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Die Erfindung betrifft einen Vollreifen.
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Vollreifen sind aus dem Stand der Technik bekannt. Hierbei ist im Gegensatz zu Luftreifen üblicherweise wenigstens eine Kautschukmischung derart ausgeführt, dass sie ohne einen vorgesehenen Luftzwischenraum auf einen Träger, wie eine Felge oder einen Grundkörper mit Kugellager, aufgebracht werden kann. Derartige im Stand der Technik bekannte Reifen werden auch als Vollgummireifen bezeichnet.
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Vollreifen werden insbesondere bei Fahrzeugen wie Gabelstaplern eingesetzt, die zum Transportieren von Lasten vorgesehen sind. Die Vollreifen sind meist für einen Betrieb bei geringen Fahrgeschwindigkeiten ausgelegt und werden vor allem über vergleichsweise kurze Strecken verwendet. Ein Vollreifen weist üblicherweise einen Bodenverbund auf, welcher mit einer Felge oder einem Grundkörper mit Kugellagern, auf die der Reifen montierbar ist, in Kontakt tritt
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Der Bodenverbund weist eine meist harte Kautschukmischung auf. Zudem sind in den Bodenverbund meist mehrere in Umfangsrichtung umlaufende zugfeste Festigkeitsträgerlagen, zumeist Stahlkordkerne einvulkanisiert. Radial oberhalb des Bodenverbundes ist oft eine aus einer weichen Kautschukmischung bestehende Dämpferschicht angeordnet, radial oberhalb der Dämpferschicht ist das Laufflächenteil angeordnet, welches aus einer laufflächentypischen Kautschukmischung besteht und an seinen beim Abrollen mit dem Untergrund in Kontakt kommenden Bereichen mit einer Profilierung versehen sein kann.
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Ein möglicher Aufbau eines Vollreifens ist beispielsweise in der
DE 102007055036 A1 beschrieben.
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Vollreifen bieten gute Stabilitätseigenschaften und müssen einen bestimmten Fahrkomfort bieten, da die Fahrzeuge nicht über ein gefedertes und gedämpftes Fahrwerk verfügen. Zudem sind die Herstellungskosten des Reifens durch den hohen Materialeinsatz und durch eine zeitintensive Vulkanisation des Reifenrohlings in der Heizpresse zum fahrbereiten Reifen hoch. Der Rohling eines Vollreifens neigt zudem mitunter zu Deformationen vor dem Vulkanisieren, was den Herstellungsprozess weiter erschwert. Aufgrund der hohen Materialdichte ist mit dem Einsatz von Vollreifen außerdem ein hoher Rollwiderstand verbunden.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Vollreifen umfassend wenigstens einen Laufstreifen aus wenigstens einer Kautschukmischung bereitzustellen, der im Vergleich zum Stand der Technik einfacher und kostengünstiger herstellbar ist und gleichzeitig ein verbessertes Rollwiderstandsverhalten aufweist. Gleichzeitig soll der Vollreifen für sein jeweiliges Verwendungsgebiet die ausreichende Festigkeit und strukturelle Haltbarkeit aufweisen.
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Gelöst wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, dass der Vollreifen wenigstens ein weiteres Bauteil aufweist, welches wenigstens einen thermoplastischen Kunststoff enthält.
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Überraschenderweise kann in aus dem Stand der Technik bekannten Vollreifen (Vollgummireifen) wenigstens ein Bauteil außer des Laufstreifens durch wenigstens ein Bauteil enthaltend wenigstens einen thermoplastischen Kunststoff ersetzt werden. Der erfindungsgemäße Vollreifen ist damit kein Vollgummireifen.
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Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung liegt darin, dass der erfindungsgemäße Vollreifen ein geringeres Gewicht aufweist, wodurch sich das Rollwiderstandsverhalten verbessert. Gleichzeitig ist er vergleichsweise kostengünstig und in der Herstellung vergleichsweise energiesparend. Ferner ergeben sich durch die höhere Steifigkeit von thermoplastischem Kunststoff Vorteile beim Herstellungsprozess des Reifens, da der unvulkanisierte Reifenrohling zu weniger Deformationen neigt.
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Zudem kann durch die gezielte Auswahl des oder der Bauteil(e), welche(s) den wenigstens einen thermoplastischen Kunststoff enthält bzw. enthalten gezielt die Material- und insbesondere Gewichtsverteilung im Reifen je nach dessen Anwendungsgebiet variabel eingestellt werden.
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Thermoplaste sind dem Fachmann bekannt.
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Sie unterscheiden sich von elastomeren Kautschukmischungen, wie die des Laufstreifens des erfindungsgemäßen Vollreifens, dadurch dass sie „oberhalb der Gebrauchstemperatur einen Fließübergangsbereich besitzen“, s. Römpp Online Eintrag „Thermoplaste“ vom 13.01.2017, letzte Aktualisierung: August 2016.
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Gemäß Römpp Online „stellen Thermoplaste das Hauptkontingent der Kunststoffe“.
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Die erfindungsgemäß enthaltenen thermoplastischen Kunststoffe unterscheiden sich von Kautschuk, welcher ein elastomerer Kunststoff darstellt.
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Im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind im Begriff „thermoplastische Kunststoffe“ thermoplastische Elastomere (TPE) umfasst (aber keine Elastomere).
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Das wenigstens eine weitere Bauteil enthält wenigstens einen thermoplastischen Kunststoff. Bevorzugt ist das Bauteil oder zumindest ein Segment des Bauteils durchgängig aus dem wenigstens einen thermoplastischen Kunststoff ausgeführt. Dies umfasst, dass der Grundkörper des Bauteils überwiegend, d. h. zu mehr als 90 Gew.-%, insbesondere 90 bis 100 Gew.-%, aus dem thermoplastischen Kunststoff besteht, wobei dieser mit Substanzen beschichtet sein kann und/oder von Materialien durchsetzt sein kann, die keine thermoplastischen Kunststoffe sind. Ferner ist die Kombination zweier oder mehrerer thermoplastischer Kunststoffe denkbar.
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Der Begriff „durchgängig aus dem wenigstens einen thermoplastischen Kunststoff ausgeführt“ umfasst nicht, dass der wenigstens eine thermoplastische Kunststoff in eine Kautschukmischung eingemischt ist und darin nur einen vergleichsweise geringen Gewichtsanteil, z. B. von 0,1 bis 30 Gew.-%, ausmacht.
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Bei dem thermoplastischen Kunststoff kann es sich prinzipiell um jeden dem Fachmann bekannten thermoplastischen Kunststoff handeln, wobei gemäß obiger Definition dem Fachmann bekannte thermoplastische Elastomere umfasst sind.
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Bevorzugt ist der thermoplastische Kunststoff ausgewählt aus der Liste bestehend aus thermoplastischen Polyurethanen (TPU), thermoplastischen Polyamiden, thermoplastischen Polyestern und thermoplastischen Vulkanisaten (TPV).
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Besonders bevorzugt sind thermoplastischen Polyurethane und/oder thermoplastische Polyamide.
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Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei dem thermoplastischen Kunststoff um ein thermoplastisches Polyurethan, welches in Form von geschlossenzelligem Schaum vorliegt. Hiermit wird eine besonders gute Balance aus ausreichender Festigkeit bei gleichzeitig erheblicher Gewichtsreduktion des Reifens erzielt, sodass der erfindungsgemäße Vollreifen ein besonders gutes Rollwiderstandsverhalten aufweist.
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Ein derartiges geschlossenzelliges TPU ist beispielsweise unter dem Handelsnamen Infinergy® der Firma BASF SE erhältlich.
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Der wenigstens eine thermoplastische Kunststoff (bzw. das oder die Bauteil(e)) ist integraler Bestandteil des erfindungsgemäßen Vollreifens. Es ist hierbei besonders bevorzugt, dass der wenigstens eine thermoplastische Kunststoff wenigstens an die Kautschukmischung des Laufstreifens mittels eines chemischen Haftsystems gebunden ist. Sofern das Bauteil enthaltend den thermoplastischen Kunststoff außer vom Laufstreifen von weiteren Bauteilen umfassend wenigstens eine Kautschukmischung umgeben ist oder wenigstens einen Kontaktpunkt oder eine Kontaktfläche zu diesen aufweist, ist er bevorzugt auch an diese weiteren Kautschukmischungen mittels eines chemischen Haftsystems gebunden. Dies gilt bevorzugt für alle Ausführungsformen der Erfindung sofern nicht anders angegeben.
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Bei dem chemischen Haftsystem kann es sich prinzipiell um alle dem Fachmann bekannten Haftsysteme handeln, die geeignet sind, einen thermoplastischen Kunststoff an eine Kautschukmatrix, insbesondere die wenigstens eines Dienkautschuks, zu binden.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei dem chemischen Haftsystem um ein Zwei-Komponenten-System aus einem sogenannten Primer zur Vorbehandlung und einem Haftvermittler. Zwei-Komponenten-Systeme aus Primer und Haftvermittler sind dem Fachmann bekannt.
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Geeignet ist beispielsweise Parlock PM 05 (Primer; Polymere und Füllstoffe dispergiert in Methylisobutylketon (MIBK) und Xylol) und Parlock PC 16 (Haftvermittler; Polymere und Füllstoffe dispergiert in Xylol) der Firma pAr Oberflächenchemie GmbH und Co. KG.
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Bei dem erfindungsgemäßen Vollreifen kann es sich um jede dem Fachmann bekannte Art von Vollreifen handeln. Unter Vollreifen wird daher im Rahmen der vorliegenden Erfindung jeder Reifen verstanden, der ohne einen vorgesehenen Luftzwischenraum auf einen Träger, wie eine Felge oder einen Grundkörper mit Kugellager, aufgebracht werden kann.
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Der erfindungsgemäße Vollreifen kann daher auf eine Felge aufgebracht werden, wodurch ein Rad oder eine Rolle ohne Kugellager ausgebildet wird. Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit ein Rad oder eine Rolle, welche eine Felge und den erfindungsgemäßen Vollreifen umfassen.
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Der erfindungsgemäße Vollreifen kann auch auf einen Grundkörper mit Kugellager aufgebracht werden, wodurch eine Rolle mit Kugellager ausgebildet wird.
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Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit eine Rolle, welche einen Grundkörper mit Kugellager und den erfindungsgemäßen Vollreifen umfasst.
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Die Aufbringung des Vollreifens auf eine Felge oder einen Grundkörper mit Kugellager kann dabei auf jede dem Fachmann bekannte Weise erfolgen, wie insbesondere durch Aufvulkanisieren oder Aufpressen oder Einklemmen.
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Die Felge oder der Grundkörper mit Kugellager können dabei auf jede dem Fachmann bekannte Weise ausgeführt sein, wobei auch eine asymmetrische Felge denkbar ist. Die Felge kann wenigstens eine Rille aufweisen, in die der Reifenwulst eingeklemmt bzw. eingeschnappt wird („snap-in tire“).
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Vollreifen werden insbesondere in Rädern oder Rollen bei Flurförderfahrzeugen wie Gabelstaplern, oder Schwerlastanwendungen wie Kofferbeförderungswagen am Flughafen, eingesetzt, die zum Transportieren von Lasten vorgesehen sind. Ferner gibt es Anwendungen, in denen Vollreifen antriebsrelevant sind und daher gewissen Anforderungen hinsichtlich Abrieb und Griffeigenschaften genügen müssen. Der erfindungsgemäße Vollreifen umfasst wenigstens einen Laufstreifen. Unter „Laufstreifen“ ist eine Kautschukmischung zu verstehen, die in Umlaufrichtung des Reifens derart angeordnet ist, dass sie in axialer Breite des Reifens an wenigstens einer Stelle in Kontakt mit dem Untergrund tritt.
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Die Kautschukmischung des Laufstreifens oder sonstiger Kautschuk-haltiger Bauteile von Vollreifen enthält bevorzugt wenigstens einen Dienkautschuk, insbesondere ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus synthetischem Polyisopren (IR) und natürlichem Polyisopren (NR) und Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR) und Polybutadien (BR).
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Weitere Bestandteile der Kautschukmischung des Laufstreifens sind insbesondere a) wenigstens ein Füllstoff, bevorzugt wenigstens ein Ruß und/oder wenigstens eine Kieselsäure, b) Weichmacher, c) Alterungsschutzmittel, Ozonschutzwachs, d) Aktivatoren wie Zinkoxid und Stearinsäure, e) ggf. Silan-Kupplungsagenzien, f) ggf. Kohlenwasserstoffharze und/oder Prozesshilfsmittel wie Metallseifen, g) Schwefelvulkanisationssystem aus Vulkanisationsbeschleuniger im Kombination mit elementarem Schwefel und/oder wenigstens einer schwefelspendenden Substanz.
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Der Vollreifen umfasst erfindungsgemäß wenigstens ein weiteres Bauteil enthaltend wenigstens einen thermoplastischen Kunststoff.
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Der thermoplastische Kunststoff ist dabei bevorzugt umlaufend in Form eines oder mehrerer Formteile im erfindungsgemäßen Vollreifen angeordnet. Das wenigstens eine umlaufende Formteil kann dabei geschlossen oder geöffnet vorliegen, wobei sich bei der geöffneten Form die Enden des dann quasi umlaufend ausgeführten Formteils berühren können aber nicht müssen. Die Möglichkeiten geschlossen oder geöffnet gelten für alle Ausführungsformen, in denen der thermoplastische Kunststoff als umlaufend beschrieben ist, sofern nichts anderes angegeben ist.
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Die Geometrie der Formteile in axialer sowie radialer Richtung ist dabei nicht eingeschränkt, d. h. dass es sich im Querschnitt senkrecht zur radialen und axialen Richtung prinzipiell um alle denkbaren Formen handeln kann. Bevorzugt sind jedoch solche Formen, bei denen aufgrund der Flächen und Ecken keine lokalen Überhitzungspunkte gebildet werden. Dies gilt für sämtliche Ausführungsformen der Erfindung, sofern nichts anderes angegeben ist.
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Besonders bevorzugt ist das wenigstens eine Formteil umlaufend geschlossen. Hierdurch kann der thermoplastische Kunststoff auf einfache Weise als ein Formteil in den Vollreifen eingebaut werden. Gleichzeitig ist das oder die Bauteil(e) umfassend den wenigstens einen thermoplastischen Kunststoff hierdurch umlaufend formstabil und die Wärmeverteilung ist in Umlaufrichtung konstant. Da keine Enden vorliegen, wird eine lokale Überhitzung im Betrieb vermieden.
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Dass die geschlossene Form besonders bevorzugt ist, gilt für sämtliche Ausführungsformen, sofern nichts anderes angegeben ist.
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Für den Fall, dass der thermoplastische Kunststoff in Form von zwei oder mehreren Formteilen vorliegt, welche in Kontakt zueinander angeordnet sind, ist es bevorzugt, wenn diese mittels eines geeigneten Haftsystems aneinander befestigt, bevorzugt aneinander geklebt, sind.
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Besonders bevorzugt handelt es sich bei dem wenigstens einen thermoplastischen Kunststoff wenigstens um thermoplastisches Polyurethan (TPU), welches in Form von geschlossenzelligem Schaum in Form von umlaufend angeordneten Formteilen vorliegt. Hiermit wird eine besonders gute Balance aus ausreichender Festigkeit bei gleichzeitig erheblicher Gewichtsreduktion des Reifens erzielt, sodass der erfindungsgemäße Vollreifen ein besonders gutes Rollwiderstandsverhalten aufweist.
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Ein derartiges geschlossenzelliges TPU ist beispielsweise unter dem Handelsnamen Infinergy® der Firma BASF SE erhältlich.
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In den Ausführungsformen, in denen zwei oder mehrere Formteile aus TPU aneinander befestigt sind, sind diese bevorzugt mittels eines dem Fachmann bekannten PU-Zweikomponenten-Kleber aneinander geklebt. Bei dem PU-Zweikomponenten-Kleber kann es sich beispielsweise und bevorzugt um ein Polyurethan-Harz als erste Komponente, z. B. Elastopave ® der Firma BASF SE, und einen Polyisocyanat-Härter als zweite Komponente, z. B. Basonat® HI 100 der Firma BASF SE, handeln.
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Gemäß bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung umfasst der erfindungsgemäße Vollreifen noch weitere Schichten bzw. Bauteile, umfassend insbesondere Festigkeitsträger, die in den unten stehenden Ausführungen erläutert werden, jedoch nicht auf diese beschränkt sind.
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Der Vollreifen kann optional Seitenwände aufweisen, dies ist aber nicht zwingend erforderlich. Bevorzugt weist er Seitenwände auf. Hierdurch weist er eine längere Haltbarkeit auf.
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Für den Fall, dass der Vollgummireifen Seitenwände aufweist, beträgt deren axiale Breite bevorzugt jeweils (pro Seite) maximal bis zu 15 % der gesamten axialen Breite des Vollgummireifens.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei der Kautschukmischung der Seitenwand um die gleiche Mischung wie die des Laufstreifens. Hierdurch können die Bauteile Laufstreifen und Seitenwand bei der Herstellung konsolidiert werden und der Vollreifen weist gleichzeitig zumindest auf der äußeren Oberfläche der Seitenwand eine ausreichend abriebfeste Kautschukmischung auf.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist der Vollreifen radial innerhalb des Laufstreifens wenigstens eine Dämpferschicht und radial innerhalb der Dämpferschicht wenigstens einen Bodenverbund umfassend wenigstens eine Kautschukmischung und Festigkeitsträger auf, wobei wenigstens die wenigstens eine Dämpferschicht den wenigstens einen thermoplastischen Kunststoff enthält.
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Der thermoplastische Kunststoff liegt gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform beispielsweise in Form eines oder mehrerer umlaufenden Ringe bzw. Formteile im Vollreifen vor, wobei die Geometrie in axialer und radialer Richtung durch den Begriff „Ring“ nicht eingeschränkt sein soll.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung liegt der thermoplastische Kunststoff der Dämpferschicht als ein umlaufendes Formteil vor, das die Dämpferschicht in seiner axialen Breite, bevorzugt von zwei Seitenwänden begrenzt, ausbildet. Bevorzugt ist das Formteil umlaufend geschlossen.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung liegt der thermoplastische Kunststoff der Dämpferschicht in Form von zwei umlaufenden Formteilen vor, die in axialer Richtung nebeneinander angeordnet sind und deren axialen Breiten in Summe die axiale Breite der Dämpferschicht ausbilden. Bevorzugt sind die Formteile umlaufend geschlossen.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung liegt der thermoplastische Kunststoff der Dämpferschicht in Form von drei umlaufenden Formteilen vor, die in axialer Richtung nebeneinander angeordnet sind und deren axialen Breiten in Summe die axiale Breite der Dämpferschicht ausbilden.
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Bevorzugt sind die Formteile umlaufend geschlossen.
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In sämtlichen beschriebenen Ausführungsformen, in denen der wenigstens eine thermoplastische Kunststoff zumindest einen Teil der Dämpferschicht darstellt, kann die Dicke der Formteile aus thermoplastischem Kunststoff in radialer Richtung variieren, und zwar zum Einen innerhalb eines Vollreifens. Zum anderen kann die Dämpferschicht enthaltend wenigstens einen thermoplastischen Kunststoff je nach Verwendungszweck des Vollreifens unterschiedlich dick ausgestaltet sein. Prinzipiell ist es hierbei denkbar, dass der Bodenverbund im Vergleich zum Stand der Technik dünner ausgeführt wird und die Bauteile aus thermoplastischem Kunststoff in radialer Richtung entsprechend dicker ausgeführt sind.
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Die Dicke in radialer Richtung bezieht sich bei allen Ausführungsformen auf die Dicke im Querschnitt senkrecht zur axialen Richtung.
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Ferner ist es denkbar, dass die Dämpferschicht aus Formteilen aus wenigstens einem thermoplastischem Kunststoff und wenigstens einer Kautschukmischung, die bevorzugt ebenfalls umlaufend angeordnet ist, gebildet wird. Die Kautschukmischung kann dabei bevorzugt innerhalb der Dämpferschicht zentral angeordnet sein, sodass sie bevorzugt an jeder Seite von einem Formteil aus thermoplastischem Kunststoff umgeben ist.
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Die Festigkeitsträger des Bodenverbundes sämtlicher Ausführungen, in denen ein Bodenverbund umfassend Festigkeitsträger und wenigstens eine Kautschukmischung umfasst sind, können mit einer separaten Kautschukmischung gummiert sein oder aber auch in die den restlichen Teil des Bodenverbundes ausbildende Kautschukmischung eingebettet sein. Bei der wenigstens einen Kautschukmischung des Bodenverbundes kann es sich somit auch um die Gummierungsmischung der Festigkeitsträger handeln. Für den Fall, dass die Festigkeitsträger mit einer separaten Kautschukmischung gummiert sind, bedeutet „der restliche Teil des Bodenverbundes“ die Kautschukmischung(en), die in Kontakt mit den gummierten Festigkeitsträgern und/oder der Felge und/oder der radial nächstäußeren Schicht stehen. Es ist somit prinzipiell auch denkbar, dass der Bodenverbund wenigstens zwei Kautschukmischungen aufweist unabhängig davon, ob die Festigkeitsträger mit einer separaten Mischung gummiert sind.
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Der Bodenverbund kann somit beispielsweise gummierte Kerne aufweisen, eine Kautschukmischung, die die gummierten Kerne umgibt und eine weitere Kautschukmischung, die eine parallele Schicht zur radial nächstäußeren Schicht bildet.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das wenigstens eine weitere Bauteil enthaltend wenigstens einen thermoplastischen Kunststoff radial innerhalb des Laufstreifens derart angeordnet, dass es bei der Montage des Reifens auf eine Felge oder einen Grundkörper mit Kugellager in Kontakt mit der Felge oder dem Grundkörper ist.
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Das wenigstens eine weitere Bauteil enthaltend den thermoplastischen Kunststoff ersetzt in Vollreifen aus dem Stand der Technik somit den Bodenverbund und ggf. je nach Dicke und Auslegung des Vollreifens die Dämpferschicht.
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Bevorzugt ist der wenigstens eine thermoplastische Kunststoff hierbei durch Fasern verstärkt.
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Bei einem erfindungsgemäßen Rad oder einer erfindungsgemäßen Rolle, welche den erfindungsgemäßen Vollreifen in der vorstehend genannten Ausführungsform aufweisen, ist es bevorzugt, wenn der thermoplastische Kunststoff mittels eines geeigneten Haftsystems auf die Felge oder den Grundkörper mit Kugellager befestigt ist.
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Bei dem Haftsystem kann es sich prinzipiell um jedes Haftsystem handeln, welches geeignet ist, eine Klebeverbindung zwischen einem thermoplastischen Kunststoff, bevorzugt TPU, und insbesondere a) Stahl, z. B. einer Stahlfelge oder eines Stahlgrundkörpers mit Kugellager, oder b) Kunststoff z. B. einer Kunststofffelge oder eines Grundkörpers aus Kunststoff herzustellen.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei dem chemischen Haftsystem um ein Zwei-Komponenten-System aus einem sogenannten Primer zur Vorbehandlung und einem Haftvermittler. Geeignet ist beispielsweise Parlock PM 05 (Primer) und Parlock PC 16 (Haftvermittler) der Firma pAr Oberflächenchemie GmbH und Co. KG.
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Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Vollreifens.
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Das Verfahren zur Herstellung eines Vollreifens umfasst wenigstens folgende Verfahrensschritte:
- a) Bereitstellung wenigstens eines Formteils aus wenigstens einem thermoplastischen Kunststoff; und
- b) Beschichtung wenigstens einer Oberfläche des Formteils mit einem chemischen Haftsystem; und
- c) Aufbringen wenigstens einer Kautschukmischung auf wenigstens eine beschichtete Oberfläche des Formteils
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Für den wenigstens einen thermoplastischen Kunststoff, das oder die Formteile, das chemische Haftsystem, die Kautschukmischung sowie die Art und Gestaltung der Bauteile des Vollreifens gelten sämtliche obige Ausführungsformen.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird als Formteil ein umlaufend geschlossener Ring aus wenigstens einem TPU bereitgestellt. Dieser wird bevorzugt mit dem oben beschriebenen Zwei-Komponenten-Haftsystem beschichtet und zwar wenigstens auf der radial und axial nach außen gerichteten Oberfläche und anschließend wenigstens eine Kautschukmischung zur Bildung eines Vollreifens mit Laufstreifen und bevorzugt Seitenwänden auf die beschichtete Oberfläche angebracht.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden als Formteile drei umlaufend geschlossene Ringe aus wenigstens einem TPU bereitgestellt. Diese werden mittels eines geeigneten (oben beschriebenen) PU-Zweikomponenten-Klebers aneinander geklebt und dieses resultierende Verbundformteil wird dann bevorzugt mit dem oben beschriebenen Zwei-Komponenten-Haftsystem beschichtet und zwar wenigstens auf der radial und axial nach außen gerichteten Oberfläche und anschließend wenigstens eine Kautschukmischung zur Bildung eines Vollreifens mit Laufstreifen und bevorzugt Seitenwänden auf die beschichtete Oberfläche angebracht.
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In der Ausführungsform, in der der erfindungsgemäße Vollreifen keinen oben beschriebenen Bodenverbund aufweist, umfasst das wenigstens eine Formteil bevorzugt wie oben beschrieben Festigkeitsträger. Bei der Herstellung dieses Vollreifens entspricht Verfahrensschritt c) dem Auflegen wenigstens eines Laufstreifens und den Seitenwänden, ohne dass ein separater Bodenverbund angebracht werden muss.
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In der Ausführungsform, in der der erfindungsgemäße Vollreifen einen oben beschriebenen Bodenverbund umfassend wenigstens eine Kautschukmischung und Festigkeitsträger aufweist, wird dieser bevorzugt zeitlich vor dem Aufbringen des Laufstreifens und der Seitenwand mit dem beschichteten Formteil verbunden. Hierzu wird der Bodenverbund vorgeformt bereitgestellt. Die Verbindung des beschichteten Formteils aus Schritt b) mit dem bereitgestellten Bodenverbund erfolgt dadurch, dass das Formteil auf den Bodenverbund gesteckt wird. Hierzu ist die -radial innere - Oberfläche des Formteils, die mit dem Bodenverbund, der an seiner radial äußeren Oberfläche wenigstens eine Kautschukmischung aufweist, in Verbindung tritt, ebenfalls gemäß Schritt b) beschichtet.
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Ferner werden ggf. weitere für den jeweiligen Verwendungszweck des Vollreifens geeignete Bauteile auf dem Fachmann bekannte Weise hinzugefügt. Sofern diese weiteren Bauteile eine Kontaktfläche mit dem Formteil aus thermoplastischem Kunststoff, bevorzugt TPU, haben, ist letzteres ebenfalls an dieser Fläche mit einem Haftsystem beschichtet.
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Der fertig gestellte Reifenrohling wird wie dem Fachmann bekannt vulkanisiert.
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Im Folgenden soll die Erfindung anhand von Beispielen erläutert werden. 1 zeigt einen schematischen Querschnitt einer beispielhaften und bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Vollreifens.
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Dieser weist einen Laufstreifen 1 aus wenigstens einer Kautschukmischung auf, der in Umlaufrichtung radial außen angeordnet ist und mit dem Untergrund in Berührung kommt. In 1 ist ein Bodenverbund 3 dargestellt, der eine Kautschukmischung 4 und Festigkeitsträger 5 umfasst. Die Festigkeitsträger 5 sind bevorzugt Stahlkordkerne. In der Ausführung gemäß 1 sind die Festigkeitsträger 5 mit einer Gummierungsmischung 6 ummantelt.
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In 1 ist ferner eine Seitenwand 7 aus einer Kautschukmischung dargestellt, die die Dämpferschicht 2 in axialer Breite begrenzt, wobei es sich bei der Kautschukmischung der Seitenwand 7 beispielsweise und insbesondere um die gleiche Mischung wie die des Laufstreifens 1 handelt.
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Der Vollreifen in 1 weist eine Dämpferschicht 2 auf, die ein Formteil aus geschlossenzelligem geschäumtem TPU (Infinergy®, Fa. BASF SE) ist, welches mittels eines Zwei-Komponenten-Haftsystems (Parlock PM 05 (Primer) und Parlock PC 16 (Haftvermittler) der Firma pAr Oberflächenchemie GmbH und Co. KG) an die umgebenden Kautschukmischungen des Laufstreifens 1, der Seitenwände 7 und der Kautschukmischung 4 des Bodenverbundes 3 gebunden ist.
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Der Reifen in 1 ist auf einer Felge 8 aufgebracht. Somit zeigt 1 ebenfalls ein Beispiel eines erfindungsgemäßen Rades.
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Sämtliche in 1 dargestellten Bauteile sind umlaufend angeordnet.
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Der Vollreifen gemäß 1 wird beispielsweise folgendermaßen hergestellt:
- a) Ein umlaufend geschlossenes (ringförmiges) Formteil aus geschlossenzelligem geschäumtem TPU (Infinergy®, Fa. BASF SE) wird bereitgestellt;
- b) Das Formteil wird mit dem Zwei-Komponenten-Haftsystem aus dem Primer Parlock PM 05 und dem Haftvermittler Parlock PC 16 der Firma pAr Oberflächenchemie GmbH und Co. KG umlaufend an allen Oberflächen beschichtet;
- c) „Aufbringen wenigstens einer Kautschukmischung auf wenigstens eine beschichtete Oberfläche des Formteils“:
- c1) ein entsprechend vorgeformter Bodenverbund umfassend wenigstens eine Kautschukmischung und Festigkeitsträger wird bereitgestellt;
- c2) das beschichtete Formteil aus Schritt b) wird auf den Bodenverbund gesteckt;
- c3) Auf die radial äußere Oberfläche und die axial nach außen gerichtete Oberfläche wird eine Kautschukmischung aufgelegt, sodass radial außen der Laufstreifen entsteht und axial außen die Seitenwände, wobei es sich bei der Kautschukmischung des Laufstreifens und der Seitenwände um die gleiche Mischung handelt.
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Nachdem der Rohling durch Auflegen aller Bauteile fertiggestellt ist, wird er auf dem Fachmann bekannte Weise vulkanisiert.
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2 zeigt einen schematischen Querschnitt einer weiteren beispielhaften und bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Vollreifens.
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Für die Bauteile gilt das Gleiche wie für 1, außer dass die Dämpferschicht 2 aus drei umlaufend geschlossenen nebeneinander angeordneten Segmenten bzw. Formteilen 2a, 2b und 2c aus dem geschlossenzelligen geschäumten TPU (Infinergy®, Fa. BASF SE) zusammengesetzt ist.
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Ein derartiger erfindungsgemäßer Vollreifen gemäß 2 wird analog zu dem Vollreifen gemäß 1 hergestellt, wobei in Verfahrensschritt a) drei entsprechend geformte Formteile aus dem genannten TPU mittels eines PU-Zweikomponenten-Klebers aneinander geklebt werden und somit bereitgestellt werden. Alle weiteren Schritte erfolgen wie für 1 beschrieben.
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Der erfindungsgemäße Vollreifen kann somit wie in den Beispielen gezeigt auf eine einfache Weise mit einem vergleichsweise geringen Reifengewicht hergestellt werden. Durch die vergleichsweise hohe Steifigkeit des bzw. der TPU Formteile deformiert der Reifen bei der Herstellung nicht und kann somit besser in die Vulkanisationsform eingepasst werden. Im vulkanisierten Reifen ist die Materialaufteilung symmetrisch, da keine Verformungen am Rohling entstehen, welche in der Presse wieder verformt werden. Der vulkanisierte Reifen zeichnet sich durch einen vergleichsweise geringen Rollwiderstand bei gleichzeitiger Formstabilität aus.
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Bezugszeichenliste
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| 1 |
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Laufstreifen |
| 2 |
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Dämpferschicht |
| |
2a, 2b, 2c |
Segmente / Formteile der Dämpferschicht |
| 3 |
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Bodenverbund |
| 4 |
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Kautschukmischung des Bodenverbundes |
| 5 |
|
Festigkeitsträger des Bodenverbundes |
| 6 |
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Gummierungsmischung der Festigkeitsträger |
| 7 |
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Seitenwand |
| 8 |
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Felge |
| 9 |
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Radiale Richtung |
| 10 |
|
Axiale Richtung |
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007055036 A1 [0005]
