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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Fahrzeugreifen bei dem eine Spulbandage auf einem Reifenrohling aufgespult wird.
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Bei Fahrzeugreifen werden sogenannte Spulbandagen oberhalb des Reifengürtels eingesetzt. Die Spulbandage besteht aus einem Elastomermaterial, in dem übliche Festigkeitsträger eingebettet sind, die aus Nylon-, Armamid- oder Hybrid-Materialien (Nylon und Aramid) bestehen. Sie wird bei der Herstellung von Reifenrohlingen über den Reifengürtel gespult. Die Spulbandage hat die Aufgabe durch eine Versteifung des Reifens im sogenannten Crown-Bereich die Hochgeschwindigkeitstauglichkeit zu verbessern. Durch die Bandagen-Konstruktionen wird auch die Bodenaufstandsfläche in Form oder Größe verändert. Dies beeinflusst die Fahreigenschaften nahe dem Grenzbereich, hauptsächlich bei Sportwagen und leistungsstarken Limousinen, negativ.
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Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bereitzustellen, mit dem eine verbesserte Reifenkonstruktion erreicht wird. Insbesondere sollen die Vorteile der Hochgeschwindigkeitstauglichkeit beibehalten werden, ohne dass die Nachteile im Grenzbereichs-Handling auftreten.
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Gelöst wird die Aufgabe durch ein Verfahren mit folgenden Schritten:
- a) Herstellung eines Reifenrohlings mit einer Reifenkarkasse, Seitenwände, Reifenwülsten mit einer oder mehreren Reifenaufbautrommeln,
- b) Anordnen und Verbinden eines Reifengürtels koaxial zur Reifenkarkasse,
- c) Aufbringen einer Spulbandage über der zweiten Gürtellage,
- d) wobei der Spulprozess mit mindestens zwei Spulköpfen erfolgt und die Spulbandage Festigkeitsträger umfasst,
- e) wobei der Spulprozess mit jedem Spulkopf jeweils von dem mittleren Bereich des Reifengürtels beginnt und über einen Aufspulvorgang die Spulbandage bis zu den Rändern des Reifengürtels geführt wird,
- f) wobei beim Spulprozess eine Variation in der Vorspannung in einem Bereich zwischen mindestens 15 N und maximal 100 N der aufzuspulenden Spulbandage erfolgt,
- g) wobei der Fahrzeugreifens durch den Aufspulvorgang auf der Seite der Innenschulter eine signifikant höhere Struktursteifigkeit besitzt als auf der Seite der Außenschulter des Fahrzeugreifens,
- h) Aufbringen des Laufstreifens am Reifenrohling,
- j) Fertigstellung des Fahrzeugreifens mit einem konventionellen Herstellungsverfahren.
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Ein Vorteil der Erfindung ist insbesondere darin zu sehen, dass durch das erfindungsgemäße Verfahren der Konflikt zwischen Hochgeschwindigkeitseigenschaften und Handling der Fahrzeugreifen wesentlich verbessert werden. Durch die gemäß dem Hauptanspruch aufgebrachte Spulbandage können sich die Reifenkontur und die Bodenaufstandsfläche den Fahrzuständen, insbesondere bei Kurvenfahrten, optimal anpassen. Durch die asymmetrische Veränderung der Reifenkontur wird erstens die Bodenaufstandsfläche der Reifeninnenseite unter Sturz für die Hochgeschwindigkeitsfestigkeit optimiert und zweitens wird damit die Reifenaußenseite zur Übertragung hoher Querkräfte verbessert. Dadurch wird ebenfalls ein verbessertes Abriebbild am Reifenprofil erzeugt, die mit einer längeren Laufleistung des Fahrzeugreifens verbunden ist. Die asymmetrische Reifenkontur wird insbesondere dadurch erzeugt, dass der Fahrzeugreifen auf der Seite der Innenschulter eine signifikant höhere Struktursteifigkeit besitzt als auf der Außenschulter des Fahrzeugreifens. Diese höhere Struktursteifigkeit wird durch die entsprechend aufgebrachte Spulbandage erzeugt.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass bei Schritt f) der Spulprozess im mittleren Bereich des Gürtel mit eine Vorspannung zwischen 30 N und 70 N, vorzugsweise 50 N, erfolgt, wobei die auf die Spulbandage einwirkende Vorspannung bis zur Außenschulter hin auf eine Vorspannung von zwischen 15N und 40 N, vorzugsweise 25 N reduziert wird. Auf diese Weise wird die Struktursteifigkeit im Bereich der Außenschulter signifikant reduziert und die Handlingseigenschaften des Fahrzeugreifens auf einfache Weise verbessert.
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In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass bei Schritt f) der Spulprozess im mittleren Bereich des Gürtel mit eine Vorspannung zwischen 30 N und 70 N, vorzugsweise 50 N, erfolgt, wobei die auf die Spulbandage einwirkende Vorspannung bis zur Innenschulter hin auf eine Vorspannung von zwischen 60N und 100 N, vorzugsweise 75 N erhöht wird. Auf diese Weise wird diese Struktursteifigkeit im Bereich der Innenschulter für eine gute Hochgeschwindigkeitsleistung des Fahrzeugreifens auf einfache Weise erhöht.
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In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Reduzierung oder das Erhöhen der auf die Spulbandage einwirkenden Vorspannung kontinuierlich erfolgt. Dadurch ergeben sich keine Sprünge im Hinblick auf die Struktursteifigkeit des Fahrzeugreifens.
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In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass zwei unterschiedliche Spulbandagen über die Gürtellage aufgespult werden,
wobei die der Außenschulter zugeordneten Spulbandage eine um den Faktor 0,3 bis 0,8 geringere Festigkeit aufweist als die der Innenschulter zugeordneten Spulbandage. Auf diese Weise lässt die Struktursteifigkeit des Fahrzeugreifens im Bereich der Außenschulter auf einfache Weise reduzieren.
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In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die unterschiedlichen Festigkeitseigenschaften der beiden Spulbandagen durch eine unterschiedliche Fadenstärke, unterschiedliche Faden-Anzahl und/oder einen unterschiedlichen Fadentwist realisiert wird.
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Dadurch lässt sich auf einfache Weise eine beliebige Festigkeitseigenschaft für die Spulbandage einstellen.
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In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass bei Schritt f) der Spulprozess im mittleren Bereich des Gürtel mit eine Vorspannung von ca. 15 N erfolgt,
wobei die auf die Spulbandage einwirkende Vorspannung bis zur Außenschulter und Innenschulter hin auf eine Vorspannung von ca. 75 N erhöht wird. Ein entsprechendes Ausführungsbeispiel ist in der 2 dargestellt.
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In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass auf der Seite der Innenschulter eine doppellagige Spulbandage zur Festigkeitssteigerung angeordnet ist,
wobei die doppellagige Spulbandage das äußere Drittel, vorzugsweise 10 bis 15 %, bezogen auf die gesamte Spulbandagenbreite überspannt. Dadurch wird die Struktursteifigkeit im Bereich der Innenschulter des Fahrzeugreifens auf einfache Weise erhöht. Ein entsprechendes Ausführungsbeispiel ist in der 3 dargestellt.
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In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass auf der Seite der Innenschulter eine überlappende Spulbandage zur Festigkeitssteigerung angeordnet ist,
wobei die überlappende Spulbandage das äußere Drittel, vorzugsweise 10 bis 15 %, bezogen auf die gesamte Spulbandagenbreite überspannt. Dadurch lässt sich die Struktursteifigkeit des Fahrzeugreifens auf einfache Weise anpassen.
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In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass bei Schritt f) eine Vorspannung in einem Bereich zwischen 15 N und 40 N der aufzuspulenden Spulbandage appliziert wird.
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Ein Ausführungsbeispiel ist in der 3 dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird beim gesamten Aufspulprozess vorzugsweise eine Vorspannung von 25N appliziert.
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Anhand eines Ausführungsbeispiels soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigt:
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1–3: verschiedene Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens
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Die 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens.
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Der Reifengürtel 1 ist schematisch als durchgehender Strich dargestellt. Die Spulbandage 2 und 3 wird über gesamte Gürtelbreite des Reifengürtels 1 auf den Reifenrohling aufgespult. Der Gürtel 1 und die beiden Spulbandagen 2 und 3 sind in einer Radialschnittansicht dargestellt, wobei sich auf der linken Seite die Außenschulter 5 und auf der rechten Seite die Innenschulter 6 befindet. Die axiale Reifenmitte befindet sich im mittleren Bereich, von wo aus der Spulprozess jeweils beginnt. Der linke Spulkopf wird am Startpunkt 7 angesetzt, wobei in diesem Bereich eine Vorspannung von ca. 50N (Newton) auf die Spulbandage aufgebracht wird. Anschließend bewegt sich der linke Spulkopf nach links zur Außschulter des Reifenrohlings, wobei kontinuierlich die Vorspannung bis auf den Wert von 25N herabgesetzt wird. Der rechte Spulkopf wird ebenfalls an der axialen Reifenmitte am Startpunkt 9 angesetzt, wobei eine Vorspannung von ca. 50N aufgebracht wird. Anschließend bewegt sich der rechte Spulkopf nach rechts zur Innenschulter 6 hin. Bei diesem Spulprozess wird die Vorspannung kontinuierlich bis auf den Wert von 75N am Endpunkt 10 erhöht. Durch diese besondere Art des Aufbringens der Spulbandage 2 und 3 wird im Bereich der Außenschulter die Struktursteifigkeit des Fahrzeugreifens deutlich verringert, wohingegen sie auf der gegenüberliegenden Seite im Bereich der Außenschulter 6 entsprechend erhöht wird. Der Fahrzeugreifen weist dadurch insbesondere verbesserte Hochgeschwindigkeitseigenschaften, insbesondere bei Kurvenfahrten auf.
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Die 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem im Wesentlichen das Material der beiden Spulbandagen 2 und 3 unterschiedlich gewählt wird. Die Spulbandage 2 besteht beispielsweise aus einem dünnen Hybridmaterial, wohingegen bei der Spulbandage 3 ein dickes Hybridmaterial eingesetzt wird. Die Festigkeitseigenschaften der Spulbandagen sind so gewählt, dass die rechte Spulbandage 3 höhere Festigkeitseigenschaften aufweist als die linke Spulbandage 2, die geringere Festigkeitseigenschaften aufweist. Die geringeren Festigkeitseigenschaften werden beispielsweise durch eine geringere Fadendicke oder aber Fadendichte erzielt. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel hat der Fahrzeugreifen im Bereich der Innenschulter 6 eine höhere Struktursteifigkeit als im Bereich der Außenschulter 5. Die im Startpunkt 7 aufgebrachte Vorspannung liegt bei etwa 15N. Anschließend wird der linke Spulkopf nach links zur Außenschulter 5 bewegt, wobei im Endpunkt 8 eine Vorspannung von ca. 75N aufgebracht werden. Mit dem rechten Spulkopf wird im Startpunkt 9 ebenfalls eine Vorspannung von ca. 15N aufgebracht. Anschließend bewegt sich der rechte Spulkopf zur Innenschulter 6 hin, wobei im Endpunkt 10 eine Vorspannung von 75N aufgebracht werden.
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Die 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem auf der rechten Seite im Bereich der Innenschulter 6 eine doppellagige oder überlappende Spulbandage über dem Gürtel 1 vorgesehen ist. Im Bereich 11 ist eine doppellagige oder überlappende Spulbandage 12 über der rechten Spulbandage 3 vorgesehen. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist wiederum eine Spulbandage 2 und eine Spulbandage 3 vorgesehen, wobei beide Spulbandagen über die gesamte Gürtelbreite mit einer Vorspannung von ca. 25N aufgebracht wird. Die höhere Struktursteifigkeit wird bei diesem Ausführungsbeispiel durch die doppellagige Spulbandage im Bereich der Innenschulter 6 realisiert. Die höhere Struktursteifigkeit im Bereich der Innenschulter verbessert die Hochgeschwindigkeitseigenschaften des Fahrzeugreifens.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Reifengürtel
- 2
- linke Spulbandage (der Außenschulter zugeordnet)
- 3
- rechte Spulbandage (der Innenschulter zugeordnet)
- 4
- axiale Reifenmitte
- 5
- Außenschulter
- 6
- Innenschulter
- 7
- Startpunkt des linken Spulkopfes
- 8
- Endpunkt des linken Spulkopfes
- 9
- Startpunkt des rechten Spulkopfes
- 10
- Endpunkt des rechten Spulkopfes
- 11
- Bereich mit doppellagiger oder überlappender Spulbandage
- 12
- doppellagige oder überlappende Spulbandage
