DE102022000652A1

DE102022000652A1 - Ein Verfahren zum Aufbringen von Dichtungsmittel auf eine Innenoberfläche eines Luftreifens

Info

Publication number: DE102022000652A1
Application number: DE102022000652.9A
Authority: DE
Inventors: Teemu Soini; Esko KUKKONEN; Jari Ojala; Harri MOISIO
Original assignee: Nokian Renkaat Oyj
Current assignee: Nokian Renkaat Oyj
Priority date: 2021-02-23
Filing date: 2022-02-23
Publication date: 2022-08-25
Also published as: FI20215194A1; CN114953546A; US20220266558A1; FI130080B

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbringen eines Dichtungsmittels (200) auf eine Innenoberfläche (102) eines Luftreifens (100). Das Verfahren umfasst das Verwenden einer ersten Extrusionsvorrichtung (310), um mindestens einen Teil eines ersten Durchsatzes (210), umfassend Basiselastomer, zu bilden, das Verwenden einer zweiten Extrusionsvorrichtung (320), um mindestens einen Teil eines zweiten Durchsatzes (220), umfassend ein Härtungsmittel, zu bilden, und das Mischen des ersten Durchsatzes (210) mit dem zweiten Durchsatz (220), um das Dichtungsmittel (200) zu bilden. Außerdem wird eine Schicht des Dichtungsmittels (200) auf die Innenoberfläche (102) des Luftreifens (100) mit Hilfe eines Dosierkopfes (410) aufgebracht.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft die Art und Weise, in der ein Luftreifen für einen Fall eines Lochs, das beim Betrieb auftritt, selbstabdichtend gemacht wird. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer solchen selbstabdichtenden Dichtmassenschicht an einem Luftreifen.
Hintergrund
Bei Luftreifen für Autos ist ein Loch, das dadurch verursacht wird, dass ein scharfes Objekt den Reifen trifft, seit dem Beginn der Verwendung von Luftreifen ein Problem. Aus zahlreichen Patenten ist es bekannt, dass ein Loch abgedichtet werden kann, indem ein geeignetes Dichtungsmittel bereitgestellt wird, um an dem Objekt zu haften, das das Loch verursacht. Somit füllt das Dichtungsmittel, wenn das Objekt aus dem durchstochenen Reifen entfernt wird, das Loch und verhindert, dass das unter Druck gesetzte Gas aus dem Reifen entweicht. Verfahren zum Aufbringen von Dichtungsmittel sind z. B. aus den Patentanmeldungen EP 0 080 968 und EP 0 161 201 bekannt. Das Dichtungsmittel kann in Form eines vorgefertigten Bands aufgebracht werden. Alternativ kann, wie in 1 gezeigt, eine Extrusionsvorrichtung 300 verwendet werden, um Dichtungsmittel 200 durch einen Dosierkopf 410 auf eine Innenoberfläche eines Luftreifens 100 aufzubringen. Ein solches Dichtungsmittel kann einen teilweise vernetzten Butylkautschuk umfassen. Ein Rotator 500 kann verwendet werden, um den Reifen zu drehen, während das Dichtungsmittel aufgebracht wird.
Typischerweise ist das Material, das als Dichtungsmittel 200 verwendet wird, klebrig und viskos, wodurch sein Aufbringen problematisch sein kann. Typischerweise wird das Dichtungsmittel auf mindestens 70 Grad Celsius erhitzt, um sein Aufbringen zu ermöglichen. Erhitzen kann z. B. die Viskosität verringern. Jedoch macht das Erhitzen des Dichtungsmittels in Verbindung mit einer temperaturabhängigen Viskosität ein gleichmäßiges Aufbringen des Dichtungsmittels ziemlich problematisch.
Zusammenfassung
Es wurde gefunden, dass die Probleme des Standes der Technik vermieden oder verringert werden können, indem ein zweikomponentiges oder mehrkomponentiges Dichtungsmittel verwendet wird. Die zwei Komponenten des Dichtungsmittels sind ein Basiselastomer und ein Härtungsmittel. Im Fall eines mehrkomponentigen Dichtungsmittels können einige Komponenten davon das Basiselastomer bilden und können einige Komponenten das Härtungsmittel bilden. Erst wenn die Komponenten, d. h. das Basiselastomer und das Härtungsmittel, zusammen gemischt werden, um das Dichtungsmittel zu bilden, startet die Vulkanisation (d. h. Härten) des Dichtungsmittels, wodurch das Dichtungsmittel für einige Zeit verarbeitbar ist. Die verarbeitbare Zeitdauer des Dichtungsmittels wird als eine Verarbeitungszeit des Dichtungsmittels bezeichnet. Somit kann während der Verarbeitungszeit des Dichtungsmittels das Dichtungsmittel auf den Luftreifen aufgebracht werden, und es muss nicht erhitzt werden. Um das Aufbringen während der Verarbeitungszeit zu gewährleisten und das Verstopfen der Extrusionsvorrichtung zu vermeiden, werden das Basiselastomer und das Härtungsmittel unter Verwendung von getrennten Extrusionsvorrichtungen extrudiert, und die Durchsätze der Extrusionsvorrichtungen werden gemischt, um das Dichtungsmittel zu erhalten. Im Gegensatz dazu ist, falls eine vorgemischte Zusammensetzung des Dichtungsmittels aufgebracht wird, wie in 1 angegeben, das Risiko für Verstopfen der Extrusionsvorrichtung hoch, da das Dichtungsmittel bereits innerhalb der Extrusionsvorrichtung vulkanisiert wird.
Die Erfindung wird ausführlicher im unabhängigen Anspruch 1 beschrieben. Die abhängigen Ansprüche und die Beschreibung definieren bevorzugte Ausführungsformen.
Figurenliste

1 zeigt ein bekanntes System zum Aufbringen von Dichtungsmittel auf eine Oberfläche eines Luftreifens,
2 zeigt eine Hälfte eines Querschnitts eines Luftreifens,
3a zeigt eine Ausführungsform eines Verfahrens zum Aufbringen von Dichtungsmittel auf eine Innenoberfläche eines Luftreifens,
3b zeigt eine Ausführungsform eines Verfahrens zum Aufbringen von Dichtungsmittel auf eine Innenoberfläche eines Luftreifens,
3c zeigt eine Ausführungsform eines Verfahrens zum Aufbringen von Dichtungsmittel auf eine Innenoberfläche eines Luftreifens,
4 zeigt eine Ausführungsform eines Systems und eines Verfahrens zum Aufbringen von Dichtungsmittel auf eine Innenoberfläche eines Luftreifens,
5 zeigt eine Ausführungsform eines Systems und eines Verfahrens zum Aufbringen von Dichtungsmittel auf eine Innenoberfläche eines Luftreifens,
6 zeigt eine Ausführungsform eines Verfahrens zum Aufbringen von Dichtungsmittel auf eine Innenoberfläche eines Luftreifens,
7 zeigt eine Ausführungsform eines Verfahrens zum Aufbringen von Dichtungsmittel auf eine Innenoberfläche eines Luftreifens,
8a zeigt eine Schicht von Dichtungsmittel auf einer Innenoberfläche eines Luftreifens, wobei die Schicht aus parallelen Bändern von Dichtungsmittel gemacht worden ist,
8b zeigt eine Schicht von Dichtungsmittel auf einer Innenoberfläche eines Luftreifens, wobei die Schicht aus parallelen Teilen eines helikalen Bands von Dichtungsmittel gemacht worden ist,
9a zeigt eine Schicht von Dichtungsmittel auf einer Innenoberfläche eines Luftreifens, wobei die Schicht aus parallelen Bändern oder Teilen eines Bands von Dichtungsmittel gemacht worden ist, wobei die parallelen Teile nebeneinander liegen, sich aber nicht überlappen,
9b zeigt eine Schicht von Dichtungsmittel auf einer Innenoberfläche eines Luftreifens, wobei die Schicht aus parallelen Bändern oder Teilen eines Bands von Dichtungsmittel gemacht worden ist, wobei die parallelen Teile nebeneinander liegen und sich überlappen,
10a zeigt eine Ausführungsform, bei der der erste Durchsatz des Basiselastomers durch zwei Extrusionsvorrichtungen gebildet wird, wobei jede eine Komponente des Basiselastomers extrudiert, und
10b zeigt eine Ausführungsform, bei der der zweite Durchsatz des Härtungsmittels durch zwei Extrusionsvorrichtungen gebildet wird, wobei jede eine Komponente des Härtungsmittels extrudiert.

Ausführliche Beschreibung
2 zeigt die Hälfte eines Querschnitts eines Luftreifens 100. Der Reifen 100 umfasst eine Karkasse 105 (gezeigt in grauer Farbe, angrenzend an den Innerliner 130). Der Luftreifen umfasst eine Lauffläche 110, die so konfiguriert ist, dass sie bei Gebrauch eine Oberfläche, wie eine Straße, kontaktiert. Bei Gebrauch dreht sich der Reifen 100 um eine Drehachse AX, die in 2 horizontal (in 2 nicht gezeigt) verlaufen würde, wie in den 6 und 7 gezeigt. Der Reifen 100 umfasst einen ersten Wulstteil 141, umfassend ein erstes Kabel 142, und einen zweiten Wulstteil 143, umfassend ein zweites Kabel 144. Die Karkasse 105 erstreckt sich toroidal vom ersten Wulstteil 141 bis zum zweiten Wulstteil 143. Die Karkasse 105 umfasst typischerweise die Kabel 142, 144 und den Teil der Karkasse, der sich toroidal zwischen den Kabeln 142, 144 erstreckt. Die Karkasse des Reifens ist ringförmig.
Der Luftreifen 100 umfasst eine erste Seitenwand 122 und eine zweite Seitenwand 124. Typischerweise umfasst der Luftreifen 100, z. B. die Karkasse 105 davon, einen Innerliner 130, der so konfiguriert ist, dass er die Luftdurchlässigkeit des Luftreifens 100 verringert (d. h. seine Luftdichtigkeit verbessert). Aus herstellungstechnischen Gründen kann eine Schicht aus Anstrich für die Reifeninnenseite auf dem Innerliner 130 angeordnet sein. Der Innerliner 130, gegebenenfalls mit einer Schicht aus dem Anstrich für die Reifeninnenseite, kann als eine innerste Schicht des Luftreifens angeordnet sein. Der Luftreifen 100 umfasst eine Innenoberfläche 102. Mindestens ein Teil der Innenoberfläche 102 kann durch den Innerliner 130 gebildet werden. Im Fall, dass der Innerliner 130 mit Anstrich für die Reifeninnenseite bedeckt ist, der nicht entfernt wird, kann mindestens ein Teil der Innenoberfläche 102 durch den Anstrich für die Reifeninnenseite gebildet werden, wie nachstehend erläutert.
Wie in „Hintergrund“ angegeben, kann die Innenoberfläche 102 des Luftreifens 100 mit Dichtungsmittel 200, d. h. selbstabdichtendem Mittel, bereitgestellt werden. Der Klarheit wegen zeigt 2 nur einen Teil der Innenoberfläche 102 des Reifens 100, der durch Dichtungsmittel 200 abgedeckt ist. Natürlich kann die gesamte Innenoberfläche 102 mit dem Dichtungsmittel 200 abgedeckt sein; oder kann mindestens die gesamte Fläche der Innenoberfläche 102, die der Lauffläche 110 gegenüberliegt, mit dem Dichtungsmittel 200 abgedeckt sein. Ein Zweck des Dichtungsmittels 200 ist es, dass, wenn ein Gegenstand, der den Luftreifen durchstochen hat, aus dem Luftreifen entfernt wird, das Dichtungsmittel 200 das Loch füllt und verhindert, dass das unter Druck gesetzte Gas aus dem Luftreifen 100 entweicht. Vorzugsweise beträgt eine Dicke einer Schicht aus dem Dichtungsmittel 200 von 1,5 mm bis 5 mm. Dies gilt mindestens nach einer Abbindezeit, d. h. der Zeit, nach der im Wesentlichen kein Fließen des Dichtungsmittels 200 mehr stattfindet. Diese steht mit der Verarbeitungszeit des Dichtungsmittels in Verbindung, wie nachstehend erläutert. Beispielsweise kann die Abbindezeit gleich der Verarbeitungszeit sein. Das Dichtungsmittel 200 kann demgemäß aufgebracht werden. Typischerweise genügt eine Schicht aus dem Dichtungsmittel 200, aber natürlich können mehr als eine dünne Schicht übereinander aufgebracht werden, um so eine dickere Schicht mit der vorstehend angegebenen Dicke zu bilden.
Um Verarbeitbarkeit des Dichtungsmittels 200 zu ermöglichen, wird in den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ein zweikomponentiges Dichtungsmittel 200 oder ein mehrkomponentiges Dichtungsmittel 200 verwendet. Die zwei Komponenten sind (i) ein Basiselastomer und (ii) ein Härtungsmittel. Wie nachstehend erläutert, kann das Basiselastomer ein Gemisch aus einigen Verbindungen eines mehrkomponentigen Dichtungsmittels sein. Wie nachstehend erläutert, kann das Härtungsmittel ein Gemisch aus einigen Verbindungen eines mehrkomponentigen Dichtungsmittels sein. Somit kann das Dichtungsmittel auch andere Komponenten umfassen. Das Dichtungsmittel wird gebildet, indem mindestens diese zwei Komponenten gemischt werden. Weder das Basiselastomer noch das Härtungsmittel allein beginnt zu vernetzen. Wenn sie jedoch zusammengemischt werden, beginnt und/oder beschleunigt das Härtungsmittel den Vulkanisationsprozess des Dichtungsmittels, wodurch das Dichtungsmittel ziemlich bald nach dem Mischen der zwei Komponenten auf den Reifen aufgebracht werden muss. Falls das bereits gemischte Dichtungsmittel mit nur einem Extruder 300 (wie in 1) extrudiert wird, ist das Risiko für Verstopfen des einzigen Extruders 300 und/oder der Rohrleitung ablaufseitig vom Extruder 300 hoch. Das Reinigen des Extruders und/oder der Rohrleitung vom ausgehärteten Dichtungsmittel ist schwierig.
Die 3a bis 3c zeigen solche Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, bei denen nur das Basiselastomer und das Härtungsmittel extrudiert werden. Somit umfasst eine Ausführungsform des Verfahrens zum Aufbringen von Dichtungsmittel 200 auf eine Innenoberfläche 102 eines Luftreifens 100 das Verwenden einer ersten Extrusionsvorrichtung 310, um einen ersten Durchsatz 210, umfassend Basiselastomer, zu bilden; und das Verwenden einer zweiten Extrusionsvorrichtung 320, um einen zweiten Durchsatz 220, umfassend Härtungsmittel, zu bilden. Darüber hinaus ist in einer bevorzugten Ausführungsform der erste Durchsatz 210 frei vom Härtungsmittel, damit die Vulkanisation vor der ersten Extrusionsvorrichtung 310 verhindert wird. Entsprechend ist in einer bevorzugten Ausführungsform der zweite Durchsatz 220 frei vom Basiselastomer, damit die Vulkanisation vor der zweiten Extrusionsvorrichtung 320 verhindert wird. Jedoch kann das Basiselastomer selbst durch Mischen von unterschiedlichen Komponenten gebildet werden und/oder kann das Härtungsmittel durch Mischen von unterschiedlichen Komponenten gebildet werden.
Unter Bezugnahme auf 10a kann das Basiselastomer gebildet werden, indem ein primärer erster Durchsatz 210a und ein sekundärer erster Durchsatz 210b zusammengemischt werden, um den ersten Durchsatz 210 zu bilden. Der primäre erste Durchsatz 210a kann unter Verwendung einer primären ersten Extrusionsvorrichtung 310a extrudiert werden. Der sekundäre erste Durchsatz 210b kann unter Verwendung einer sekundären ersten Extrusionsvorrichtung 310b extrudiert werden. Somit umfasst eine Ausführungsform die Verwendung einer ersten Extrusionsvorrichtung (310a, 310b), um einen Teil eines ersten Durchsatzes 210, umfassend Basiselastomer, zu bilden. Somit bezieht sich der „erste Durchsatz“ auf den Durchsatz des Basiselastomers insgesamt, d. h. aller seiner Bestandteile. Dies gilt insbesondere nachstehend, wo die Massenverhältnisse des ersten Durchsatzes 210 und des zweiten Durchsatzes 220 diskutiert werden.
Unter Bezugnahme auf 10b kann das Härtungsmittel gebildet werden, indem ein primärer zweiter Durchsatz 220a und ein sekundärer zweiter Durchsatz 220b zusammengemischt werden, damit sich der zweite Durchsatz 220 bildet. Der primäre zweite Durchsatz 220a kann unter Verwendung einer primären zweiten Extrusionsvorrichtung 320a extrudiert werden. Der sekundäre zweite Durchsatz 220b kann unter Verwendung einer sekundären zweiten Extrusionsvorrichtung 320b extrudiert werden. Somit umfasst eine Ausführungsform die Verwendung einer zweiten Extrusionsvorrichtung (320a, 320b), um einen Teil eines zweiten Durchsatzes 220, umfassend Härtungsmittel, zu bilden. Der Begriff „zweiter Durchsatz“ bezieht sich auf den Durchsatz des Härtungsmittels insgesamt, d. h. aller seiner Bestandteile. Dies gilt insbesondere nachstehend, wo die Massenverhältnisse des ersten Durchsatzes 210 und des zweiten Durchsatzes 220 diskutiert werden.
Selbst wenn es nicht gezeigt wird, ist es möglich, dass (i) das Basiselastomer und der erste Durchsatz 210 davon gebildet werden, indem der primäre erste Durchsatz 210a und der sekundäre erste Durchsatz 210b gemischt werden, und (ii) das Härtungsmittel und der zweite Durchsatz 220 davon gebildet werden, indem der primäre zweite Durchsatz 220a und der sekundäre zweite Durchsatz 220b gemischt werden.
Unter Bezugnahme auf 10b können die Teile 220a, 220b des zweiten Durchsatzes miteinander gemischt werden, um den zweiten Durchsatz an derselben Stelle zu bilden, an der der erste Durchsatz 210 mit diesen Teilen 220a, 220b gemischt wird. Selbst wenn es nicht gezeigt wird, können die Teile 210a, 210b des ersten Durchsatzes miteinander gemischt werden, um den ersten Durchsatz an derselben Stelle zu bilden, an der der zweite Durchsatz 220 mit diesen Teilen 210a, 210b gemischt wird.
Darüber hinaus wird es angemerkt, dass, wenn alle die partiellen (oder vollständigen) Durchsätze am gleichen Punkt gemischt werden, es belanglos sein kann, ob von einer Komponente angenommen wird, dass sie einen Teil des ersten Durchsatzes 210 oder des zweiten Durchsatzes 220 bildet. Unter Bezugnahme auf 10b, falls das Material des sekundären zweiten Durchsatzes 220b, falls es mit dem Material des ersten Durchsatzes 210 gemischt wird, nicht bewirkt, dass das Gemisch aushärtet, ist es beispielsweise unwichtig, ob von der Verbindung des sekundären zweiten Durchsatzes 220b angenommen wird, dass sie einen Teil des zweiten Durchsatzes 220 oder des ersten Durchsatzes 210 bildet.
Unter Bezugnahme auf die 3a bis 3c und 10a und 10b umfassen diese Ausführungsformen das Mischen des ersten Durchsatzes 210 mit dem zweiten Durchsatz 220, um das Dichtungsmittel 200 zu bilden, und das Aufbringen einer Schicht des Dichtungsmittels 200 auf die Innenoberfläche 102 des Luftreifens 100 mit Hilfe eines Dosierkopfes 410. Unter Bezugnahme auf 10a umfasst eine Ausführungsform das Mischen von Teilen des ersten Durchsatzes 210 mit dem zweiten Durchsatz 220, um das Dichtungsmittel 200 zu bilden, und das Aufbringen einer Schicht des Dichtungsmittels 200 auf die Innenoberfläche 102 des Luftreifens 100 mit Hilfe eines Dosierkopfes 410. Unter Bezugnahme auf 10b umfasst eine Ausführungsform das Mischen des ersten Durchsatzes 210 mit Teilen des zweiten Durchsatzes 220, um das Dichtungsmittel 200 zu bilden, und das Aufbringen einer Schicht des Dichtungsmittels 200 auf die Innenoberfläche 102 des Luftreifens 100 mit Hilfe eines Dosierkopfes 410. Selbst wenn es nicht gezeigt wird, kann z. B. ein primärer erster Durchsatz 210a (d. h. ein Teil des ersten Durchsatzes 210) zuerst mit dem zweiten Durchsatz 220 gemischt werden und kann danach ein sekundärer erster Durchsatz 210b (d. h. ein anderer Teil des ersten Durchsatzes 210) dann mit dem Gemisch gemischt werden, um das Dichtungsmittel 200 zu bilden.
Wie in den 3a bis 3c und 10a und 10b angegeben wird der erste Durchsatz 210 oder der Teil davon mit dem zweiten Durchsatz 220 oder dem Teil davon gemischt, um einen dritten Durchsatz (d. h. das Dichtungsmittel 200) zu bilden, und der dritte Durchsatz wird durch den Dosierkopf 410 auf die Innenoberfläche 102 des Luftreifens geleitet. Der erste Durchsatz 210 wird mit dem zweiten Durchsatz 220 an einer Mischstelle 212 gemischt. In einer Ausführungsform werden der erste Durchsatz 210 und der zweite Durchsatz 220 getrennt bis zur Mischstelle 212 gefördert, d. h. sie werden vor der Mischstelle 212 nicht gemischt. Selbst wenn es nicht gezeigt wird können weitere Komponenten zu dem ersten 210, dem zweiten 220 oder dem dritten Durchsatz zugegeben werden. Darüber hinaus kann das Basiselastomer aus mehr als einer Komponente (z. B. durch Mischen der Teile 210a, 210b) gebildet worden sein; und kann das Härtungsmittel aus mehr als einer Komponente (z. B. durch Mischen der Teile 220a, 220b) gebildet worden sein. Jedoch umfasst, wie in den 3a bis 3c angegeben, eine Ausführungsform das Mischen des ersten Durchsatzes 210 mit dem zweiten Durchsatz 220 nur ablaufseitig von der ersten Extrusionsvorrichtung 310 und ablaufseitig von der zweiten Extrusionsvorrichtung 320. Somit befindet sich eine Mischstelle 212 ablaufseitig von der ersten Extrusionsvorrichtung 310 und ablaufseitig von der zweiten Extrusionsvorrichtung 320. Der Begriff Mischstelle 212 bezieht sich auf eine solche Stelle, (i) an der alle solche Verbindungen des Dichtungsmittels, die benötigt werden, um die Härtungsreaktion des Dichtungsmittels zu starten, zusammengemischt werden; und (ii) die sich am weitesten anstromseitig in der Richtung des Flusses dieser Verbindungen befindet.
Das Basiselastomer als solches ist so konfiguriert, dass es nicht vulkanisiert (d. h. aushärtet) oder nur sehr langsam vulkanisiert. Somit kann eine Verarbeitungszeit des Basiselastomers z. B. mindestens einen Monat bei Zimmertemperatur betragen. Der Begriff Lagerfähigkeit kann an Stelle des Begriffs Verarbeitungszeit verwendet werden, da das Basiselastomer so konfiguriert ist, dass es einen langen Zeitraum ohne Aushärten gelagert werden kann. Auf eine ähnliche Art und Weise ist das Härtungsmittel als solches so konfiguriert, dass es nicht vulkanisiert (d. h. aushärtet) oder nur sehr langsam vulkanisiert. Somit kann eine Verarbeitungszeit des Härtungsmittels z. B. mindestens einen Monat bei Zimmertemperatur betragen. Der Begriff Lagerfähigkeit kann an Stelle des Begriffs Verarbeitungszeit verwendet werden, da das Härtungsmittel so konfiguriert ist, dass es einen langen Zeitraum ohne Aushärten gelagert werden kann.
Stattdessen ist eine Verarbeitungszeit des Dichtungsmittels 200 viel kürzer als eine Verarbeitungszeit von einem aus dem Basiselastomer und dem Härtungsmittel. Das liegt daran, dass das Härtungsmittel so konfiguriert ist, dass es, wenn es mit dem Basiselastomer gemischt wird, die Vulkanisation das Dichtungsmittels 200 beschleunigt. Die Verarbeitungszeit des Dichtungsmittels 200 kann z. B. von 5 Minuten bis 45 Minuten bei Zimmertemperatur betragen. Dementsprechend kann die Verarbeitungszeit des Basiselastomers mindestens das Zweihundertfache der Verarbeitungszeit des Dichtungsmittels 200 betragen; und kann die Verarbeitungszeit des Härtungsmittels mindestens das Zweihundertfache der Verarbeitungszeit des Dichtungsmittels 200 betragen. Eine Definition für die Verarbeitungszeit ist die Zeitdauer, die es ab dem Mischen dauert, bis die Viskosität des Dichtungsmittels von ihrem anfänglichen Wert um 100 % erhöht ist.
In einer Ausführungsform wird das Basiselastomer, das Härtungsmittel und Massendurchflussverhältnis des zweiten Durchsatzes zum ersten Durchsatz (hierin nachstehend ein Mischungsverhältnis) derart ausgewählt, dass eine Verarbeitungszeit des Dichtungsmittels 200 von 5 Minuten bis 45 Minuten bei Zimmertemperatur beträgt. Typischerweise stellt ein Hersteller eines zweikomponentigen Dichtungsmittels das Basiselastomer und das Härtungsmittel getrennt bereit und gibt auch ein bevorzugtes Mischungsverhältnis und die erhaltbare Verarbeitungszeit an. Ein zweikomponentiges Dichtungsmittel für die Erfindung kann zusammengestellt werden, dass es entsprechend verfügbar ist. Indem das Mischungsverhältnis variiert wird, kann manchmal die Verarbeitungszeit beeinflusst werden. Das Mischungsverhältnis kann z. B. mindestens 1 % oder mindestens 5 % (in Massenprozent, wie vorstehend angegeben) betragen. Somit beträgt in einer Ausführungsform ein Massendurchflussverhältnis des zweiten Durchsatzes 220 zum ersten Durchsatz 210 mindestens 1 % oder mindestens 5 %, wie von 1 % bis 100 %, oder von 2 % bis 50 % oder von 5 % bis 20 %.
Die Eigenschaften des Dichtungsmittels 200 können vom Mischungsverhältnis abhängen. Somit wird zum Verbessern der Qualität (d. h. Verringerung der Schwankungsbreite bei den Produkten) vorzugsweise das Mischungsverhältnis gesteuert. Unter Bezugnahme auf die 4 und 5 wird das Mischungsverhältnis vorzugsweise durch eine elektronische Steuereinheit CPU gesteuert. Jedoch kann das Mischungsverhältnis manuell oder mechanisch gesteuert werden. Die ersten und zweiten Extrusionsvorrichtungen 310, 320 können so konfiguriert sein, dass sie abhängig funktionieren, so dass das Mischungsverhältnis im Wesentlichen konstant ist. Somit umfasst eine Ausführungsform das Steuern eines Massendurchflusses des ersten Durchsatzes 210 und/oder eines Massendurchflusses des zweiten Durchsatzes 220 derart, dass ein Massendurchflussverhältnis des zweiten Durchsatzes 220 zum ersten Durchsatz 210 über die Zeit konstant ist. Offensichtlich ist, da sowohl das Basiselastomer als auch das Härtungsmittel benötigt werden mindestens zu einem gewissen Zeitpunkt, weder der Massendurchfluss des ersten Durchsatzes 210 noch der Massendurchfluss des zweiten Durchsatzes 220 null. Vorzugsweise wird der Massendurchfluss des ersten Durchsatzes 210 und/oder ein Massendurchfluss des zweiten Durchsatzes 220 derart gesteuert, dass ein Massendurchflussverhältnis des zweiten Durchsatzes 220 zum ersten Durchsatz 210 über die Zeit mindestens fünf Minuten lang konstant ist. Was den Begriff „konstant“ angeht, kann ein Schwankungsbereich von 80% bis 125 % des zeitlichen Durchschnitts annehmbar sein, ohne die Eigenschaften des Dichtungsmittels zu sehr zu beeinflussen. Das Mischungsverhältnis kann innerhalb der vorstehend erläuterten Grenzen liegen.
Das Verfahren kann das Messen von mindestens einem aus dem Massendurchfluss des ersten Durchsatzes 210 und/oder dem Massendurchfluss des zweiten Durchsatzes 220; und das Steuern von mindestens einem aus der ersten Extrusionsvorrichtung 310 und der zweiten Extrusionsvorrichtung 320 umfassen, um so ein Zielmischungsverhältnis zu erreichen, indem der/die gemessene(n) Wert(e) für den/die Massendurch(fluss/flüsse) verwendet wird/werden. Offensichtlich kann das Zielmischungsverhältnis innerhalb der vorstehend erläuterten Grenzen liegen.
Das Dichtungsmittel 200, d. h. ein Gemisch, umfassend mindestens das Basiselastomer und das Härtungsmittel, ist bei Gebrauch des Luftreifens 100 so konfiguriert, dass es mit der Innenoberfläche 102 des Luftreifens 100 verbunden bleibt und Löcher des Luftreifens 100 abdichtet. In einer Ausführungsform ist das Dichtungsmittel 200 so klebrig, dass die Klebrigkeit es dem Dichtungsmittel ermöglicht, bei Gebrauch mit der Innenoberfläche des Luftreifens 100 verbunden zu bleiben, und es das Abdichten der Löcher des Luftreifens 100 bei Gebrauch ermöglicht.
Vorzugsweise wird ein Dichtungsmittel auf Silikonbasis 200 verwendet. Somit umfasst in einer Ausführungsform das Basiselastomer ein Material auf Silikonbasis oder Silikon. Stärker bevorzugt umfasst das Basiselastomer Silikon. Ein Beispiel für ein solches Material wird nachstehend erläutert.
Die Verwendung eines zweikomponentigen Dichtungsmittels 200 hat den weiteren Vorteil, dass der Prozess bei Zimmertemperatur durchgeführt werden kann. Somit wird im Gegensatz zu Lösungen nach dem Stand der Technik keine Heizvorrichtung für das Dichtungsmittel benötigt. Deshalb beträgt in einer Ausführungsform eine Temperatur des Dichtungsmittels 200 innerhalb des Dosierkopfes 410 von -10 °C bis +50 °C. Die Temperatur kann z. B. von +10 °C bis +40 °C betragen. Darüber hinaus können der erste Durchsatz 210 und der zweite Durchsatz 220 auch im Wesentlichen bei Zimmertemperatur vorliegen. Somit betragen in einer Ausführungsform die Temperaturen des ersten Durchsatzes 210 und des zweiten Durchsatzes 220 anstromseitig von der Mischstelle 212 von -10 °C bis +50 °C. Die Temperaturen können von +10 °C bis +40 °C betragen. Eine Temperatur des ersten Durchsatzes 210 kann innerhalb eines dieser beiden Bereiche von der ersten Extrusionsvorrichtung 310 bis hin zur Mischstelle 212 liegen. Eine Temperatur des zweiten Durchsatzes 220 kann innerhalb eines dieser beiden Bereiche von der zweiten Extrusionsvorrichtung 320 bis hin zur Mischstelle 212 liegen. Eine Temperatur des Dichtungsmittels 200 kann innerhalb eines dieser beiden Bereiche von der Mischstelle 212 bis hin zu einem Auslass 411 des Dosierkopfes 410 liegen.
Unter Bezugnahme auf die 6 und 7 wird das Dichtungsmittel 200 typischerweise auf die Innenoberfläche 102 aufgebracht, indem der Reifen 100 um seine Drehachse AX rotiert und gleichzeitig das Dichtungsmittel 200 durch den Dosierkopf 410 extrudiert wird. Somit umfasst eine Ausführungsform das Drehen des Luftreifens 100 um eine Drehachse AX, während die Schicht des Dichtungsmittels 200 auf die Innenoberfläche 102 des Luftreifens 100 aufgebracht wird. Die Drehachse AX liegt parallel zu einer Richtung eines minimalen Abstands zwischen der ersten Seitenwand 122 und der zweiten Seitenwand 124 des Reifens 100. Prinzipiell kann der Reifen 100 fixiert und der Dosierkopf 410 drehbar sein, aber dies kompliziert typischerweise nur die Vorgehensweise bei der Aufbringung.
Somit ist in einer Ausführungsform vor dem Aufbringen des Dichtungsmittels 200 der Reifen 100 vorgefertigt, vulkanisiert und auf eine Lagerungstemperatur abgekühlt worden. Dann wird der Reifen 100 derart auf einer Vorrichtung zum Drehen von Reifen 500 positioniert, dass die Drehachse AX des Reifens 100 mehr oder weniger horizontal verläuft und der Reifen 100 wird um diese Drehachse AX rotiert. Die Drehachse AX kann z. B. einen Winkel von höchstens 60 Grad zu einer horizontalen Richtung bilden. Die Drehachse AX kann horizontal verlaufen. Die Bezugsziffer 500 wird in 1 gezeigt und eine Rotatorvorrichtung 500 nach dem Stand der Technik kann in der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Die Vorrichtung zum Drehen von Reifen 500 hält den Reifen an Ort und Stelle, was variabel sein kann, wie nachstehend erläutert, und rotiert den Reifen derart, dass das Aufbringen des Dichtungsmittels 200 im Wesentlichen nach unten auf die Innenoberfläche 102 des rotierenden Reifens 100 erfolgen kann. Die Rotatorvorrichtung 500 kann eine Walze oder Walzen umfassen, die so konfiguriert sind, dass sie den Reifen rotieren, indem sie mit der Lauffläche des Reifens in Kontakt sind (siehe 1). Alternativ kann die Rotatorvorrichtung 500 ein Verbindungsteil in Form des Reifenrandes umfassen, das so konfiguriert ist, dass es mit dem Reifen 100 von einem der Wulstgebiete 141, 143 (siehe 2) in Kontakt steht, und sie kann so konfiguriert sein, dass sie den Reifen 100 unter Verwendung dieses Verbindungsteils rotiert. Vorzugsweise bildet die Richtung des Flusses des Dichtungsmittels 200 innerhalb des Dosierkopfes 410 (zur Ablaufseite hin), was „im Wesentlichen nach unten“ sein kann, wie vorstehend angegeben, einen Winkel von -90 Grad bis 90 Grad, vorzugsweise von -30 Grad bis 30 Grad mit einer nach unten gerichteten vertikalen Richtung.
Vorzugsweise wird das Dichtungsmittel 200 als ein klebendes Band 202 oder Bänder 202a, 202b, 202c auf die Innenoberfläche 102 durch den Dosierkopf 410 extrudiert. Somit bewegen sich der Dosierkopf 410 und/oder der Reifen 100 relativ zueinander in einer Richtung der Drehachse AX. Der Pfeil D in den 6 und 7 gibt diese Richtung an. Z. B. kann sich der Dosierkopf 410 entlang eines Stabs 420 bewegen, dessen longitudinale Richtung parallel zur Drehachse AX verläuft. Der Dosierkopf 410 kann auch in anderen Richtungen sein, z. B. in einer radialen Richtung, und/oder er kann gedreht werden. Alternativ kann die Lage des Dosierkopfes 410 fixiert sein (z. B. relativ zum Boden) und kann sich der Reifen 100 relativ zum Dosierkopf in mindestens der Richtung der Drehachse AX bewegen.
Unter Bezugnahme auf 8b können der Dosierkopf 410 und/oder der Reifen 100 relativ zueinander mindestens in der Richtung der Drehachse AX kontinuierlich bewegt werden, um ein helikales Band 202 auf der Innenoberfläche 102 zu bilden. Die Teile 202r, 202s, 202t des helikalen Bands 202 sind nebeneinander angeordnet, gegebenenfalls auf eine überlappende Art und Weise, um die Schicht des Dichtungsmittels 200 zu bilden. Beispielsweise können der Dosierkopf 410 und/oder der Reifen 100 relativ zueinander in der Richtung der Drehachse AX kontinuierlich so bewegt werden, dass der transversale Abstand (d. h. in der axialen Richtung), den sich der Kopf/Reifen relativ zueinander während einer Umdrehung des Reifens bewegen, gleich einer Breite des Bands 202 ist. Typischerweise wird der Dosierkopf 410 bewegt und die Lage des Reifens 100 bleibt fixiert, auch wenn sich der Reifen an der Stelle und während des Aufbringens des Dichtungsmittels 200 dreht.
Unter Bezugnahme auf 8a können der Dosierkopf 410 und/oder der Reifen 100 relativ zueinander mindestens in der Richtung der Drehachse AX schrittweise bewegt werden, um kreisförmige Bänder 202a, 202b, 202c zu bilden, die nebeneinander angeordnet sind, gegebenenfalls in einer überlappenden Art und Weise, um die Schicht des Dichtungsmittels 200 zu bilden. Beispielsweise können der Dosierkopf 410 und/oder die Position des Reifens 100 fixiert bleiben, während ein Band (z. B. 202a) über einen gesamten Umfang des Reifens aufgebracht wird. Danach können der Dosierkopf 410 und/oder der Reifen 100 relativ zueinander in der Richtung der Drehachse AX um einen Abstand bewegt werden, der einer Breite des Bands 202a entspricht. Typischerweise wird der Dosierkopf 410 bewegt und die Lage des Reifens bleibt fixiert, auch wenn sich der Reifen an der Stelle und während des Aufbringens des Dichtungsmittels 200 dreht. Danach können der Dosierkopf 410 und/oder die Position des Reifens 100 fixiert bleiben, während ein nachfolgendes Band (z. B. 202b) über einen gesamten Umfang des Reifens aufgebracht wird.
Unter Bezugnahme auf 9a können die Bänder 202a, 202b, 202c oder die Teile 202r, 202s, 202t eines helikalen Bands 202 nebeneinander angeordnet sein, aber diese Bänder oder Teile des Bands müssen einander nicht überlappen. Unter Bezugnahme auf 9b können die Bänder 202a, 202b, 202c oder die Teile 202r, 202s, 202t eines helikalen Bands 202 nebeneinander angeordnet sein und diese Bänder oder Teile des Bands können einander überlappen. Das Ausmaß des Überlappens kann beeinflusst werden, indem die Gestalt des Auslasses 411 des Dosierkopfs 410 auf eine entsprechende Art und Weise entworfen wird. Hierin bedeutet Überlappen, dass die Bänder oder Teile eines Bands mindestens zum Teil übereinander in der radialen Richtung angeordnet sind, die in 9a und 9b entlang einer längeren Kante des Papiers ausgerichtet ist.
Somit umfasst eine Ausführungsform das Aufbringen des Dichtungsmittels 200 auf die Innenoberfläche 102 des Luftreifens 100 in Form eines Bands 202 oder von Bändern 202a, 202b, 202c, deren Breite weniger als eine Hälfte der Breite des Luftreifens 100 beträgt. Darüber hinaus umfasst die auf die Innenoberfläche 102 des Luftreifens 100 aufgebrachte Schicht des Dichtungsmittels 200 die Bänder 202a, 202b, 202c oder Teile (202r, 202s, 202t) des helikalen Bands 200 nebeneinander angeordnet, gegebenenfalls auf eine mindestens teilweise überlappende Art und Weise.
Damit das Dichtungsmittel 200 richtig auf die Innenoberfläche 102 auf eine zuverlässige Art und Weise aufgebracht wird, ist vorzugsweise mindestens ein Auslass 411 des Dosierkopfes 410 im Inneren eines Hohlraumes V angeordnet, der von einer Karkasse 105 des Luftreifens 100 definiert wird. Hierin bezieht sich der Begriff „Hohlraum V, der von einer Karkasse 105 des Luftreifens 100 definiert wird,“ auf einen solchen Hohlraum, der der kleinste konvexe Hohlraum ist, der die Karkasse 105 des Luftreifens 100 umfasst. Darüber hinaus bezieht sich der Begriff „konvexer Hohlraum“, wie üblich, auf einen solchen Hohlraum, bei dem beliebige zwei Punkte innerhalb des konvexen Hohlraumes mit einem geraden Liniensegment verbunden werden können, das von dem konvexen Hohlraum umfasst ist. D. h., sind beliebige zwei Punkte des konvexen Hohlraumes gegeben, enthält der konvexe Hohlraum das gesamte Liniensegment, das die zwei Punkte verbindet. Somit ist z. B. ein Zylinder ein konvexer Hohlraum, aber ein hohler Zylinder ist es nicht. Darüber hinaus ist z. B. ein Toroid kein konvexer Hohlraum.
Mit anderen Worten wird der Hohlraum V, der von der Karkasse 105 definiert wird, durch die Lauffläche 110, eine erste Ebene P1, die einen kreisförmigen Teil der ersten Seitenwand 122 umfasst, und eine zweite Ebene P2, die einen kreisförmigen Teil der zweiten Seitenwand 124 umfasst, begrenzt. Darüber hinaus ist ungeachtet des kreisförmigen Teils die gesamte erste Seitenwand 122 auf lediglich einer Seite der ersten Ebene P1 angeordnet. Dementsprechend ist ungeachtet des kreisförmigen Teils die gesamte zweite Seitenwand 124 auf lediglich einer Seite der zweiten Ebene P2 angeordnet. Auf die 3a bis 3c wird verwiesen.
Unter Bezugnahme auf die 3c, 4, 6 und 10b umfasst in einer Ausführungsform der Dosierkopf 410 einen ersten Einlass 414 zur Aufnahme des ersten Durchsatzes 210 (oder eines Teils davon) und einen zweiten Einlass 416 zur Aufnahme des zweiten Durchsatzes 220 (oder eines Teils davon). Somit findet das Mischen des ersten Durchsatzes 210 (oder des Teils davon) mit dem zweiten Durchsatz 220 (oder dem Teil davon) lediglich innerhalb des Dosierkopfes 410 statt. Dies gewährleistet, dass die Durchsätze 210, 220 (oder ein Teil davon) nicht zu früh miteinander gemischt werden. In einem solchen Fall ist vorzugsweise eines von:

- dem ersten Einlass 414 zur Aufnahme des ersten Durchsatzes 210 oder eines Teils davon,
- dem zweiten Einlass 416 zur Aufnahme des zweiten Durchsatzes 220 oder eines Teils davon und
- sowohl dem ersten Einlass 414 zur Aufnahme des ersten Durchsatzes oder eines Teils davon und dem zweiten Einlass 416 zur Aufnahme des zweiten Durchsatzes 220 oder eines Teils davon

in dem Hohlraum V, der von der Karkasse 105 des Luftreifens 100 definiert wird, angeordnet. Dies gewährleistet, dass der erste Durchsatz 210 oder der Teil davon mit dem zweiten Durchsatz 220 oder dem Teil davon nicht anstromseitig von dem Hohlraum V gemischt wird.
Unter Bezugnahme auf die 3a, 3b, 5 und 10a kann der Dosierkopf 410 jedoch einen einzigen Einlass zur Aufnahme des Dichtungsmittels 200 umfassen. Dabei ist das Dichtungsmittel 200 durch Mischen der Durchsätze 210, 220 an einer Mischstelle 212 anstromseitig vom Dosierkopf 410 gebildet worden. Dennoch wird auch in einer solchen Ausführungsform vorzugsweise der erste Durchsatz 210 mit dem zweiten Durchsatz 220 nicht anstromseitig vom Hohlraum V gemischt. Auf die 3b und 10a wird verwiesen, die zeigen, dass die Mischstelle 212 innerhalb des Hohlraums V angeordnet ist. Somit ist die Mischstelle 212, wie vorstehend definiert, vorzugsweise innerhalb des Hohlraumes V angeordnet.
Um ausreichendes Mischen des ersten Durchsatzes 210 mit dem zweiten Durchsatz 220 zu gewährleisten, umfasst in einer Ausführungsform der Dosierkopf 410 einen Mischer 412. Ein solcher Mischer 412 wird z. B. in den 3a bis 3c, 4, 6, 7, 10a und 10b gezeigt. Der Mischer 412 kann eine Schnecke oder ein Paar von Schnecken umfassen. Vorzugsweise ist der Mischer 412 ein statischer Mischer. Im Allgemeinen ist ein statischer Mischer eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Mischen von fluiden Materialien ohne bewegte Komponenten. Auf dem Fachgebiet wird der Begriff „statischer Mischer“ austauschbar mit Begriffen, wie „statische Mischvorrichtung“ und „bewegungsloser Mischer“, verwendet. Im Allgemeinen umfasst ein statischer Mischer eine Platte oder Platten oder andere verdrehte Elemente zum Leiten des Flusses aus dem dritten Durchsatz, d. h. dem Dichtungsmittel.
Der Mischer 412 ist so konfiguriert, dass er das Material oder die Materialien mischt, die den Mischer 412 durchlaufen. Somit ist der Mischer 412 so konfiguriert, dass (i) der erste Durchsatz 210 mit dem zweiten Durchsatz 220 gemischt wird und/oder (ii) das Dichtungsmittel 200 gemischt wird, das durch Mischen des ersten Durchsatzes 210 mit dem zweiten Durchsatz 220 gebildet wird. Was das Letztere betrifft, kann unter Bezugnahme auf die 3a und 3b das Dichtungsmittel 200 anstromseitig von dem Mischer 412 gebildet werden. Was das Erstere betrifft, kann der Mischer 412 unmittelbar ablaufseitig von den Einlässen für die Durchsätze 210, 220 angeordnet sein, wie in 3c gezeigt.
Vorzugsweise ist mindestens ein Teil des Mischers 412 im Hohlraum V angeordnet. Dies gewährleistet, dass das Dichtungsmittel 200 mindestens fast bis zum Auslass 411 gemischt wird.
Wie vorstehend angegeben ist das Verfahren auf beliebiges zweikomponentiges Dichtungsmittel oder mehrkomponentiges Dichtungsmittel anwendbar. Im Allgemeinen können mehr als zwei Chemikalien benötigt werden, um den Vernetzungsprozess des Dichtungsmittels zu aktivieren. Als ein Beispiel kann das Dichtungsmittel drei Komponenten (hierin nachstehend A, B und C) umfassen, so dass die Härtungsreaktion (d. h. das Vernetzen) startet, wenn alle die drei Komponenten A, B und C vermischt sind. Somit kann ein erster Teil des Dichtungsmittels (d. h. Basiselastomer, wie vorstehend erläutert) eines oder zwei aus A, B und C umfassen und kann der andere Teil des Dichtungsmittels (d. h. Härtungsmittel, wie vorstehend erläutert) eines oder zwei aus A, B und C umfassen, so dass in Kombination das Basiselastomer und das Härtungsmittel A, B und C umfassen.
Die erste Komponente (A) kann ein härtbares Polymer mit Silylendgruppen sein, das mindestens eine hydroxyl-funktionelle Gruppe pro Molekül aufweist. Die zweite Komponente (B) kann ein Vernetzungsmittel sein oder umfassen. Falls die erste Komponente das Polymer mit Silylendgruppen umfasst, kann das Vernetzungsmittel aus der Gruppe von Silanen mit mindestens 2 hydrolysierbaren Gruppen ausgewählt werden; oder alternativ kann das Vernetzungsmittel aus der Gruppe von silyl-funktionellen Molekülen mit mindestens 2 Silylgruppen ausgewählt werden. Solche Vernetzungsmittel sind in der Lage, sich mit dem Polymer mit Silylendgruppen der Komponente A zu vernetzen. Jedoch tritt die Reaktion ohne einen Katalysator nicht ein oder ist mindestens äußerst langsam. Somit wird auch ein geeigneter Katalysator benötigt. In einem solchen Fall kann die Komponente (C) ein Katalysator sein, ausgewählt aus der Gruppe der Titanate und/oder Zirkonate. Die Funktion der Komponente (C) ist es, die Geschwindigkeit zu erhöhen, mit der die Zusammensetzung (A und B; und C als der Katalysator) aushärtet.
Somit wird das Silyl der Komponente (A) durch die Komponente (B), d. h. das Vernetzungsmittel, vernetzt, aber nur in Gegenwart des Reaktionskatalysators (C). In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Basiselastomer die Komponenten A und B ohne C. Dementsprechend umfasst in der Ausführungsform das Härtungsmittel den Bestandteil C und kann lediglich eines aus A und B umfassen. Somit kann, selbst wenn ein solches Material von Natur aus ein dreikomponentiges Material ist, es als ein zweikomponentiges Material bereitgestellt werden. Jedoch können alle die drei Komponenten getrennt bereitgestellt werden. Das Aufbringen eines dreikomponentigen Materials wird in den 10a und 10b genau beschrieben. Das Aufbringen eines zweikomponentigen Materials wird in den 3a bis 7 genau beschrieben.
Jeder einzelne der Bestandteile A, B und C kann von seiner eigenen Extrusionsvorrichtung extrudiert werden. Auf die 10a und 10b wird verwiesen. In einem solchen Fall startet die Härtungsreaktion an der Mischstelle 212, welches die Stelle ist, an der alle die Bestandteile, die zum Starten der Polymerisationsreaktion benötigt werden, vermischt worden sind; und von mehreren solcher Stellen diejenige, die sich am weitesten anstromseitig befindet.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Basiselastomer die Komponenten A und B ohne C; umfasst das Härtungsmittel den Bestandteil C; und werden das Basiselastomer und das Härtungsmittel getrennt extrudiert. Auf die 3a bis 3c wird verwiesen. Auch in diesem Fall startet die Härtungsreaktion an der Mischstelle 212, welches die Stelle ist, an der die zwei Komponenten des Basiselastomers und das Härtungsmittel vermischt werden; und von mehreren solcher Stellen diejenige, die sich am weitesten anstromseitig befindet.
Außerdem kann das Dichtungsmittel 200 Füllstoffmaterial umfassen. Das Füllstoffmaterial kann einen Teil des Basiselastomers oder einen Teil des Härtungsmittels bilden. Alternativ kann Füllstoffmaterial getrennt anstromseitig von der Mischstelle 212 zu einem beliebigen der Durchsätze 210, 220 oder einem beliebigen ihrer Teile (210a, 210b, 220a, 220b) zugegeben werden. Das Füllstoffmaterial kann beispielsweise verstärkende und/oder nicht verstärkende anorganische Füllstoffe, thermisch und/oder elektrisch leitfähige Füllstoffe, z. B. metallische Füllstoffe und schmelzbare Füllstoffe, oder eine Kombination davon umfassen.
Sowohl das Basiselastomer als auch das Härtungsmittel weisen, bevor sie zusammengemischt werden, eine Viskosität auf, die es erlaubt, dass die Materialien extrudiert werden, wie vorstehend erläutert. Als ein Beispiel kann in einer Ausführungsform eine Viskosität des Basiselastomers (vor dem Mischen) mindestens 40 Pa·s betragen, wie mit einem Brookfield-Kegelplattenviskosimeter RV DIII unter Verwendung der für die Viskosität der Zusammensetzung passendsten Kegel/Platte und unter Verwendung einer Scherrate von 1/s bei Zimmertemperatur gemessen. Jedoch weist das Dichtungsmittel, wenn es gehärtet ist, eine solche Viskosität auf, die es dem Dichtungsmittel ermöglicht, in ein Loch in einem Reifen zu fließen und dieses abzudichten. Als ein Beispiel beträgt in einer Ausführungsform eine Viskosität des Basiselastomers (vor dem Mischen) höchstens 5000 Pa·s, gemessen, wie vorstehend angegeben (Scherrate 1/s und bei Zimmertemperatur), und beträgt eine Viskosität des Härtungsmittels (vor dem Mischen) höchstens 5000 Pa·s, gemessen, wie vorstehend angegeben. Diese Werte gewährleisten ausreichend einfaches Fließen des Materials während Extrusion und Mischen. Vorzugsweise ist im Sinne der Rheologie das Basiselastomer nicht-newtonsch und das Verhalten ist pseudoplastisch (was manchmal als Scherentzähung bezeichnet wird). Mit anderen Worten, seine Viskosität hängt auf eine solche Weise von der Scherrate ab, die verwendet wird, um die Viskosität zu bestimmen, dass die Viskosität in dem Maße abnimmt, wie die Scherrate zunimmt. Im Allgemeinen hat dies die Wirkung, dass, je schneller die Extrusion des Basiselastomers, umso leichter die Extrusion davon ist. Beispielsweise kann bei einer Scherrate von 0,01/s die Viskosität um 30000 Pa·s herum bei Zimmertemperatur betragen, und mindestens Materialien mit einer Viskosität von weniger als 100000 Pa·s (Scherrate 0,01/s und bei Zimmertemperatur) sind auch verwendbar. Typischerweise bildet das Basiselastomer einen Hauptteil des Dichtungsmittels, wodurch dies auch für das Dichtungsmittel gilt. In einer Ausführungsform umfasst der Luftreifen 100 einen Innerliner 130. Eine Funktion des Innerliners 130 ist es, die Luftdurchlässigkeit zu vermindern. Es wurde gefunden, dass der Innerliner 130 dieses Ziel mindestens erreicht, wenn der Innerliner Butylkautschuk, vorzugsweise Halobutylkautschuk, umfasst. Brombutylkautschuk und Chlorbutylkautschuk sind Beispiele für Halobutylkautschuke.
Für diese technische Funktion ist es nicht so wichtig, welche der Schichten des Reifens der Innerliner ist. Jedoch bildet am häufigsten mindestens ein Teil des Innerliners 130 oder ein Anstrich für die Reifeninnenseite, der den Innerliner 130 bedeckt, mindestens einen Teil der Innenoberfläche 102 des Reifens 100. Wenn der Innerliner 130 oder der Anstrich für die Reifeninnenseite mindestens einen Teil der Innenoberfläche 102 (z. B. wie in 2) bildet, kann das Dichtungsmittel 200 so optimiert werden, dass es gut an dem Material des Innerliners 130 haftet, der gegebenenfalls mit dem Anstrich für die Reifeninnenseite bedeckt ist. Insbesondere wurde gefunden, dass, wenn der Innerliner 130 Butylkautschuk (z. B. Halobutylkautschuk) umfasst, der Innerliner 130 oder der Anstrich für die Reifeninnenseite einen Teil der Innenoberfläche 102 des Reifens 100 bildet, das Basiselastomer Silikon oder Material auf Silikonbasis umfasst und das Dichtungsmittel auf den Innerliner 130 oder auf eine Schicht aus Anstrich für die Reifeninnenseite, die den Innerliner 130 bedeckt, aufgebracht wird; die Haftung zwischen dem Dichtungsmittel 200 und dem Innerliner 130 gut ist. Somit funktioniert es selbst, wenn das Silikon oder Material auf Silikonbasis auch aus einigen anderen Gründen ein gutes zweikomponentiges (oder mehrkomponentiges) Material ist, weiterhin gut mit einem Innerliner 130 auf Butylkautschukbasis, der gegebenenfalls mit Anstrich für die Reifeninnenseite bedeckt ist, wie nachstehend ausführlich beschrieben wird. Im Sinne von geringer Luftdurchlässigkeit ist Halobutylkautschuk typischerweise besser als bloß Butylkautschuk.
Im Fall, dass die Innenoberfläche 102 (z. B. der Innerliner 130 und/oder der Anstrich für die Reifeninnenseite) während Lagerung und/oder Transport schmutzig geworden ist, kann die Innenoberfläche vor dem Aufbringen des Dichtungsmittels gereinigt werden. Darüber hinaus erfordert eine herkömmliche einkomponentige Dichtmasse typischerweise die Entfernung des Anstrichs für die Reifeninnenseite (falls verwendet) vor dem Aufbringen der Dichtmasse auf die Innenoberfläche 102 des Reifens. Jedoch wurde überraschenderweise gefunden, dass die Entfernung des Anstrichs für die Reifeninnenseite nicht notwendig ist, wenn ein zweikomponentiges Dichtungsmittel 200, umfassend Silikon, verwendet wird.
Zu diesem Zweck wird normalerweise, wenn ein Luftreifen hergestellt wird, dieser in eine Härtungspresse geladen, um den Reifengrünling zu härten, um den Luftreifen zu bilden.
Darüber hinaus wird, bevor der Reifen in die Härtungspresse geladen wird, die Innenoberfläche des Reifens 100, z. B. eine Innenoberfläche des Innerliners 130, mit einem Anstrich für die Reifeninnenseite beschichtet. Eine Funktion des Anstrichs für die Reifeninnenseite ist es, als ein Schmiermittel zwischen dem Reifeninnerliner 130 und der Härtungsblase sowohl während des Stadiums des Ladens oder Formens als auch des Stadiums des Abstreifens des Formvorgangs zu wirken. Sofern keine angemessene Schmierung zwischen der Blase und dem Innerliner 130 bereitgestellt wird, neigt die Blase dazu, mit dem Reifen zu verkleben. Eine weitere Funktion des Anstrichs für die Reifeninnenseite ist es, den Einschluss von größeren Luftblasen zwischen dem Reifeninnerliner und der Blase zum Beginn des Formungsvorgangs zu verhindern und das Eindringen von Luft zwischen die Blase und den Reifeninnerliner am Ende des Formvorgangs zu fördern, um das Haften des Reifeninnerliners an der Blase zu vermeiden, wenn die Blase vor der Entnahme aus dem Inneren des Reifens evakuiert wird.
Ein Anstrich für die Reifeninnenseite, der verwendet werden kann, ist ein herkömmlicher, Füllstoff enthaltender Anstrich für die Reifeninnenseite auf Wasserbasis. Der Anstrich für die Reifeninnenseite kann eine Wachsdispersion umfassen. Der Anstrich für die Reifeninnenseite kann Kautschuklatex umfassen. Als ein Füllstoffmaterial können ein Glimmer und/oder ein Silikat verwendet werden. Außerdem kann der Anstrich für die Reifeninnenseite ein Siloxan oder Siloxane, wie Polydimethylsiloxan, umfassen.
Im Allgemeinen weisen Glimmer die chemische Formel X₂Y_4-6Z₈O₂₀(OH, F)₄ auf, wobei X für K, Na oder Ca oder weniger häufig Ba, Rb oder Cs steht; Y für Al, Mg oder Fe oder weniger häufig z. B. Mn, Cr, Ti oder Li steht; Z typischerweise für Si oder Al steht, aber auch Fe³⁺ oder Ti einschließen kann. Silikate auf der anderen Seite sind Anionen, die aus Silicium und Sauerstoff bestehen.
Deshalb kann nach dem Härten des Reifens die Innenoberfläche 102 des Luftreifens 100 aus einer Schicht aus Anstrich für die Reifeninnenseite gebildet sein, die auf einen Innerliner 130 aufgebracht ist. Somit kann eine Schicht, umfassend Füllstoffmaterial (z. B. Silikat und/oder Glimmer) und/oder Wachs, die Innenoberfläche 102 des Reifens 100 bilden, wobei auf die Innenoberfläche 102 das Dichtungsmittel 200 aufgebracht werden kann, wie vorstehend angegeben.
In einer Ausführungsform umfasst der Reifen einen Innerliner 130 und der Anstrich für die Reifeninnenseite wird vor dem Aufbringen des Dichtungsmittels 200 nicht gereinigt. In einer solchen Ausführungsform bildet eine Schicht aus Anstrich für die Reifeninnenseite, die auf dem Innerliner 130 angeordnet ist, mindestens einen Teil der Innenoberfläche 102 und mindestens ein Teil des Dichtungsmittels 200 wird auf die Schicht aus dem Anstrich für die Reifeninnenseite aufgebracht. In einer Ausführungsform ist eine Schicht aus Anstrich für die Reifeninnenseite, die Silikat und/oder Glimmer umfasst, auf dem Innerliner 130 angeordnet und bildet mindestens einen Teil der Innenoberfläche 102; und mindestens ein Teil des Dichtungsmittels 200 wird auf die Schicht aus dem Anstrich für die Reifeninnenseite aufgebracht. Stärker bevorzugt umfasst in einer solchen Ausführungsform das Dichtungsmittel 200 Silikon. Es wurde überraschenderweise gefunden, dass das Dichtungsmittel 200 auf Silikonbasis gut an dem Glimmer oder Silikat des Anstrichs für die Reifeninnenseite haftet. In dieser Ausführungsform umfasst die Schicht aus Anstrich für die Reifeninnenseite, die Silikat und/oder Glimmer umfasst, ferner Siloxan, wie Polydimethylsiloxan.
Jedoch kann, wie vorstehend angegeben, die Schicht aus dem Anstrich für die Reifeninnenseite vor dem Aufbringen des Dichtungsmittels 200 entfernt werden, falls dies als passend angesehen wird. In einer Ausführungsform umfasst der Reifen einen Innerliner 130 und der Anstrich für die Reifeninnenseite wird vor dem Aufbringen des Dichtungsmittels 200 entfernt. In einer solchen Ausführungsform bildet der Innerliner 130, der frei von dem Anstrich für die Reifeninnenseite ist, mindestens einen Teil der Innenoberfläche 102 und mindestens ein Teil des Dichtungsmittels 200 wird auf mindestens einen Teil des Innerliners 130 aufgebracht, der frei von dem Anstrich für die Reifeninnenseite ist. Bevorzugte Materialien für den Innerliner 130 sind vorstehend erläutert worden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 0080968 [0002]
EP 0161201 [0002]

Claims

Ein Verfahren zum Aufbringen eines Dichtungsmittels (200) auf eine Innenoberfläche (102) eines Luftreifens (100), wobei das Verfahren umfasst: - Verwendung einer ersten Extrusionsvorrichtung (310) um einen ersten Durchsatz (210), der ein Basiselastomer umfasst, oder einen Teil (210a, 210b) eines ersten Durchsatzes (210), der ein Basiselastomer umfasst, zu bilden, - Verwendung einer zweiten Extrusionsvorrichtung (320) um einen zweiten Durchsatz (220), der ein Härtungsmittel umfasst, oder einen Teil (220a, 220b) eines zweiten Durchsatzes (220), der ein Härtungsmittel umfasst, zu bilden, - Mischen des ersten Durchsatzes (210) oder des Teils (210a, 210b) desselben mit dem zweiten Durchsatz (220) oder dem Teil (220a, 220b) desselben, um das Dichtungsmittel (200) zu bilden, und - Aufbringen einer Schicht des Dichtungsmittels (200) auf die Innenoberfläche (102) des Luftreifens (100) mit Hilfe eines Dosierkopfes (410).
Das Verfahren nach Anspruch 1, umfassend - Mischen des ersten Durchsatzes (210) oder des Teils (210a, 210b) desselben mit dem zweiten Durchsatz (220) oder dem Teil (220a, 220b) desselben nur ablaufseitig von der ersten Extrusionsvorrichtung (310) und ablaufseitig von der zweiten Extrusionsvorrichtung (320).
Das Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, umfassend - Rotieren des Luftreifens (100) um eine Rotationsachse (AX), während die Schicht des Dichtungsmittels (200) auf die Innenoberfläche (102) des Luftreifens (100) aufgebracht wird.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei - das Härtungsmittel, in Mischung mit dem Basiselastomer, derart ausgelegt ist, dass die Vulkanisation des Dichtungsmittels (200) beschleunigt wird; wobei vorzugsweise das Basiselastomer ein härtbares Polymer und einen Vernetzer umfasst und - das Härtungsmittel einen Katalysator umfasst, der derart ausgelegt ist, dass eine Vernetzungsreaktion des härtbaren Polymers und des Vernetzers beschleunigt wird.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei - eine Temperatur des Dichtungsmittels (200) in dem Dosierkopf (410) von -10°C bis +50°C; vorzugsweise von +10°C bis +40°C beträgt; vorzugsweise - Temperaturen des ersten Durchsatzes (210) oder des Teils (210a, 210b) desselben und des zweiten Durchsatzes (220) oder des Teils (220a, 220b) desselben anstromseitig von einer Mischstelle (212) der Durchsätze (210, 220) von -10°C bis +50°C; vorzugsweise von +10°C bis +40°C betragen.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei - das Dichtungsmittel (200) derart ausgelegt ist, dass es, während des Betriebs des Luftreifens, an der Innenoberfläche (102) des Luftreifens (100) haften bleibt und Löcher des Luftreifens (100) abdichtet, zum Beispiel - das Dichtungsmittel (200) klebrig ist, so dass die Klebrigkeit es dem Dichtungsmittel ermöglicht, an der Innenoberfläche des Luftreifens (100) beim Betrieb haften zu bleiben, und ein Abdichten von Löchern des Luftreifens (100) beim Betrieb ermöglicht.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei - ein Massendurchflussverhältnis des zweiten Durchsatzes (220) zu dem ersten Durchsatz (210) von 1% bis 50% beträgt.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei - mindestens ein Auslass (411) des Dosierkopfes (410) im Inneren eines Hohlraumes (V) angeordnet ist, der von einer Karkasse (105) des Luftreifens (100) definiert wird; vorzugsweise - der Dosierkopf (410) einen ersten Einlass (414) zur Aufnahme des ersten Durchsatzes (210) oder des Teils davon und einen zweiten Einlass (416) zur Aufnahme des zweiten Durchsatzes (220) oder des Teils davon umfasst; stärker bevorzugt - in einem von einer Karkasse (105) definierten Hohlraum (V) des Luftreifens (100) (i) der erste Einlass (414) zur Aufnahme des ersten Durchsatzes (210) oder des Teils davon, (ii) der zweite Einlass (416) zur Aufnahme des zweiten Durchsatzes (220) oder des Teils davon, oder (iii) sowohl (iiia) der erste Einlass (414) zur Aufnahme des ersten Durchsatzes (210) oder des Teils davon als auch (iiib) der zweite Einlass (416) zur Aufnahme des zweiten Durchsatzes (220) oder des Teils davon angeordnet ist.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei - der erste Durchsatz (210) oder der Teil (210a, 210b) desselben nicht mit dem zweiten Durchsatz (220) oder dem Teil (220a, 220b) desselben anstromseitig von einem Hohlraum (V), der von einer Karkasse (105) des Luftreifens (100) definiert wird, gemischt wird; vorzugsweise - eine Mischstelle (212) in einem Hohlraum (V), der von einer Karkasse (105) des Luftreifens (100) definiert wird, angeordnet ist, wobei - die Mischstelle (212) diejenige ist, die sich am weitesten anstromseitig von derartigen Punkten befindet, an denen alle derartigen Verbindungen des Dichtungsmittels, die benötigt werden, um die Härtungsreaktion des Dichtungsmittels zu starten, zusammengemischt werden; stärker bevorzugt - der erste Durchsatz (210) nicht mit dem zweiten Durchsatz (220) anstromseitig von einem Hohlraum (V), der von einer Karkasse (105) des Luftreifens (100) definiert wird, gemischt wird.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei - der Dosierkopf (410) einen Mischer (412) umfasst, wobei der Mischer (412) derart ausgelegt ist, dass er • den ersten Durchsatz (210) mit dem zweiten Durchsatz (220) mischt und/oder • das Dichtungsmittel (200), das durch Mischen des ersten Durchsatzes (210) mit dem zweiten Durchsatz (220) gebildet wird, mischt; vorzugsweise - mindestens ein Teil des Mischers (412) in einem Hohlraum (V), der von einer Karkasse (105) des Luftreifens (100) definiert wird, angeordnet ist.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei - das Basiselastomer, das Härtungsmittel und das Massendurchflussverhältnis des zweiten Durchsatzes (220) zu dem ersten Durchsatz (210) derart ausgewählt sind, dass eine Verarbeitungszeit des Dichtungsmittels (200) von 5 Minuten bis 45 Minuten beträgt; vorzugsweise - vor dem Mischen das Basiselastomer und das Härtungsmittel eine Lagerfähigkeit von mindestens einem Monat aufweisen.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei - das Basiselastomer ein Material auf Silikonbasis oder Silikon umfasst; vorzugsweise - das Basiselastomer Silikon umfasst.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei - der Luftreifen (100) einen Innerliner (130) umfasst und - der Innerliner (130) Butylkautschuk, vorzugsweise Halobutylkautschuk, umfasst; vorzugsweise - der Innerliner (130) oder eine Schicht aus Anstrich für die Reifeninnenseite, die auf dem Innerliner (130) angeordnet ist, mindestens einen Teil der Innenoberfläche (102) bildet und - mindestens ein Teil des Dichtungsmittels (200) auf mindestens einen Teil des Innerliners (130) oder der Schicht aus dem Anstrich für die Reifeninnenseite aufgebracht wird; stärker bevorzugt - eine auf dem Innerliner (130) angeordnete Schicht aus Anstrich für die Reifeninnenseite mindestens einen Teil der Innenoberfläche (102) bildet und - mindestens ein Teil des Dichtungsmittels (200) auf die Schicht aus dem Anstrich für die Reifeninnenseite aufgebracht wird; stärker bevorzugt - eine Schicht aus Anstrich für die Reifeninnenseite, die Silicat und/oder Glimmer umfasst, auf dem Innerliner (130) angeordnet ist, wobei die Schicht aus Anstrich für die Reifeninnenseite mindestens einen Teil der Innenoberfläche (102) bildet und - mindestens ein Teil des Dichtungsmittels (200) auf die Schicht aus dem Anstrich für die Reifeninnenseite aufgebracht wird.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, umfassend - Steuern, vorzugsweise unter Verwendung einer elektronischen Steuereinheit (CPU), eines Massendurchflusses des ersten Durchsatzes (210) und/oder eines Massendurchflusses des zweiten Durchsatzes (220) derart, dass ein Massendurchflussverhältnis des zweiten Durchsatzes (220) zu dem ersten Durchsatz (210) im Wesentlichen zeitlich konstant ist; vorzugsweise - ein Massendurchflussverhältnis des zweiten Durchsatzes (220) zu dem ersten Durchsatz (210) im Wesentlichen für mindestens fünf Minuten zeitlich konstant ist.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, umfassend - Aufbringen des Dichtungsmittels (200) auf die Innenoberfläche (102) des Luftreifens (100) in Form eines Bandes (202) oder von Bändern (202a, 202b, 202c), deren Breite weniger als eine Hälfte der Breite des Luftreifens (100) beträgt, wodurch - die auf die Innenoberfläche (102) des Luftreifens (100) aufgebrachte Schicht des Dichtungsmittels (200) die Bänder (202a, 202b, 202c) oder Teile (202r, 202s, 202t) des Bandes (200) nebeneinander angeordnet, gegebenenfalls in einer zumindest teilweise überlappenden Art und Weise, umfasst.