DE102016221267A1 - Solid rubber tires and method for producing a solid rubber tire - Google Patents
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Abstract
Vollgummireifen, welcher zumindest ein Sensorelement (5) enthält und einen Laufflächenteil (2), seitliche Reifenflanken (4) und einen Grundkörper (1) aus einem mit einer Felge in Kontakt kommenden Bodenteil (1a) und einem radial äußeren Elastikteil (1b) aufweist, wobei der Bodenteil (1a) im Bereich seiner Unterseite ein verstärkendes Insert (3) enthält.Das zumindest eine Sensorelement (5) ist radial außerhalb des und in Kontakt mit dem Insert (3) oder radial innerhalb des Inserts (3), an der Unterseite des Bodenteils (1a) frei liegend, angeordnet.A solid rubber tire which comprises at least one sensor element (5) and has a tread part (2), lateral tire sidewalls (4) and a base body (1) comprising a bottom part (1a) which comes into contact with a rim and a radially outer elastic part (1b), the at least one sensor element (5) being radially outside of and in contact with the insert (3) or radially inside the insert (3) at the bottom the bottom part (1 a) lying freely arranged.
Description
Die Erfindung betrifft einen Vollgummireifen, welcher zumindest ein Sensorelement enthält und einen Laufflächenteil, seitliche Reifenflanken und einen Grundkörper aus einem mit einer Felge in Kontakt kommenden Bodenteil und einem radial äußeren Elastikteil aufweist, wobei der Bodenteil im Bereich seiner Unterseite ein verstärkendes Insert enthält.The invention relates to a solid rubber tire which contains at least one sensor element and a tread part, side tire flanks and a base body made of a coming into contact with a rim bottom part and a radially outer elastic member, wherein the bottom part in the region of its underside contains a reinforcing insert.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines zumindest ein Sensorelement enthaltenden Vollgummireifens aus einem Grundkörper, einem Laufflächenteil und seitlichen Reifenflanken, wobei der Grundkörper einen mit einer Felge in Kontakt kommenden, ein verstärkendes Insert aufweisenden Bodenteil und einen radial äußeren Elastikteil aufweist, mit folgende Verfahrensschritten:
- a) auf einer Wickelaufnahme wird zumindest eine Lage einer für den Bodenteil vorgesehenen Kautschukmischung und auf diese das verstärkende Insert aufgebracht,
- b) der Bodenteil wird durch ein Wickeln weiterer Lagen von Kautschukmischung fertig aufgebaut,
- c) der Elastikteil wird durch mehrlagiges Wickeln einer kalandrierten oder extrudierten Kautschukmischung aufgebaut,
- d) der aufgebaute Grundkörper wird mit dem Laufflächenteil und den Reifenflanken versehen und anschließend vulkanisiert.
- a) on a winding receptacle, at least one layer of a rubber compound intended for the bottom part is applied and on this the reinforcing insert,
- b) the bottom part is finished by winding further layers of rubber mixture,
- c) the elastic part is constructed by multilayer winding a calendered or extruded rubber mixture,
- d) the constructed body is provided with the tread part and the tire walls and then vulcanized.
Rohlinge für Vollgummireifen werden gemäß dem Stand der Technik in einem Aufbauverfahren gefertigt, bei dem einzelne kalandrierte Kautschukmischungen für den Bodenteil, den Elastikteil und den Laufflächenteil nacheinander mehrlagig auf einer Wickelvorrichtung, einer Wickelaufnahme, gewickelt werden und die seitlichen Reifenflanken angedrückt werden. Anschließend wird der fertig aufgebaute Reifenrohling in einer Heizform vulkanisiert, die im Laufflächenteil die gegebenenfalls vorgesehene Profilierung einprägt und dem Vollgummireifen die gewünschten Außenkonturen verleiht. Beim Vulkanisieren, d.h. der Umwandlung der Kautschukmischungen in vulkanisierten Gummi, finden massive und nicht beeinflussbare Fließprozesse der Kautschukmischungen statt.Blanks for solid rubber tires are manufactured according to the prior art in a build-up process in which individual calendered rubber mixtures for the bottom part, the elastic part and the tread part are successively wound in multiple layers on a winding device, a winding receptacle, and the side tire sidewalls are pressed. Subsequently, the ready-built green tire is vulcanized in a heating mold, which impresses the optionally provided profiling in the tread part and gives the solid rubber tires the desired outer contours. When vulcanizing, i. the conversion of the rubber mixtures into vulcanized rubber, massive and uncontrollable flow processes of the rubber mixtures take place.
Bei dem aus der
Sensorelemente in Vollgummireifen sind von großem Interesse, da mit diesen insbesondere der „Produktlebenszyklus“, also die Reifenqualität, der meistens sehr teuren und aufwändig herzustellenden Vollgummireifen überwacht werden kann. Besonders problematisch ist nun der Einbau bzw. die Platzierung derartiger Sensorelemente in den Reifenrohling. Insbesondere die erwähnten Fließprozesse während der Vulkanisation bewirken, dass sich die Sensorelemente im fertig vulkanisierten Reifen nicht mehr an den ursprünglichen Positionen befinden und/oder dass die Sensorelemente im Zuge der Vulkanisation zerstört oder beschädigt werden. Mittels der bisher bekannten Verfahren ist es nicht gelungen, Sensorelemente auf zuverlässige Weise, vor Beschädigungen sicher sowie an definierten Positionen in Vollgummireifen einzubringen.Sensor elements in solid rubber tires are of great interest, since with these in particular the "product life cycle", ie the tire quality, which can usually be monitored very expensive and expensive to produce solid rubber tires. Particularly problematic is now the installation or placement of such sensor elements in the green tire. In particular, the mentioned flow processes during vulcanization cause the sensor elements in the finished vulcanized tire are no longer in the original positions and / or that the sensor elements are destroyed or damaged in the course of vulcanization. By means of the previously known methods, it has not been possible to reliably introduce sensor elements from damage safely and at defined positions in solid rubber tires.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, bei einem Vollgummireifen eine Positionierung der Sensorelemente zu ermöglichen, die ein Zerstören bzw. eine Beschädigung der Sensorelemente verhindert.The invention is therefore based on the object to enable a solid rubber tire positioning of the sensor elements, which prevents destruction or damage to the sensor elements.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Vollgummireifen gelöst, bei dem das zumindest ein Sensorelement radial außerhalb des und in Kontakt mit dem Insert oder radial innerhalb des Inserts, an der Unterseite des Bodenteils frei liegend, angeordnet ist.The stated object is achieved according to the invention with a solid rubber tire, in which the at least one sensor element is arranged radially outside of and in contact with the insert or radially inside the insert, lying freely on the underside of the bottom part.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Sensorelement vor dem Schritt a) auf der Wickelaufnahme oder nach dem Schritt a) auf dem verstärkenden Insert positioniert wird oder dass das zumindest eine Sensorelement an der Unterseite des Bodenteils nach Schritt d) fixiert wird.The inventive method is characterized in that the at least one sensor element is positioned on the winding receptacle or after step a) on the reinforcing insert before step a) or that the at least one sensor element is fixed to the underside of the bottom part after step d).
Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Sensorelemente in unmittelbarer Nähe des verstärkenden Inserts sind diese gut fixiert, sodass sich ihre Position beim ggf. weiteren Reifenaufbau und der Vulkanisation nicht verändert. Darüber hinaus sind die Sensorelemente während des Betriebes der Vollgummireifen gegen ein Verrutschen zuverlässig gesichert. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht einen „schonenden“ Einbau der Sensorelemente, der sicherstellt, dass die Sensorelemente über die Lebensdauer der Vollgummireifen in voll funktionsfähigem Zustand bleiben.The inventive arrangement of the sensor elements in the immediate vicinity of the reinforcing insert these are well fixed, so that their position does not change in possibly further tire structure and vulcanization. In addition, the sensor elements are reliably secured against slippage during operation of the solid rubber tires. The method according to the invention enables a "gentle" installation of the sensor elements, which ensures that the sensor elements remain in fully functional condition over the life of the solid rubber tires.
Die Erfindung gestattet es daher, zuverlässig physikalische Größen (Temperatur und Druck), die über den Reifenzustand Auskunft geben, während des Betriebes des Fahrzeuges zu erfassen und aufzuzeichnen. Die Messdaten können nachfolgend entsprechend ausgewertet werden, wodurch die Kenntnisse über sich ändernde physikalische Größen während der Reifennutzung erweitert werden können. Dadurch ist es beispielsweise möglich, die Qualität von Reifenbauteilen bzw. deren im Zuge des Betriebes stattfindende Alterung und/oder Qualitätsabnahme zu überwachen. Alterung tritt beispielsweise durch die im Betrieb auftretenden hohen Temperaturen von etwa 120° bis 130°C auf, bei welchen sich die Polymerketten der Kautschuke der Gummimaterialien abbauen, was die Härte des Gummimaterials reduziert und derart die Reifenqualität beeinträchtigt. Für die Runderneuerung des Vollgummireifens ist dabei insbesondere die Qualität des von außen nicht sichtbaren Grundkörpers von besonderem Interesse. Ferner können Einfederungswege und die Steifigkeit des Gesamtreifens in Abhängigkeit von der Nutzungsdauer erfasst werden. Dies erfolgt insbesondere mittels einer im Ultraschallbereich schwingenden Bodenplatte, die das Signal, insbesondere ein Reflexionssignal, der Sensorelemente aufnehmen und verarbeiten kann. Gemäß der Erfindung eingebaute Sensorelemente stellen ein zuverlässiges Überwachungssystem für Vollgummireifen sowie ein Frühwarnsystem zur Verfügung, welches rechtzeitig vor einem drohenden Reifenausfall warnt.The invention therefore makes it possible to reliably detect and record physical quantities (temperature and pressure) that provide information about the tire condition during operation of the vehicle. The measurement data can subsequently be evaluated accordingly, which can increase the knowledge of changing physical variables during tire use. This makes it possible, for example, to monitor the quality of tire components or their occurring in the course of operation aging and / or quality decrease. Aging occurs, for example, by the high temperatures of about 120 ° to 130 ° C. occurring during operation, at which the polymer chains of the rubbers of the rubber materials degrade, which reduces the hardness of the rubber material and thus adversely affects the tire quality. For the retreading of the solid rubber tire, the quality of the body, which is not visible from the outside, is of particular interest. Further, jounce paths and the rigidity of the entire tire can be detected depending on the period of use. This is done in particular by means of a vibrating in the ultrasonic range bottom plate, which can receive and process the signal, in particular a reflection signal, the sensor elements. Sensor elements incorporated in accordance with the invention provide a reliable solid rubber tire monitoring system as well as an early warning system which warns in time of impending tire failure.
Zusätzlich können die aus den physikalischen Größen gewonnen Informationen zur weiteren zielgerichteten Entwicklung von Vollgummireifen verwendet werden. Ferner ist es für Kunden möglich, den Lebenszyklus des Vollgummireifens nachzuvollziehen und die Reifenqualität zu kontrollieren. Werden die aufgezeichneten Daten entsprechend übertragen bzw. übermittelt, ist auch eine zentrale Überwachung der Bereifung von Fahrzeugflotten möglich.In addition, the information obtained from the physical quantities can be used for further targeted development of solid rubber tires. It is also possible for customers to understand the life cycle of the solid rubber tire and to control tire quality. If the recorded data are transmitted or transmitted accordingly, central monitoring of the tires of vehicle fleets is also possible.
Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden nun anhand der Zeichnung, die schematisch Ausführungsbeispiele der Erfindung darstellt, näher beschrieben. Dabei zeigen
-
1 und2 jeweils einen schematischen Querschnitt durch einen Vollgummireifen gemäß einer Ausführungsvariante der Erfindung.
-
1 and2 each a schematic cross section through a solid rubber tire according to an embodiment of the invention.
Gemäß der Erfindung gefertigte und ausgeführte Vollgummireifen sind insbesondere Reifen für mobile Arbeitsmaschinen, wie Flurförderzeuge, beispielsweise Gabelstapler oder Telehandler.Solid rubber tires manufactured and constructed according to the invention are in particular tires for mobile machines, such as industrial trucks, for example forklifts or telehandlers.
Der Bodenteil
Der Vollgummireifen enthält zumindest ein Sensorelement
Bei der in
Zur Herstellung des in
Der fertig aufgebaute Grundkörper
Bei einer alternativen Ausführungsvariante wird der Reifenrohling komplett aufgebaut und einmalig in einer Heizform ausvulkanisiert.In an alternative embodiment, the green tire is completely assembled and vulcanized once in a heating mold.
Vor dem Positionieren des Sensorelementes
Bei der in
Das Sensorelement
Bei einer weiteren Ausführungsvariante zur Herstellung des in
Durch das erfindungsgemäße Anbringen der Sensorelemente
Die Sensorelemente
Die Sensorelemente
Sind mehrere Sensorelemente
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Grundkörperbody
- 1a1a
- Bodenteilthe bottom part
- 1'a1'a
- erste Lagefirst location
- 1b1b
- Elastikteilelastic member
- 22
- LaufflächenteilTread part
- 33
- Kerncore
- 44
- Reifenflanketire wall
- 55
- Sensorelementsensor element
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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