DE102020214079A1

DE102020214079A1 - Verfahren zur Herstellung einer Spulbandage

Info

Publication number: DE102020214079A1
Application number: DE102020214079.0A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Reese; Thomas Kramer
Original assignee: Continental Reifen Deutschland GmbH
Current assignee: Continental Reifen Deutschland GmbH
Priority date: 2020-11-10
Filing date: 2020-11-10
Publication date: 2022-05-12

Abstract

Verfahren zur Herstellung einer Spulbandage auf einem auf einer zylindrischen Bautrommel aufgebauten Gürtel (1) für einen Fahrzeugluftreifen unter Aufwickeln eines eine Breite von 5,0 mm bis 15,0 mm und eine Dicke von 0,5 mm bis 2,0 mm aufweisenden Bandagestreifens (4) aus einer Kautschukmischung, in welche mehrere in Streifenlängsrichtung, nebeneinander und parallel zueinander verlaufende p-Aramidkorde (5) eingebettet sind.Es wird ein Bandagestreifen (4), welcher über seine Breite in zwei Abschnitte (4a, 4b) gegliedert ist, hergestellt, wobei der eine Abschnitt (4a) bis zu 50 % der Breite des Bandagestreifens (4) einnimmt und p-Aramidkorde und der zweite Abschnitt (4b) keine Kordverstärkung oder lediglich zumindest einen in Streifenlängsrichtung verlaufenden Stützfaden(5') enthält, wobei der Bandagestreifen (4) mit gegenseitiger Überlappung seiner Windungen derart gespult wird, dass der mit p-Aramidkorden (5) verstärkte Abschnitt (4a) jeweils mit dem zweiten Abschnitt (4b) überlappt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Spulbandage auf einem auf einer zylindrischen Bautrommel aufgebauten Gürtel für einen Fahrzeugluftreifen unter Aufwickeln eines eine Breite von 5,0 mm bis 15,0 mm und eine Dicke von 0,5 mm bis 2,0 mm aufweisenden Bandagestreifens aus einer Kautschukmischung, in welche mehrere in Streifenlängsrichtung, nebeneinander und parallel zueinander verlaufende p-Aramidkorde eingebettet sind.
Aus der DE 10 2018 213 780 A1 ist ein Fahrzeugluftreifen mit einem zweilagigen, mit Stahlkorden verstärkten Gürtelverband und einer den Gürtelverband überdeckenden Gürtelbandage bekannt. Die Gürtelbandage besteht aus einem zentralen Bandagenteil und zwei an diesen anschließenden seitlichen Bandagenteilen. Die Bandagenkorde im zentralen Bandagenteil verlaufen zur Umfangsrichtung unter einem größeren Winkel als die Bandagenkorde in den seitlichen Bandagenteilen, welche zur Umfangsrichtung unter einem Winkel von bis zu 2° verlaufen. Sämtliche Bandagenkorde bestehen aus einem textilen Material, insbesondere aus Polyester, Rayon oder einem Polyamid. Die DE 6911956 T2 offenbart eine Gürtelstruktur für einen radialen Fahrzeugluftreifen mit zumindest zwei Schichten aus spiralförmig gewickelten Bandagenstreifen, welche mit 0° bis 5° zur der Äquatorialebene des Reifens ausgerichtet sind und durch Fasern verstärkt sind, welche zumindest teilweise Aramidfasern sind.
Die EP 0 965 463 A2 offenbart einen Niederquerschnittsreifen, welcher Gürtellagen aufweist, die als Festigkeitsträger Aramidkorde enthalten. Der Gürtelverband ist mit einer zweilagigen Gürtelbandage überdeckt, welche als Spulbandage ausgeführt sein kann und als Festigkeitsträger Korde aus Nylon, Polyester, Polyamid oder Aramid enthält.
Übliche Verstärkungskorde in Gürtelbandagen von Fahrzeugluftreifen bestehen entweder aus Nylon 6.6 oder sind Hybridkorde, bei welchen die Korde sogenannte gemischte Korde sind, welche beispielsweise aus Nylon 6.6 und p-Aramid bestehen. Derartige Hybridkorde in der Gürtelbandage stellen sicher, dass die beim Reifenaufbauprozess und bei der Vulkanisation des Reifens stattfindende Ausdehnung des Reifens, welche üblicherweise als Erhebung bezeichnet wird, im Ausmaß von 5% bis 6 % erfolgen kann, insbesondere weil Nylon 6.6 eine entsprechende Materialdehnung erlaubt.
Bei einem üblichen, zweistufigen Reifenaufbauprozess wird die Reifenkarkasse, welche insbesondere aus einer Innenschicht, der Karkassverstärkung, Wulstbereichen mit Wulstkernen, Seitenwänden und weiteren Bauteilen besteht, in einer Karkassmaschine auf einer Karkasstrommel aufgebaut, ein Gürtel-/Laufstreifenpaket aus Gürtellagen mit Gürtelbandage und einem Laufstreifen wird auf einer separaten Bautrommel, welche üblicherweise eine flache (zylindrische), nicht konturierte Bautrommel ist, aufgebaut. Anschließend wird das Gürtel-/Laufstreifenpaket über der Reifenkarkasse positioniert und durch Bombieren derselben mit der Reifenkarkasse verbunden. Um eine ungleichmäßige und einen ungleichmäßigen Abrieb begünstigende Verformung von Fahrzeugluftreifen im Betrieb, insbesondere bei höheren Geschwindigkeiten, zu vermeiden, ist es vorteilhaft, in der Gürtelbandage Korde einzusetzen, die ausschließlich aus p-Aramid bestehen. Da Bandagenkorde aus p-Aramid nur eine geringe Reißdehnung von etwa 5% bis 6 % aufweisen, werden derzeit Gürtel-/Laufstreifenpakete mit p-Aramidkorden in der Gürtelbandage auf konturierten Bautrommeln aufgebaut. Solche Bautrommeln weisen nach außen gewölbte Außenflächen auf, sodass die Gürtellagen und die Spulbandage auf eine entsprechend konturierte Oberfläche aufgebracht werden. Dadurch wird das Ausmaß der im weiteren Aufbauprozess und nachfolgend in der Vulkanisationsform stattfindenden Erhebung des Reifens insgesamt deutlich reduziert. Es besteht jedoch ein auf wirtschaftlichen Überlegungen basierendes Interesse, Spulbandagen mit p-Aramidkorden auch auf den vielerorts in der Produktion vorhandenen nicht konturierten, zylindrischen Bautrommeln auf die Gürtellagen aufbringen zu können, ohne dass sich die p-Aramidkorde, spätestens bei der in der Vulkanisationsform stattfindenden Erhebung des Reifens, unerwünschterweise in die radial äußerste Gürtellage hineinpressen und diese gegebenenfalls beschädigen.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, mit welchem mit p-Aramidkorden verstärkte und als Spulbandagen herzustellende Gürtelbandagen auf einer nicht konturierten, zylindrischen Bautrommel auf die dort bereits aufgebauten Gürtellagen aufgebracht werden können.
Gelöst wird die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, dass ein Bandagestreifen, welcher über seine Breite in zwei Abschnitte gegliedert ist, hergestellt wird, wobei der eine Abschnitt bis zu 50 % der Breite des Bandagestreifens einnimmt und p-Aramidkorde und der zweite Abschnitt keine Kordverstärkung oder lediglich zumindest einen in Streifenlängsrichtung verlaufenden Stützfaden enthält, wobei der Bandagestreifen mit gegenseitiger Überlappung seiner Windungen derart gespult wird, dass der mit p-Aramidkorden verstärkte Abschnitt jeweils mit dem zweiten Abschnitt überlappt.
Bei der Erfindung wird durch die miteinander überlappenden Windungen des Bandagestreifens eine Spulung analog einer 2-2-2 Spulung erzeugt, wobei während des Aufbauprozesses und der Vulkanisation des Rohreifens infolge der im Kopfbereich des Reifens stattfindenden Erhebung die p-Aramidkorde in das Gummimaterial des von p-Aramidkorden freien Abschnittes eindringen, sodass eine 1-1-1 Spulung entsteht bzw. gebildet wird. Die Erfindung ermöglicht es daher den Aramidkorden in der Spulbandage bei den stattfindenden Erhebungsvorgängen in das Gummimaterial des zweiten Abschnittes „auszuweichen“, sodass die radial äußerste Gürtellage nicht Gefahr läuft, beschädigt zu werden. Die Gürtelbandage im fertig vulkanisierten Reifen ist daher beispielsweise eine einlagige Gürtelbandage mit zumindest im Wesentlichen gleich beabstandeten p-Aramidkorden.
Bei einer bevorzugten Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist der mit p-Aramidkorden verstärkte Abschnitt des Bandagestreifens ausschließlich mit p-Aramidkorden verstärkt.
Bevorzugt weist ferner der mit p-Aramidkorden verstärkte Abschnitt des Bandagestreifens eine Mindestbreite von 30 % der Breite des Bandagestreifens auf, sodass eine auf effektive Weise mit p-Aramidkorden verstärkte Gürtelbandage erstellt werden kann.
Die p-Aramidkorde bestehen bei einer bevorzugten Ausführung aus zumindest einem Garn insbesondere aus bis zu drei Garnen, aus p-Aramidfasern, wobei jedes Garn des p-Aramidkordes eine Feinheit von 300 dtex bis 3.000 dtex, vorzugsweise bis 2.000 dtex und besonders bevorzugt bis 1.000 dtex aufweist. Die entsprechende Wahl des p-Aramidkordes richtet sich nach der erwünschten bzw. vorgesehenen Ausführung der Spulbandage im Reifen.
Im zweiten Abschnitt des Bandagestreifens ist bevorzugt einer der Stützfäden oder der Stützfaden nahe des seitlichen Randes dieses Abschnittes eingebettet, beispielsweise in einem Abstand von 0,20 mm bis 1,00 mm vom seitlichen Rand. Der Stützfaden bzw. die Stützfäden hat bzw. haben die Aufgabe, dem Bandagestreifen beim Spulvorgang eine gewisse Stabilität zu verleihen, wobei eine Position eines Stützfadens nahe des Randes des zweiten Abschnittes diesbezüglich besonders vorteilhaft ist.
Der Stützfaden ist bevorzugt ein Multifilament-Einfachgarn oder ein Monofilament aus Polyamid, beispielsweise PA 66, ein Polyester, beispielsweise ein PET (Polyethylenterephthalat), Glas, Carbon, PEEK (Polyetheretherketon), Aramid oder POK (Polyketon) und weist bevorzugt einen Durchmesser auf, welcher 30 % bis 50 % des Durchmessers des p-Aramidkordes beträgt. Nachdem der Stützfaden bzw. die Stützfäden den Bandagestreifen vorrangig stabilisieren sollen, kann das Material des Stützfadens bzw. der Stützfäden aus einer Vielzahl von Materialien ausgewählt werden. Der geringe Durchmesser des Stützfadens bzw. der Stützfäden stellt sicher, dass seine bzw. ihre Miteinbettung in der fertig vulkanisierten Spulbandage unauffällig möglich ist und keine Auswirkungen auf die p-Aramidkorde in der Spulbandage hat.
Die Erfindung betrifft ferner einen Fahrzeugluftreifen mit einer Spulbandage, welche über zumindest einen in axialer Richtung vorliegenden Abschnitt nach dem Verfahren gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 bis 8 erstellt worden ist.
Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden nun anhand der schematischen Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel darstellt, näher beschrieben. Dabei zeigen

1 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung bei einem Gürtel für einen Rohreifen eines Fahrzeugluftreifens,
2 den Gürtel aus 1 nach erfolgter Vulkanisation des Reifens und
3 einen Querschnitt eines Bandagestreifens zur Herstellung einer Gürtelbandage.

1 zeigt schematisch und im Reifenquerschnitt einen zweilagigen Gürtel 1 für einen PKW-Fahrzeugluftreifen unmittelbar nach dem Aufbau auf einer Gürtelaufbautrommel, die eine zylindrische, daher nicht konturierte Bautrommel ist. Die beiden Gürtellagen sind ungleich breit, wobei die weiter radial innen befindliche Gürtellage die breitere Gürtellage ist. Der Gürtel 1 ist radial außen mit einer Gürtelbandage 3 bedeckt, welche seitlich über die Kanten der breiteren Gürtellage reicht Die äußeren Konturen eines auf der Bautrommel auf den Gürtelverband aus Gürtellagen und Gürtelbandage 3 aufgebrachten Laufstreifens 2 sind angedeutet.
Die Gürtelbandage 3 ist eine Spulbandage, welche im gezeigten Ausführungsbeispiel durch einmaliges überlappendes Wickeln bzw. Spulen eines Bandagestreifens 4 hergestellt ist.
3 zeigt einen Querschnitt durch eine Ausführungsvariante eines derartigen Bandagestreifens 4. Der Streifen besteht aus einer Kautschukmischung, in welcher Korde 5 und optional zumindest ein Stützfaden 5', wie nachfolgend näher beschrieben ist, parallel zueinander verlaufend in Streifenlängsrichtung eingebettet sind. Die Einbettung erfolgt in bekannter Weise in extrudierte Kautschukmischungsstreifen. Die Breite b des Bandagenstreifens 4 beträgt 5,00 mm bis 15,00 mm, die Dicke d 0,50 mm bis 1,50 mm, in Abhängigkeit vom Durchmesser der Korde 5.
Der Bandagestreifen 4 ist in zwei in seiner Längsrichtung verlaufende und eine konstante Breite aufweisende Abschnitte 4a, 4b gegliedert, wobei in dem einen Abschnitt 4a nebeneinander verlaufend die Korde 5 eingebettet sind, im zweiten Abschnitt 4b befindet sich zumindest ein Stützfaden 5'. Der Abschnitt 4a des Bandagestreifens 4 nimmt, ausgehend von dem einem seitlichen Rand des Streifens 4, 30 % bis 50 % der Breite b des Bandagestreifens 4 ein. Der gegenseitige lichte Abstand der Korde 5 im Abschnitt 4a beträgt mindestens 0,20 mm und wird üblicherweise derart gewählt, dass die Fadendichte der Korde 5 6 bis 10 pro Zentimeter beträgt.
Der Kord 5 ist ein p-Aramidkord und besteht aus ein bis drei Multifilamentgarnen aus Fasern aus p-Aramid (Poly(p-phenylenterephthalamid)). Besteht der Kord 5 aus einem p-Aramidgarn ist dieses in sich verdreht, besteht der Kord 5 aus zwei p-Aramidgarnen sind diese miteinander verdreht, besteht der Kord 5 aus drei p-Aramidgarnen werden diese vorerst einzeln beispielsweise in Z-Richtung verdreht und anschließend werden die drei vorverdrehten Grane zu einem Kord in die entgegengesetzte Richtung - im Bespiel in S-Richtung - verdreht. Die Verdrehung erfolgt jeweils mit 50 bis 500 Drehungen pro Meter Garn. Das Garn im Kord 5 weist eine Feinheit von 300 dtex bis 3.000 dtex, vorzugweise bis 2.000 dtex und besonders bevorzugt bis 1.000 dtex auf.
Bei einer bevorzugten Ausführung des Bandagestreifen 4 befinden sich im Abschnitt 4a drei bis fünf p-Aramidkorde 5. Im Abschnitt 4b des Bandagestreifens 4 ist bei der gezeigten Ausführung ein Stützfaden 5' eingebettet, welcher nahe des zweiten seitlichen Randes des Bandagestreifens 4, beispielsweise in einem Abstand von 0,20 mm bis 1,00 mm eingebettet ist. Der Stützfaden 5' ist beispielsweise ein Multifilament-Einfachgarn oder ein Monofilament aus Polyamid, beispielsweise PA 66, ein Polyester, beispielsweise ein PET (Polyethylenterephthalat), Glas, Carbon, PEEK (Polyetheretherketon), Aramid oder POK (Polyketon). Der Stützfaden 5' weist einen Durchmesser auf, welcher insbesondere 30 % bis 50 % des Durchmessers des Bandagenkordes 5 beträgt. Anstelle eines einzelnen Stützfadenes 5' können mehrere Stützfäden 5', insbesondere bis zu drei oder vier Stützfäden 5' vorgesehen sein. Bei einer weiteren alternativen Ausführung enthält der Abschnitt 4b keinen Stützfaden, der Abschnitt 4b besteht dann ausschließlich aus der Kautschukmischung des Bandagestreifens 4.
Wie bereits erwähnt und wie 1 zeigt, wird der Bandagestreifen 4 geschindelt bzw. mit Überlappung gespult bzw. aufgewickelt, wobei die Überlappung derart erfolgt, dass jeweils der Abschnitt 4a mit dem Abschnitt 4b der vorher gespulten Wicklung möglichst deckungsgleich überlappt.
Auf die derart gebildete Spulbandage wird anschließend in bekannter Weise der rohe Laufstreifen (nicht im Detail dargestellt) aufgebracht. Das fertige aufgebaute Gürtel-/Laufstreifenpaket wird anschließend mit einer separat aufgebauten Reifenkarkasse zusammengefügt, insbesondere wird das Gürtel-/Laufstreifenpaket zur und über die aufgebaute Reifenkarkasse transferiert und durch Bombieren der Reifenkarkasse mit dieser verbunden. Sowohl bei diesem Vorgang als auch beim anschließenden Einformen des fertig aufgebauten Reifenrohlings in eine Vulkanisationsform erfolgt einen Dehnung - Erhebung genannt - im Kopfbereich des Rohreifens in der Größenordnung von 3 % bis 5% des Durchmessers des Rohreifens an dieser Stelle. Während der Erhebung drücken sich die p-Aramidkorde 5 in den darunter befindlichen Gummi bzw. in die darunter befindliche Kautschukmischung der Abschnitte 4b des Bandagestreifens 4 ein und formen derart eine 1-1-1 Bandage. Das Gummimaterial aus dem Abschnitt 4b verfließt auf dem Gürtel, die Stützkorde 5' verbleiben im Gummimaterial ohne den Gürtel oder die Bandage zu beschädigen. 2 zeigt schematisch eine einlagige Gürtelbandage 3 mit zumindest im Wesentlichen gleich beabstandeten Korden 5 im fertig vulkanisierten Reifen.
Eine gemäß der Erfindung erstellte Spulbandage kann lediglich über einen axialen Abschnitt der insgesamt vorgesehenen Spulbandage verlaufen. Darüber hinaus kann eine gemäß der Erfindung erstellte Spulbandage auch mit einer in herkömmlicher Weise ausgeführten Spulbandage kombiniert und/oder überdeckt sein.
Bezugszeichenliste

1: Gürtel
2: Laufstreifen
3: Gürtelbandage
4: Bandagestreifen
4a, 4b: Abschnitt
5: p-Aramidkord
5': Stützfaden
b: Breite des Bandagestreifens
d: Dicke des Bandagestreifens

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102018213780 A1 [0002]
DE 6911956 T2 [0002]
EP 0965463 A2 [0003]

Claims

Verfahren zur Herstellung einer Spulbandage auf einem auf einer zylindrischen Bautrommel aufgebauten Gürtel (1) für einen Fahrzeugluftreifen unter Aufwickeln eines eine Breite von 5,0 mm bis 15,0 mm und eine Dicke von 0,5 mm bis 2,0 mm aufweisenden Bandagestreifens (4) aus einer Kautschukmischung, in welche mehrere in Streifenlängsrichtung, nebeneinander und parallel zueinander verlaufende p-Aramidkorde (5) eingebettet sind, dadurch gekennzeichnet dass ein Bandagestreifen (4), welcher über seine Breite in zwei Abschnitte (4a, 4b) gegliedert ist, hergestellt wird, wobei der eine Abschnitt (4a) bis zu 50 % der Breite des Bandagestreifens (4) einnimmt und p-Aramidkorde und der zweite Abschnitt (4b) keine Kordverstärkung oder lediglich zumindest einen in Streifenlängsrichtung verlaufenden Stützfaden(5') enthält, wobei der Bandagestreifen (4) mit gegenseitiger Überlappung seiner Windungen derart gespult wird, dass der mit p-Aramidkorden (5) verstärkte Abschnitt (4a) jeweils mit dem zweiten Abschnitt (4b) überlappt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mit p-Aramidkorden (5) verstärkte Abschnitt (4a) des Bandagestreifens (4) ausschließlich mit p-Aramidkorden (5) verstärkt ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der mit p-Aramidkorden (5) verstärkte Abschnitt (4a) des Bandagestreifens (4) eine Mindestbreite von 30% der Breite (b) des Bandagestreifens (4) aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die p-Aramidkorde (5) aus zumindest einem Garn, insbesondere aus bis zu drei Garnen, aus p-Aramidfasern bestehen.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Garn des p-Aramidkordes (5) eine Feinheit von 300 dtex bis 3.000 dtex, vorzugweise bis 2.000 dtex und besonders bevorzugt bis 1.000 dtex aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im zweiten Abschnitt (4b) des Bandagestreifens (4) einer der Stützfäden oder der Stützfaden (5') nahe des seitlichen Randes dieses Abschnittes (4b) eingebettet ist, beispielsweise in einem Abstand von 0,20 mm bis 1,00 mm vom seitlichen Rand.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützfaden (5') ein Multifilament-Einfachgarn oder ein Monofilament aus Polyamid, beispielsweise PA 66, ein Polyester, beispielsweise ein PET (Polyethylenterephthalat), Glas, Carbon, PEEK (Polyetheretherketon), Aramid oder POK (Polyketon) ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützfaden (5') einen Durchmesser aufweist, welcher 30 % bis 50 % des Durchmessers des p-Aramidkordes (5) beträgt.
Fahrzeugluftreifen mit einer Spulbandage, welche über zumindest einen in axialer Richtung vorliegenden Abschnitt nach dem Verfahren gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 bis 8 erstellt worden ist.