgebildet wird.
Ein Reifenrohling, in welchem die Wulstkerne in geeigneter Weise festgelegt sind, kann in einfacher Weise in eine Form zum Aufbringen der Reifenseitenwand und Laufflächenteile des Reifens gebracht werden, und die Festlegung der Wulstkerne erfolgt bevorzugt dadurch, dass die Verankerungsglieder von Seilen oder Drähten gebildet werden, welche in die Form zum Giessen des Reifeninnenkörpers eingelegt werden und deren freie Enden über den Aussenumfang des Reifeninnenkörpers vorragen.
Die freien Enden derartiger Verankerungsglieder können in einfacher Weise unter Einschliessen der Wulstkerne miteinander, beispielsweise durch Knoten, verbunden werden, wodurch sich die Festlegung der Wulstkerne ergibt.
Die Verankerungsglieder zur Sicherung der Wulstkerne können in besonders einfacher Weise als Vorsprünge des Reifeninnenkörpers ausgebildet sein, hinter welchen die Wulstkerne verrastet werden.
Zum Einbringen der Armierungsglieder wird das erfindungsgemässe Verfahren vorzugsweise
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ter jedoch bereits dann entfernt, wenn ein Armierungsglied an der Stelle des Abstandhalters um den Wulstkern herumgeführt wird, da auf diese Weise die gewünschte Spannung der Armierungsglie- der genau festgelegt werden kann.
An Stelle der Verwendung von Abstandhaltern kann bei der Herstellung von Reifen, bei welchen der Innenkörper seitlich in einem Bereich mit einem gegenüber dem Bereich der Anordnung der Wulstkerne grösseren Radius über die Aufnahmestelle des Wulstkernes vorgewölbt ist, erfindungs- gemäss so vorgegangen werden, dass wenigstens ein Wulstkern zunächst in einem Abstand von der
Aussenfläche des Innenkörpers angeordnet wird, in welchem die kürzeste Verbindung über die Peripherie des Reifeninnenkörpers zum andern Wulstkern gleich lang ist wie die kürzeste Verbindung der Wulstkerne über die Peripherie des Reifeninnenkörpers im an der Aussenseite des Reifeninnenkörpers festgelegten Zustand derselben, und dass hierauf die Wulstkerne nach Umschliessen durch die Armierungsglieder an der Aussenseite des Reifeninnenkörpers festgelegt werden.
Eine derartige Anordnung der Wulstkerne erlaubt es, die Spannung der Armierungsglieder in einer Lage im Abstand von der Aussenfläche des Reifeninnenkörpers einzustellen, und diese Spannung entspricht dann genau der Spannung, die nach dem Festlegen der Wulstkerne an der Aussenseite des Reifenkörpers auftreten soll. Durch diesen grossen Abstand zwischen Reifeninnenkörper und Wulstkern können auch Spulen mit dem aufgewickelten Armierungsglied um den Wulstkern herumgeführt werden, und es wird auch der Einsatz einfacher Maschinen zu diesem Zweck möglich.
Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens wird so vorgegangen, dass das Armierungsglied, ausgehend von einem Wulstkern unter Ausbildung einer Schlinge, zurückgebogen wird, dass die Schlinge um den andern Wulstkern herumgeführt und das freie Ende des Armierungsgliedes unter Ausbildung eines Knotens durch die Schlinge hindurchgesteckt und wieder zum ersten Wulstkern zurückgeführt wird und dass dieses Verfahren bis zur Rückkehr an den Ausgangspunkt über den Umfang des Wulstkernes durchgeführt wird, worauf gegebenenfalls vorstehende Enden der Armierungsglieder abgeschnitten werden. Auf diese Weise werden mit jedem Schlag zwei parallel zueinander und quer zur Umfangsrichtung verlaufende Armierungsglieder aufgebracht, wodurch die für das Einbringen der Armierungsglieder erforderliche Zeit wesentlich verkürzt werden kann.
Im Rahmen der Erfindung kann vorzugsweise aber auch so vorgegangen werden, dass ausserhalb und/oder oberhalb wenigstens eines Wulstkernes konzentrisch zum Wulstkern ein an einer Stelle offener Ring angeordnet wird, dessen kleinster Innendurchmesser den Aussendurchmesser der Wulstkerne übersteigt, dass eine Schlinge des Armierungsgliedes über die Peripherie des Reifeninnenkörpers zwischen Reifeninnenkörper und Wulstkern hindurchgeführt und um den Wulstkern herumgeführt
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aufgesteckt und jede weitere Schlinge des Armierungsgliedes auf das andere freie Ende des Ringes aufgesteckt und über den Umfang des Ringes zur vorangehenden Schlinge vorgeschoben wird, worauf das Verfahren bis zum Erreichen des freien Ringendes fortgesetzt wird und gegebenenfalls vorstehende Enden des Armierungsgliedes abgeschnitten werden.
Auf diese Weise ist ein besonders rasches Einbringen der Armierungsglieder ermöglicht. Die Armierungsglieder können hiebei am Ringwulst oder dem zusätzlichen Ring Mann an Mann liegen, oder aber in vorgegebenen Abständen über den Umfang der Wulstkerne bzw. des Ringes verteilt angeordnet werden, je nachdem, welche Eigenschaften dem nach dem Verfahren hergestellten Reifen vermittelt werden sollen. Es ist möglich, als Armierungsglieder Seile aus Kevlar oder Acetatseide zu verwenden. Es können erfindungsgemäss aber auch Stahlseile und, wie eingangs erwähnt, textile Bänder zum Einsatz gelangen.
Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In diesen zeigen :
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maische Darstellung der Führung der Armierungsglieder, Fig. 4 schematisch einen Teilschritt des erfindungsgemässen Verfahrens zur Festlegung der Armierungsglieder, Fig. 5 einen Teilschnitt des Reifeninnenkörpers analog der Darstellung der Fig. 1 vor Einbringen der Armierungsglieder mit eingelegten Abstandhaltern, Fig. 6 eine schematische Darstellung der Wulstkerne, bei welcher ein Umschlingen der Wulstkerne in Abstand von der Aussenfläche des Reifeninnenkörpers ermöglicht ist,
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schnitt durch einen erfindungsgemässen Reifen mit mehreren Wulstkernen, Fig. 9 schematisch eine weitere Art der Festlegung der Armierungsglieder, und Fig. 10 einen Querschnitt durch ein Verbin-
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In Fig.
1 ist der Reifeninnenkörper --1-- dargestellt, der aus Polyurethan gegossen ist. Die Wulstkerne --2-- sind von Armierungsgliedern --3-- umgriffen. Der Reifen --4-- wird durch Auf- bringen der Reifenseitenwandteile --5-- und der Lauffläche --6-- vervollständigt. Die Wulstkerne - sind in Aufnahmeprofilen --7-- des Reifeninnenkörpers --1-- angeordnet und die Armierungs- glieder --3-- sind, wie in Fig. 2 verdeutlicht ist, abwechselnd um die beiden Wulstkerne --2-- zu beiden Seiten des Reifeninnenkörpers --1-- herumgeführt. Der Wulstkern --2-- ist hiebei von einem in sich geschlossenen verwundenen Stahlseil oder einem Kunststoffseil, beispielsweise Poly- amidseil, gebildet und auch die Armierungsglieder --3-- sind von Kunststoffseilen oder Drähten gebildet.
Die Armierungsglieder --3-- verlaufen hiebei von einem Wulstkern --2-- ausgehend über die Peripherie des Reifeninnenkörpers zum andern Wulstkern --2-- und werden von diesem wieder zum ersten Wulstkern --2-- zurückgeführt.
In Fig. 3 und 4 ist die Befestigung der Armierungsglieder --3-- nach Umschlingen der Wulst- kerne --2-- mittels eines zusätzlichen Ringes --8-- dargestellt. Der Aussendurchmesser a dieses Ringes --8- ist grösser als der Innendurchmesser b der Wulstkerne --2--. Das Armierungsglied wird zu einer Schlinge gelegt, so dass über die Peripherie des Reifeninnenkörpers jeweils zwei Bahnen des Armierungsgliedes --3-- gleichzeitig geführt werden und die Schlinge --9-- des Armierungsgliedes wird auf das eine Ende --10-- des --10-- des Ringes --8-- aufgesteckt.
Nach Spannen des Armierungsgliedes --3-- in dieser Lage werden weitere Schlingen --9-- des Armierungsgliedes --3-- jeweils auf das andere Ende --11-- des Ringes aufgesteckt und in Richtung des Pfeiles --12-- längs des Ringes herumgeführt und in Anlage an die erste Schlinge --9-- des Armierungsgliedes --3-- gebracht. Es ergibt sich dabei die in Fig. 3 schematisch dargestellte Führung des Armierungsgliedes - im Querschnitt.
Nach vollständigem Herumführen weiterer Schlingen --9--, ausgehend vom Ende --10-- des Ringes --8-- bis zum Ende --11-- des Ringes --8--, ist der Reifen über seine Peripherie zur Gänze bis auf den schmalen freien Bereich zwischen den Enden --10 und 11-des Ringes --8-- von den Armierungsgliedern --3-- umspannt, worauf zur Fertigstellung des Reifens noch die Aussenwandbereiche und die Lauffläche --6-- aufgebracht werden. Gegebenenfalls kann unterhalb der Lauffläche --6-- noch ein in Fig. 1 nicht dargestelltes, in Umfangsrichtung verlaufendes, zusätzliches, in sich geschlossenes Armierungsband eingebracht werden, wodurch die Stabilität des Reifens gegen Aufweiten weiter erhöht wird.
In Fig. 5 sind zwischen den Wulstkernen --2-- und dem Reifeninnenkörper --1-- Abstandhalter - dargestellt, welche immer dann, wenn die Armierungsglieder --3-- beim Umgreifen der Wulstkerne --2-- an diese Abstandhalter --13-- herankommen, herausgezogen werden.
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6- zur einen Seite des Reifeninnenkörpers --1-- bis zur Lage --2'-- des Wulstkernes zur andern Seite des Reifeninnenkörpers --1--, identisch ist dem Abstand zwischen den Wulstkernen --2--, d. h. wenn beide Wulstkerne an der Aussenseite des Reifeninnenkörpers anliegen. In Fig. 6 sind weiters Verankerungsglieder --14-- dargestellt, welche beim Giessen des Reifeninnenkörpers --1-- in das Material des Reifeninnenkörpers --1-- eingebettet werden.
Die beiden Enden der Verankerungsglieder - werden beispielsweise durch Knoten --15-- unter Einschliessung der Wulstkerne --2-- verbunden, wodurch die Wulstkerne --2-- in ihrer Anlagestellung an den Reifeninnenkörper gehalten werden. Die Festlegung der Wulstkerne --2-- durch Verankerungsglieder erfolgt selbstverständlich auch bei den Darstellungen gemäss den Fig. 3, 4 oder 5. Die Verankerungsglieder sind jedoch aus gründen der Übersichtlichkeit in diesen Zeichnungen nicht dargestellt.
Die Durchführung des Verfahrens, wie es schematisch in Fig. 6 dargestellt ist, ist selbstverständlich nur dann möglich, wenn der Innenkörper-l-in einem Bereich --16-- mit grösserem Radius als dem Bereich --17--, in welchen das Aufnahmeprofil für den Wulstkern --2-- vorgesehen
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ist, seitlich über den Bereich --17-- in Richtung des Pfeiles --18-- vorgewölbt ist. Nur unter dieser Bedingung ist nämlich ein Abstand c von der Längsmittelebene --19-- des Reifeninnenkörpers auffindbar, welcher der Bedingung genügt, dass die Länge d des Armierungsgliedes --3-- identisch ist der Länge des Armierungsgliedes zwischen den beiden Wulstkernen --2-- im an der Aussenseite des Reifeninnenkörpers --1-- festgelegten Zustand.
Das Verfahren kann in einfacher Weise so durchgeführt werden, dass ein Armierungsglied in Form einer Schlinge --9-- zwischen der Aussenseite des Reifeninnenkörpers --1-- und dem Wulst- kern --2-- hindurchgeführt und um den Wulstkern --2-- herumgeführt wird, worauf das freie Ende des Armierungsgliedes --3-- durch die Schlinge --9-- hindurchgesteckt wird. Hiedurch ergibt sich jeweils ein Knoten um den Wulstkern. Diese Ausführungsform ist unmittelbar verständlich und daher nicht in den Zeichnungen dargestellt.
Die Armierungsglieder --3-- sind als Kevlar-bzw. Acetatseidedrähte oder-seile ausgebildet.
In Fig. 7 ist ein Reifeninnenkörper --20-- im Schnitt dargestellt, welcher an seinem Aussenumfang ein Aufnahmeprofil --21-- für einen Wulstkern --2-- aufweist. Dieses Aufnahmeprofil --21-wird nach aussen durch einen nasenartigen Vorsprung --22-- begrenzt und die Wulstkerne --2-können nach dem Verbinden, beispielsweise durch Umschlingen und zu einem Knotenknüpfen des Armierungsgliedes --3-- in das Aufnahrneprofil --21-- eingepresst werden, wobei sie hinter dem nasenförmigen Vorsprung-22-- einrasten. Die Verbindung der Wulstkerne --2-- mit den Armierungs- liedern-3-kann bei dieser Ausführung in besonders einfacher Weise durch hakenartige Verbinjungsglieder erzielt werden.
In Fig. 8 sind mehrere Wulstkerne --23, 24 und 25-- vorgesehen, welche bei der Darstellung ; emäss Fig. 8 gleichen Durchmesser aufweisen und nebeneinander liegen. Die Ausbildung kann selbst- verständlich auch so getroffen sein, dass mehrere Wulstkerne übereinander oder in anderer Weise ungeordnet werden. Bei dieser Ausbildung werden die Armierungsglieder --3-- abwechselnd um die einzelnen Wulstkerne --23, 24 und 25-- herumgeführt. Die Reifenaussenwand ist hier mit --26-- und der Reifeninnenkörper mit --27-- bezeichnet.
In Fig. 9 sind einzelne Armierungsglieder --3-- dargestellt, welche unter Ausbildung einer Schlinge --9-- gefaltet wurden. Die Schlingen --9-- werden in Haken --28-- eines im wesentlichen C-förmig gebogenen Hakenprofilteiles --29-- eingelegt. Das andere Ende dieses hakenförmigen Profilteiles --29-- ist zur Ausbildung eines Hakens --30-- zurückgebogen, welcher den Wulstkern --2-umgreift. In Fig. 10 ist das als Hakenprofilteil ausgebildete Verbindungsglied --29-- im Querschnitt dargestellt. Der untere Bügel --30-- dieses hakenförmigen Verbindungsgliedes umgreift den Wulstkern --2-- und in die obere hakenförmige Abbiegung --28-- kann das Armierungsglied --3-- eingelegt werden. Die Ausbildung des hakenförmigen Profilteiles --29-- kann selbstverständlich auch eine S-förmige Biegung aufweisen.
Als Kunststoffe für die Herstellung des erfindungsgemässen Fahrzeugreifens kommen neben dem bevorzugt genannten Polyurethan auch 6, 6-Polyamide, PVC, Polyäthylen od. dgl. bzw. spritzoder giessbare Gummimischungen in Frage, wobei die Verwendbarkeit dieser Kunststoffe sich vor allem durch die entsprechende Armierung ergibt.
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