DE102005061092A1

DE102005061092A1 - Verfahren zur Herstellung eines Fahrzeugluftreifens und danach gefertigter Fahrzeugluftreifen

Info

Publication number: DE102005061092A1
Application number: DE200510061092
Authority: DE
Inventors: Axel Neumann
Original assignee: Continental AG
Current assignee: Continental Reifen Deutschland GmbH
Priority date: 2005-12-21
Filing date: 2005-12-21
Publication date: 2007-06-28

Abstract

Die Erfindung offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines Fahrzeugluftreifens, bei dem zunächst ein Laufstreifen aus einer Kautschukmischung hergestellt und mit weiteren Reifenbauteilen zu einem Reifenrohling zusammengesetzt und in einer Vulkanisationsform zu einem fertigen Fahrzeugluftreifen vulkanisiert wird. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass nach Herstellung des Laufstreifens Einkerbungen in den Laufstreifen eingebracht werden und dass nach Einbringen der Einkerbungen in den Laufstreifen die Einkerbungen mit einem Material verfüllt werden, wobei das Material ein solches Material ist, welches vom Material des Laufstreifens abweichende Eigenschaften aufweist. Ferner beschreibt die Erfindung einen nach dem Verfahren hergestellten Fahrzeugluftreifen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Fahrzeugluftreifens gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Bei der Herstellung eines Fahrzeugluftreifens wird u. a. als Bauteil der so genannte Laufstreifen vorgefertigt, welcher zusammen mit den weiteren Bauteilen des Fahrzeugluftreifens zu einem Reifenrohling vereinigt und anschließend in einer Vulkanisationsform vulkanisiert wird. Die Herstellung des Laufstreifens, welcher später im Fahrbetrieb den Kontakt mit der Fahrbahn herstellt, umfasst das Extrudieren oder Kalandrieren eines kontinuierlichen Bandes aus Kautschukmaterial, das nach dem Extrudieren bzw. Kalandrieren weiteren Fertigungsschritten zugeführt wird, insbesondere das Schneiden und Ablängen entsprechen den vorgegebenen Maßen des Laufstreifens.

Der Laufstreifen kann aus einer einzigen Kautschukmischung bestehen oder aus mehreren Kautschukmischungen zusammengesetzt sein, insbesondere kann er eine so genannte „Cap" und eine so genannte „Base" aufweisen. Es sind auch bereits Fahrzeugluftreifen mit Laufstreifen bekannt geworden, die aus einer schichtartigen Abfolge verschiedener Kautschukmischungen bestehen. Derartige Fahrzeugluftreifen werden beispielsweise in der DE 36 10 662 A1 und der DE 100 14 892 A1 beschrieben. Den Vorteil einer derartigen Ausgestaltung sieht die DE 36 10 662 A1 u. a. darin, dass, insbesondere bei einem Winterreifen, die Laufflächenabschnitte jedes Blockes nicht einheitlich glatt, sondern griffig sind, so dass die Lauffläche insgesamt eine vergleichsweise große Anzahl greifender Kanten erhält. Ebenso wird in der DE 36 10 662 A1 als Vorteil einer derartigen schichtweise aufgebauten Ausgestaltung eines Fahrzeugluftreifens beschrieben, dass bei Schichtabfolgen von harten und weniger harten Kautschukmischungen sich Auswaschungen ergeben, welche zur Bildung einer möglichst großen Anzahl wirksamer Kanten, insbesondere für den Wintereinsatz führen sollen.

Zur Herstellung eines derart ausgestalteten Reifens schweigt sich die DE 36 10 662 aus. In der DE 100 14 892 A1 wird zur Herstellbarkeit eines ähnlich ausgestalteten Laufstreifens die Möglichkeit einer unvollständigen Durchmischung der Schichten und damit die Bildung eines Schichtaufbaus erwähnt.

Die Realisierung derartiger schichtweise aufgebauter Laufstreifen bereitete in der Praxis bislang Probleme, insbesondere im Hinblick auf eine kostengünstige Fertigung und auf eine stete Wiederholbarkeit der Ergebnisse. Denn bei einer aus der DE 100 14 892 A1 bekannten Lösung ist die exakte Reproduzierbarkeit der mäanderförmigen Schichten nicht gegeben.

Demgemäß hat sich der Erfinder die Aufgabe gestellt, ein Verfahren zur Herstellung eines Fahrzeugluftreifens zu entwickeln, mit dem ein Laufstreifen einfach und reproduzierbar hergestellt wird.

Die Aufgabe wird mit einem Verfahren gelöst, welches die Merkmale des Patentanspruchs 1 aufweist.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass sich die Aufgabe dadurch lösen lässt, dass der Laufstreifen nach dem Extrudieren bzw. Kalandrieren mit Einkerbungenn versehen wird, und dass nach dem Einbringen der Einkerbungen in diese ein Material eingebracht wird, welches von dem Material des Laufstreifens abweicht.

Die Aufgabe wird also auf überraschend einfache Art dadurch gelöst, dass in den Laufstreifenrohling Kerben eingebracht werden, die anschließend mit einem Material aufgefüllt werden, welches von dem Material des Laufstreifens abweicht.

Unter Kerben bzw. Einkerbungen sollen im Weiteren jegliche Arten von Vertiefungen verstanden werden, welche von einem Grund und Seitenwänden begrenzt, aber wenigstens nach oben hin offen sind und durch ein Werkzeug erzeugt sind. Die Einkerbungen können also Kanäle, Aussparungen, Fugen, Spalten oder Räumungen sein, wobei ihre Länge deutlich größer ist als deren Breite. Die Werkzeuge zur Erzeugung der Einkerbungen können messerartige Werkzeuge, Stempel oder spanabhebende Werkzeuge sein.

Als Material für diese Füllung kann je nach gewünschten Eigenschaften des Laufstreifens eine Vielzahl von Materialien verwendet werden. So ist es gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass ein Material verwendet wird, das sich mit dem Kautschuk des Laufstreifens während der Vulkanisation nicht verbindet.

Hierbei dient das in die Einkerbungen eingeführte Material als Trennmittel, das ein Zusammenkleben, also ein dauerhaftes Wiederverschließen der Einkerbungen, während der Vulkanisation verhindern soll. Hierdurch bleiben die Einkerbungen als solche auch nach Abschluß der Vulkanisation erhalten und übernehmen die Funktion von sonst bekannten FeinEinkerbungenn oder Lamellen beispielsweise eines Winterreifens.

Hierbei kann gemäß einer Weiterbildung vorgesehen sein, dass das Material Kreide, Kalk, Sand oder ein anderes vorzugsweise pulverförmiges Material ist, dass sich weder vor noch nach der Vulkanisation mit dem Kautschukmaterial des Laufstreifens verbindet. Hierbei wird gemäß einer Weiterbildung der Erfindung dieses Material, welches sich mit dem Kautschukmaterial des Laufstreifens nicht verbindet, nach der Vulkanisation aus den Einkerbungenn entfernt, beispielsweise durch Auswaschen, Ausblasen oder auf andere geeignete Art und Weise. Dies führt entsprechend dazu, dass die Einkerbungen auch nach Abschluss der Vulkanisation als solche im dann fertig ausvulkanisierten Reifen erhalten bleiben. Die Kanten an den Einschnittsgrenzen bilden dann wirksame Kanten, welche dem Reifen insbesondere bei Einsatz unter winterlichen Bedingungen zugute kommen. Hierbei können die Einkerbungen sehr fein ausgeführt sein, d. h., was gemäß einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen ist, mit einer Schnittbreite von 0,1 bis 0,8 mm, vorzugsweise von 0,2 bis 0,5 mm. Dies ist ein besonders überraschender und vorteilhafter Effekt der Erfindung, da sonst Feineinschnitte bzw. Lamellen in Winterreifen mit so genannten Lamellenblechen in der Vulkanisationsform während des Vulkanisiervorganges erzeugt werden. Hierbei stieß der Fachmann bislang an die Grenzen des Machbaren durch das Material der Lamellenbleche, so dass Feineinschnitte insbesondere in Winterreifen mit einer Feineinschnittbreite von unter 0,5 mm nicht realisierbar waren, jedenfalls nicht mit einem wirtschaftlich vertretbaren Aufwand.

Alternativ kann vorgesehen sein, dass ein Material verwendet wird, welches vom Kautschukmaterial des Laufstreifens abweicht, aber mit diesem durch die Vulkanisation verbindbar ist. Hierbei sind vornehmlich andere Kautschukmischungen denkbar, insbesondere Halobutyl, aber auch Materialien, welche gummiverträglich sind und sich mit diesem verbinden, wie Fasern, textile Fäden, pflanzliche Fasern, Farbpigmente, metallische Partikel oder andere Bestandteile.

Durch die Wahl der in die Einkerbungen eingebrachten Materialien, welche gummiverträglich sind, lässt sich auf an sich bekannte Art und Weise die Eigenschaft des gewünschten Fahrzeugluftreifens einstellen, wobei diese Einstellung durch das Einbringen der Materialien auf denkbare einfache und kostengünstige Art und Weise erfolgt. Denn insbesondere das Einmischen von Fasern und dergleichen in einen Laufstreifen bereitete bislang Probleme.

Kommt eine weitere Kautschukmischung in die Einkerbungen hinein, lassen sich Laufstreifen erzeugen, wie sie ähnlich in den bereits genannten Schriften beschrieben sind.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Laufstreifen, nachdem die Einkerbungen in diesen eingebracht wurden, über eine Rolle in einem Winkel zur Förderrichtung des Laufstreifens geführt wird, und dass das Material in einem Bereich in die Einkerbungen des Laufstreifens eingebracht wird, bei welchem die Einkerbungen im Einwirkungsbereich der Rolle liegen und am weitesten geöffnet sind, vorzugsweise in einem Winkel von 45° zur Förderrichtung des Laufstreifens. Wird nämlich der Laufstreifen über eine Rolle in einem Winkel zur Förderrichtung des Laufstreifens geführt, öffnen bzw. weiten sich die Einkerbungen derart, dass ein Einführen von Material in diese Einkerbungen, welche dann zu Spalten erweitert sind, denkbar einfach ist. Das Einführen des Materials in die Einkerbungen kann hierbei mit üblichen Applikationsvorrichtungen erfolgen, die an sich bekannt sind.

Insbesondere, wenn ein pulverförmiges Material verwendet wird, kann weiter vorgesehen sein, dass nach dem Einbringen des Materials in die Einkerbungen überschüssiges Material vom Laufstreifen abgebürstet wird.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Einkerbungen in einem Winkel von 5 bis 90°, vorzugsweise von 75 bis 90°, zur Längsachse des Laufstreifens in diesen eingeschnitten werden.

Werden die Einkerbungen in einem Winkel < 90° in den Laufstreifen eingebracht, kann in einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass die Rolle ballig ausgeführt ist, so dass auch hier ein Öffnen der Einkerbungen zum Einbringen des Materials gegeben ist.

Ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellter Fahrzeugreifen zeichnet sich dann entsprechend dadurch aus, dass er einen Laufstreifen aufweist, welcher Einkerbungen mit einer Breite von 0,1 bis 0,8 mm aufweist, welche entweder mit einem Material verfüllt sind, welches von dem Material des Laufstreifengummis abweicht, oder dass die Einkerbungen unverfüllt sind.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles in der Zeichnung näher beschrieben, in welcher dargestellt ist:
1 eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Verfahrens,
2 ein Detail eines nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Fahrzeugluftreifens,
3 einen Laufstreifen eines fertiggestellten Fahrzeugluftreifens, und
4 eine schematische Darstellung eines Verfahrensschrittes des erfindungsgemäßen Verfahrens.
In 1 ist schematisch das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Laufstreifens 1 dargestellt. Der Laufstreifen 1 besteht aus einer Kautschukmischung, welche zunächst durch einen Kalander oder einen Extruder geführt wird, wobei in 1 weder der Extruder noch der Kalander dargestellt sind. Nachdem der als kontinuierlicher Streifen ausgebildete Laufstreifen 1 den Kalander bzw. den Extruder verlassen hat, werden in die Oberfläche 2 des Laufstreifens 1 Einkerbungen 3 eingebracht, wobei die Einkerbungen 3 mit üblichen Werkzeugen, wie rotierenden Messern oder dergleichen, in den Laufstreifen 1 eingebracht werden können. Die Ausrichtung der Einkerbungen 3 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel senkrecht zur Oberfläche 2 bzw. zur Unterseite 4 des Laufstreifens 1. Abweichend vom in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist es jedoch auch im Rahmen der Erfindung, wenn die Einkerbungen 3 in einem anderen Winkel zur Oberfläche 2 bzw. Unterseite 4 des Laufstreifens 1 angeordnet sind. Die Schnittführung der Einkerbungen 3 erfolgt vornehmlich rechtwinklig zur Förderrichtung des Laufstreifens 1, welche mit dem Pfeil A angegeben ist. Es ist jedoch auch möglich, die Schnittrichtung abweichend von 90° zur Förderrichtung A auszuführen.
Nachdem die Einkerbungen 3 in den Laufstreifen 1 eingebracht wurden, läuft der Laufstreifen 1 über eine Rolle 5, deren Drehrichtung durch den Pfeil B angedeutet ist. Sobald der Laufstreifen 1 über die Rolle 5 läuft, öffnen sich die Einkerbungen 5 unter Bildung von Spalten 6. In diese wird das Material 7 eingefüllt, wobei das Material 7 durch eine größere Strichbreite in 1 angedeutet ist. Sobald der Laufstreifen 1 nach Verlassen der Rolle wieder in einer geraden Richtung verläuft, schließen sich die Spalten 6 und schließen das Material 7 ein. Nach Abschluss des Einfüllens des Materials 7 in Laufstreifen 1 wird mittels einer rotierenden Bürste überschüssiges Material von der Oberfläche des Laufstreifens 1 entfernt.
In 2 ist ein Detail eines Fahrzeugluftreifens dargestellt, welcher einen Laufstreifen aufweist, der mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt wurde. 2 zeigt einen Profilblock 9 eines Fahrzeugluftreifens, wobei der Profilblock 9 eine schichtartige Anordnung von unterschiedlichen Gummimaterialien 10 und 11 aufweist, wobei das Gummimaterial 10 aus dem Kautschukmaterial des Laufstreifens 1 hervorgegangen ist, und wobei das Gummimaterial 11 aus dem Material 7 hervorgegangen ist, welches in die Einkerbungen 3 des Laufstreifens 1 eingefüllt wurde.
Ein Detail eines Laufstreifens 1 eines Fahrzeugluftreifens 12 ist in 3 dargestellt. Bei diesen sind die Einkerbungen 3 mit einem Material 7 verfüllt, bei welchen es sich um einen weißfarbigen Gummi handelt. Dieser kann zu rein optischen Zwecken und zu Kontrastzwecken verwendet werden, es ist jedoch auch denkbar, dass ein heller Naturkautschuk in die Einkerbungen 3 eingefüllt wird, welcher von dem Kautschukmaterial des Laufstreifens 1 abweichende Eigenschaften hat, so dass die Gummimaterialien beispielsweise unterschiedliche Härten aufweisen.
In 4 ist ein Detail des Verfahrens dargestellt, nämlich das Einbringen der Einkerbungen 3 in den Laufstreifen 1 mittels eines speziellen Werkzeugs 13. Das Werkzeug 13 weist ein Raupenband 14 auf, welches mit einer Vielzahl von Stempeln 15 versehen ist, welche die Einkerbungen 3 in den Laufstreifen eindrücken. Ein Pfeil D deutet die Förderrichtung des Laufstreifens 1 an, während ein Pfeil E die Drehrichtung des Werkzeugs 13 darstellt. Die Stempel 15 können wie im gezeigten Auführungsbeispiel aus einem flexiblen Material bestehen, beispielsweise aus einem Polymer-Werkstoff. Die Stempel 15 können aber auch aus einem metallischen Werkstoff, wie Aluminium oder Stahlblech bestehen.

1: Laufstreifen
2: Oberfläche
3: Einkerbungen
4: Unterseite
5: Rolle
6: Spalte
7: Material
8: Bürste
9: Profilblock
10: Gummimaterial
11: Gummimaterial
12: Fahrzeugluftreifen
13: Werkzeug
14: Raupenband
15: Stempel
A: Pfeil
B: Pfeil
C: Pfeil
D: Pfeil
E: Pfeil

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Fahrzeugluftreifens, bei dem zunächst ein Laufstreifen (1) aus einer Kautschukmischung hergestellt und mit weiteren Reifenbauteilen zu einem Reifenrohling zusammengesetzt und in einer Vulkanisationsform zu einem fertigen Fahrzeugluftreifen vulkanisiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass nach Herstellung des Laufstreifens (1) Einkerbungen (3) in den Laufstreifen (1) eingebracht werden, und dass nach Einbringung der Einkerbungen (3) in den Laufstreifen (1) die Einkerbungen (3) mit einem Material (7) verfüllt werden, wobei das Material (7) ein solches Material ist, welches vom Material des Laufstreifens (1) abweichende Eigenschaften aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Material (7) ein solches ist, das mit dem Material des Kautschuk des Laufstreifens (1) während der Vulkanisation unverbindbar ist.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Material Kalk, oder Sand ist.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Material (7) nach der Vulkanisation aus dem Laufstreifen (1) entfernt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das vom Kautschukmaterial des Laufstreifens (1) abweichenden Material (7) während der Vulkanisation mit dem Material des Laufstreifens (1) verbunden wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Material (7) eine Kautschukmischung ist.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Kautschukmaterial (7) ein Halobutyl ist.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Material (7) aus Fasern, textilen Fäden, pflanzlichen Fasern, Farbpigmenten oder metallischen Partikeln besteht.
Verfahren wenigstens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einkerbungen (3) mit einer Schnittbreite von 0,1 bis 0,8 mm, vorzugsweise von 0,2 bis 0,5 mm, in den Laufstreifen (1) eingebracht werden.
Verfahren wenigstens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Laufstreifen (1), nachdem die Einkerbungen (3) in den Laufstreifen (1) eingebracht wurden, über eine Rolle (5) in einem Winkel zur Förderrichtung A des Laufstreifens (1) geführt wird, und dass die Einkerbungen (3) im Bereich der Rolle durch die Rotation der Rolle (5) zu Spalten (6) geöffnet werden, wobei in die Spalten (6) das Material (7) gefüllt wird.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Material (7) in die Spalten (6) eingefüllt wird, wenn sich der Laufstreifen (1) in einem Winkel von etwa 45° zur Förderrichtung A befindet.
Verfahren wenigstens nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass nach Einbringen des Materials (7) in die Spalten (6) überschüssiges Material von der Oberfläche (2) des Laufstreifens (1) abgebürstet wird.
Verfahren wenigstens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittrichtung der Einkerbungen (3) in einem Winkel von 5° bis 90°, vorzugsweise von 75° bis 90° beträgt.
Verfahren wenigstens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einkerbungen (3) in einem Winkel zur Längsachse des Laufstreifens (1) in diesen eingebracht werden, wobei die Einkerbungen (3) vorzugsweise in einem Winkel von 45° bis 90° zur Längsachse des Laufstreifens (1) in diesen eingebracht werden.
Verfahren wenigstens nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Rolle (5) ballig ausgeführt ist.
Fahrzeugluftreifen mit einem Laufstreifen (1), welcher durch ein Verfahren wenigstens nach Anspruch 1 hergestellt ist, dadurch gekennzeichnet, dass sein Laufstreifen Einkerbungen mit einer Breite von 0,1 bis 0,8 mm aufweist, welche mit einem Material (7) verfüllt sind, welches Eigenschaften aufweist, welche von den Eigenschaften des Materials des Laufstreifens (1) abweichen.
Fahrzeugluftreifen mit einem Laufstreifen (1), welcher gemäß einem Verfahren wenigstens nach Anspruch 1 hergestellt wurde, dadurch gekennzeichnet, dass der Laufstreifen (1) Einkerbungen mit einer Breite von 0,1 bis 0,8 mm aufweist.