-
Technisches Gebiet
-
Die
Erfindung betrifft ein Herstellverfahren für einen Luftreifen
mit einer Funktion zum Beseitigen statischer Ladungen sowie einen
Luftreifen.
-
Hintergrundbildende Technik
-
Im
Allgemeinen sind Reifen auf solche Weise aufgebaut, dass sie mehrere
Reifenkautschukelemente und mehrere Verstärkungselemente,
die hauptsächlich aus Cordschnüren bestehen, enthalten.
Bei einem repräsentativen Reifen, wie er in der 1 dargestellt
ist, bestehen jeweilige Abschnitte, wie ein Innenschichtkautschukabschnitt 1,
ein Laufflächenkautschukabschnitt 2, Seitenwandkautschukabschnitte 3,
Felgenwulstbandkautschukabschnitte 4 und dergleichen aus
Kautschukelementen, die für die jeweiligen Abschnitte erforderlichen
Eigenschaften genügen, und diese Kautschukelemente sind
mit einer Karkassenschicht 5 kombiniert, die ein Cordschnüre
enthaltendes Verstärkungselement, eine Gürtelschicht 6 und
Felgendrahtabschnitte 7 bildet, um dadurch einen Reifen
T1 aufzubauen.
-
Um
Kautschukelemente aufzubauen, die die jeweilige Abschnitte bilden,
werden Kautschukmaterialien aus einer Extrudiermaschine über
Formdüsen, die zu den Querschnittsformen der jeweiligen
Kautschukelemente passen, kontinuierlich extrudiert, um zu Kautschukstreifen
aufgebaut zu werden, und danach werden die extrudierten Kautschukstreifen
auf konstante Abmessungen zugeschnitten, um dadurch Zielkautschukelemente
zu erhalten. Beim Aufbauen eines Reifens werden die Kautschukelemente
auf einem Rotations-Trägerelement wie einer Aufbautrommel
sequenziell aneinander befestigt.
-
Außerdem
wurden, in den letzten Jahren, um den Rollwiderstand eines Reifens
zu verringern, Laufflächenkautschuke entwickelt, die als
Verstärkungsmittel Siliciumoxid an Stelle von Ruß enthalten. Da
jedoch diese Laufflächenkautschuke einen elektrischen Widerstand
aufweisen, der höher als derjenige von Laufflächenkautschuken
ist, die nur mit Ruß gemischt sind, ist, kam es zu einem
Problem dahingehend, dass sich statische Elektrizität ansammelt, wie
sie von einer Fahrzeugkarosserie geleitet wird, oder solche Elektrizität,
wie sie durch interne Reibung erzeugt wird, wenn sich der Kautschuk
verformt. Daraufhin wurden Luftreifen mit einer Funktion zum Beseitigen
statischer Ladungen vorgeschlagen, die parallel aus einem nicht
leitenden Kautschuk, der Siliciumoxid oder dergleichen enthält,
und einem leitenden Kautschuk, in den Ruß oder dergleichen
eingemischt ist, aufgebaut ist, so dass dafür gesorgt wird,
dass in der Fahrzeugkarosserie erzeugte Elektrizität von
der Profilfläche zur Straßenoberfläche entladen
wird.
-
Beispielsweise
wurde ein Verfahren zum Aufbauen eines Laufflächenabschnitts
mit einer Funktion zum Beseitigen statischer Elektrizität
durch sequenzielles Aufwickeln sowohl eines nicht leitenden Kautschukstreifenelements
als auch eines stark leitenden Kautschukstreifenelements entlang
der Umfangsrichtung eines Reifens auf spiralförmige Weise
in solcher Art, dass die nicht leitenden und die stark leitenden
Kautschukstreifenelemente auf abwechselnde Weise angeordnet sind,
vorgeschlagen (siehe beispielsweise das unten angegebene Patentdokument
Nr. 1).
-
Um
jedoch der Forderung nach eine weiter verringerten Rollwiderstand
zu genügen, wurde ein Aufbau vorgeschlagen, bei dem ein
nicht leitendes Kautschukstreifenelement und ein leitendes Kautschukstreifenelement
abwechselnd in einem Teil eines Laufflächenabschnitts in
der Reifenbreitenrichtung, wie den beiden Seitenabschnitten des
Laufflächenabschnitts in der Reifenbreitenrichtung oder
einem zentralen Abschnitt des Laufflächenabschnitts in
der Reifenbreitenrichtung angeordnet sind. Jedoch ergibt sich beim
Aufbauen des Laufflächenabschnitts unter Verwendung des
oben beschriebenen Verfahrens das folgende Problem.
-
Da
nämlich beim oben genannten Aufbauverfahren die jeweiligen
Kautschukstreifenelemente dadurch abwechselnd angeordnet werden,
dass das nicht leitende Kautschukstreifenelement und das leitende
Kautschukstreifenelement auf überlappende Weise auf die
Trommel aufgewickelt werden, muss die Drehung der Trommel im Verlauf
des Aufwicklungsvorgangs gestoppt werden, um die Zufuhr eines stark
leitenden Kautschukstreifenelements zu starten, was zu einem Problem
dahingehend führt, dass die Herstellzykluszeit stark verlängert
ist.
- Patentdokument Nr. 1: JP-A-2004-338621
-
Offenbarung der Erfindung
-
Problem, das die Erfindung lösen
soll
-
Die
Erfindung wurde angesichts des Problems geschaffen, und es liegt
ihre die Aufgabe zugrunde, einen Luftreifen, dessen Rollwiderstand
verringert sein kann und der mit einer kurzen Herstellzykluszeit
leicht hergestellt werden kann, sowie ein Verfahren zum Herstellen
dieses Luftreifens zu schaffen.
-
Maßnahmen zum Lösen
dieses Problems
-
Durch
die Erfindung ist Folgendes geschaffen: ein Verfahren zum Herstellen
eines Luftreifens zum Ausbilden eines Laufflächenabschnitts
durch spiralförmiges Aufwickeln eines Kautschukstreifenelements
in der Umfangsrichtung eines Reifens auf teilweise überlappende
Weise, dadurch gekennzeichnet, dass unter Verwendung einer Extrudiermaschine
zum kontinuierlichen Extrudieren eines Kautschukstreifenelements,
dessen Querschnitt in einen ersten Bereich aus einem leitenden Kautschuk
und einen zweiten Bereich aus einem nicht leitenden Kautschuk unterteilt
ist, das Kautschukstreifenelement auf ein Rotations-Trägerelement
gewickelt wird, während das Flächenverhältnis
des ersten Bereichs relativ zum Querschnitt des Kautschukstreifenelements
in der Reifenbreitenrichtung verändert wird.
-
Gemäß der
Erfindung kann, da ein Kautschukstreifenelement, dessen Querschnitt
in einen ersten Bereich aus leitendem Kautschuk und einen zweiten
Bereich aus nicht leitendem Kautschuk unterteilt ist, kontinuierlich
von einer Extrudiermaschine extrudiert wird und das so extrudierte
Kautschukstreifenelement auf eine Trommel gewickelt wird, das Flächenverhältnis
des ersten Bereichs aus dem leitenden Kautschuk in Bezug auf den
Gesamtquerschnitt des Kautschukstreifenelements wahlfrei geändert werden,
ohne dass die Drehung der Trommel während des Aufwickelvorgangs
für das Kautschukstreifenelement zu stoppen wäre,
was es ermöglicht, einen Luftreifen herzustellen, bei dem
der Luftreifen Kautschuk teilweise im Laufflächenabschnitt
in der Reifenbreitenrichtung angeordnet ist, ohne dass die Herstellzykluszeit
zu erhöhen wäre.
-
Beim
Verfahren zum Herstellen eines Kautschukstreifenelements gemäß der
Erfindung kann der erste Bereich, der den Querschnitt des Kautschukstreifenelements
bildet, breiter als der zweite Bereich vorliegen, wodurch dann,
wenn der Laufflächenabschnitt durch ein Kautschukstreifenelement auszubilden
ist, das nun so hergestellt wird, dass es dadurch mehrere Schichten
aufweist, dass das Kautschukstreifenelement auf die Außenumfangsseite des
Reifens umgelegt wird, der leitende Kautschuk im Kautschukstreifenelement
auf gewährleistete Weise in einem solchen Zustand mit sich
selbst in Kontakt gebracht werden kann, in dem der leitende Kautschuk
sich selbst an der Grenzflächen zwischen den jeweiligen
Schichten schneidet.
-
Außerdem
kann, bei diesem Herstellverfahren, das Kautschukstreifenelement
zu einer Querschnittsform extrudiert werden, deren Dicke von einem
zentralen Abschnitt in der Breitenrichtung zu den beiden Seiten
hin allmählich abnimmt, wodurch nicht nur der Laufflächenabschnitt
mit guter Genauigkeit extrudiert werden kann, sondern auch das Auftreten
eines Lufteinschlussdefekts, wie er in einer Reifenfläche
auftritt, verhindert werden kann.
-
Ferner
kann, bei diesem Herstellverfahren, das Kautschukstreifenelement
auf solche Weise extrudiert werden, dass das Flächenverhältnis
des ersten Bereichs in den beiden Seitenabschnitten in der Reifenbreitenrichtung
größer als in einem zentralen Abschnitt in der
Reifenbreitenrichtung wird, wodurch ein Luftreifen mit einer Funktion
zum Verhindern statischer Ladungen hergestellt werden kann, bei
dem die im Laufflächenabschnitt enthaltende Menge an leitendem
Kautschuk verringert ist.
-
Durch
die Erfindung ist auch Folgendes geschaffen: ein Luftreifen, bei
dem ein Kautschukstreifenelement in der Reifenumfangsrichtung auf
teilweise überlappende Weise spiralförmig zumindest
in einem Reifenaußenumfangsseitenabschnitt eines Laufflächenabschnitts
auf ein Rotations-Trägerelement gewickelt wird, dadurch
gekennzeichnet, dass der Querschnitt des Kautschukstreifenelements
in einen ersten Bereich aus einem leitenden Kautschuk und einem
zweiten Bereich aus einem nicht leitenden Kautschuk unterteilt ist,
und dass sich das Flächenverhältnis des ersten
Bereichs relativ zum Querschnitt des Kautschukstreifenelements in
der Reifenbreitenrichtung ändert.
-
Vorteil der Erfindung
-
Gemäß der
Erfindung kann ein Luftreifen hergestellt werden, bei dem leitender
Kautschuk an einer wahlfreien Position des Laufflächenabschnitts in
der Reifenbreitenrichtung angeordnet ist, ohne dass die Herstellzykluszeit
erhöht wäre, was es ermöglicht, eine Änderung
des Reifensaufbaus auf flexible Weise zu meistern.
-
Beste Art zum Ausführen
der Erfindung
-
(Erste Ausführungsform)
-
Nachfolgend
wird eine erste Ausführungsform der Erfindung unter Bezug
auf die Zeichnungen beschrieben.
-
Die 1 ist
eine Schnittansicht, die ein Beispiel eines Luftreifens zeigt, der
durch ein Herstellverfahren gemäß der Ausführungsform
hergestellt wird, und die 2A, 2B zeigt
Schnittansichten von Kautschukstreifenelementen, wie sie bei diesem Herstellverfahren
verwendet werden.
-
Ein
Luftreifen (nachfolgend als Reifen bezeichnet) T1, wie er bei dieser
Ausführungsform herzustellen ist, enthält beispielsweise,
wie es in der 1 dargestellt ist, ein Paar
von Felgendrahtabschnitten 7, Seitenwandabschnitte 3,
die sich in einer Reifenradialrichtung jeweils ausgehend von den
Felgendrahtabschnitten 7 erstrecken, und einen Laufflächenabschnitt 2,
der zwischen den Seitenwandabschnitten 3 vorhanden ist,
und eine aus Karkassenlagen aufgebauten Karkassenschicht 5 sorgt für
eine Verstärkung zwischen den Felgendrahtabschnitten 7.
Am Innenumfang und am Außenumfang der Karkassenschicht 5 sind
ein Innenschichtabschnitt 1 bzw. eine Gürtelschicht 6,
in der zwei interne und externe Gürtellagen aufeinander
laminiert sind, vorhanden, um den Luftdruck zu halten.
-
Der
Laufflächenabschnitt 2 besteht aus Schulterabschnitten 2a, 2a,
die an den beiden Seiten in der Reifenbreitenrichtung vorhanden
sind, und einem zentralen Laufflächenabschnitt 2b,
der zwischen den Schulterabschnitten 2a, 2a vorhanden
ist, wobei die Schulterabschnitte 2a und der zentrale Laufflächenabschnitt 2b durch
ein Kautschukstreifenelement 10 aufgebaut sind, das auf überlappende
Weise aufgewickelt ist.
-
Dieses
Kautschukstreifenelement 10 ist mit einer Bandform mit
flacher Querschnittsform, wie einer im Wesentlichen halbmondartigen
Form, einer flachen, im Wesentlichen dreiecksartigen Form oder einer
flachen, im Wesentlichen trapezartigen Form ausgebildet, bei der
hauptsächlich ein zentraler Abschnitt in der Breitenrichtung
am dicksten ist und die Dicke von diesem zentralen Abschnitt zu
den beiden Seiten hin allmählich abnimmt.
-
Genauer
gesagt, verfügt ein die Schulterabschnitte 2a, 2a aufbauendes
Kautschukstreifenelement 10a, wie es in der 2A dargestellt
ist, über einen Querschnitt aus einem leitenden Kautschukmaterial
(einem ersten Bereich) 12a aus einem leitenden Kautschukmaterial
sowie einem nicht leitenden Kautschukmaterial (einem zweiten Bereich) 14a aus
einem nicht leitenden Kautschukmaterial, und der leitende Kautschukbereich 12a ist
breiter als der nicht leitende Kautschuk 14a. Andererseits
besteht ein den zentralen Laufflächenabschnitt 2b aufbauendes
Kautschukstreifenelement 10b, wie es in der 2B dargestellt
ist, nur aus einem nicht leitenden Kautschukbereich (einem zweiten
Bereich) 14b, und es verfügt über keinen
leitenden Kautschukbereich aus einem leitenden Kautschukmaterial.
-
Nun
wird ein Beispiel eines Kautschukstreifenelements 10, wie
es bei dieser Ausführungsform verwendet wird, unter Bezugnahme
auf die 2A beschrieben. Der Querschnitt
des Kautschukstreifenelements 10 verfügt über
eine im Wesentlichen halbmondartige Form mit einer Breitenabmessung
W von 5 bis 50 mm und einer Dickenabmessung T1 von 0,5 bis 30 mm,
wobei eine Dickenabmessung T2 des leitenden Kautschukstreifenelements 12a des
Kautschukstreifenelements 10a 0,05 bis 0,2 mm wird. Außerdem
ist, obwohl für die Abmessung und die Form des Kautschukstreifens
keine spezielle Einschränkung auf das Beschriebene gilt,
die Querschnittsform aus dem Gesichtspunkt der Dimensionsgenauigkeit des
Laufflächenabschnitts sowie des Gewichtsausgleichs und
der Gleichmäßigkeit des Reifens vorzugsweise klein.
-
Hierbei
bezeichnet das den ersten Bereich aufbauende leitende Kautschuk
eine leitende Kautschukverbindung mit einem spezifischen Volumenwiderstand
von unter 108 Ω·cm, und
beispielhaft kann eine Kautschukverbindung genannt werden, die als Verstärkungsmittel
viel Ruß enthält. Das leitende Kautschukmaterial
kann dadurch erhalten werden, dass, neben Ruß, eine vorbestimmte
Menge eines bekannten, Leitfähigkeit verleihenden Materials
zugemischt wird, wie ein Material auf Kohlenstoffbasis mit Kohlefasern,
Graphit oder dergleichen sowie ein Material auf Metallbasis mit
Metallpulver, Metalloxid, Metallflocken, Metallfasern oder dergleichen.
Außerdem bezeichnet das den zweiten Bereich aufbauende
nicht leitende Kautschukmaterial eine nicht leitende oder isolierende
Kautschukverbindung mit einem spezifischen Volumenwiderstand von
108 Ω·cm und mehr, und
beispielhaft kann eine Kautschukverbindung genannt werden, in die,
an Stelle von Ruß, Siliciumoxid mit hohem Anteil als Verstärkungsmittel eingemischt
ist. Der nicht leitende Kautschuk die ser Ausführungsform
ist dergestalt, dass er 40 bis 100% Siliciumoxid, als Gewichtsanteil,
enthält.
-
Als
Nächstes wird ein Aufbauverfahren für den Laufflächenabschnitt 2 des
Reifens T beschrieben.
-
Die 3 ist
eine Zeichnung zum Erläutern eines Verfahrens zum Aufbauen
des Laufflächenabschnitts 2 durch Aufwickeln eines
durch eine Extrudiermaschine 100 extrudierten Kautschukstreifenelements 10,
die 4 ist eine beispielhafte Zeichnung zum Erläutern
eines Verfahrens zum Aufwickeln des Kautschukstreifenelements 10 auf
ein Rotations-Trägerelement 120, und die 5 ist
eine Schnittansicht zum Veranschaulichen eines Verfahrens zum Aufbauen
des Laufflächenabschnitts 2 unter Verwendung des
Kautschukstreifenelements 10.
-
Bei
einem Herstellprozess für den Reifen T wird der Laufflächenabschnitt 2 des
Reifens T dadurch aufgebaut, dass das von der Extrudiermaschine 100 extrudierte
Kautschukstreifenelement 10, wie in der 3 dargestellt,
auf das Rotations-Trägerelement 120, wie eine
Aufbautrommel oder einen nicht vulkanisierten Reifen (nicht dargestellt),
an dem Felgendrahtabschnitte gehalten werden, aufgewickelt wird.
-
Genauer
gesagt, enthält die das Kautschukstreifenelement 10 extrudierende
Extrudiermaschine 100, wie es in der 3 dargestellt
ist, ein Paar von Hauptkörperkästen 102, 103,
die jeweils zylinderförmig ausgebildet sind und in deren
Innerem jeweils Kautschukzuführschraubenschäfte 107, 109 vorhanden
sind, ein Paar von Kopfabschnitten 104, 105 mit Zahnradpumpen,
die anschließend an distale Enden der Hauptkörperkästen 102 bzw. 103 vorhanden sind,
einen Kautschukvereinigungsabschnitt 106, der gemeinsam
an distalen Enden der Kopfabschnitte 104, 105 vorhanden
ist, und eine Extrudierdüse 108, die an ein distales
Ende des Kautschukvereinigungsabschnitts 106 angesetzt
ist, da mit dafür gesorgt wird, dass ein nicht leitendes
Kautschukmaterial Q2 von einer Schütte 110 in
das Innere des Hauptkörperkastens 102 geliefert
wird, und dafür gesorgt wird, dass ein leitendes Kautschukmaterial
Q1 von einer Schütte 111 in das Innere des Hauptkörperkastens 103 geliefert
wird. Die beiden Kautschukmaterialien Q1, Q2, die auf diese Weise
an die Hauptkörperkästen 102, 103 geliefert
werden, werden durch die Drehung der Schraubenschäfte 107 bzw. 109 vorwärts transportiert
und dann werden sie durch die Zahnradpumpen der Kopfabschnitte 104, 105 auf
solche Weise an den Kautschukvereinigungsabschnitt 106 transportiert,
dass erforderliche Strömungsraten realisiert werden.
-
Im
Kautschukvereinigungsabschnitt 106 werden das Kautschukmaterial
Q1 und das Querschnittmaterial Q2 zu Formen ausgebildet, die dem leitenden
Kautschukbereich 12a bzw. dem nicht leitenden Kautschukbereich 14a entsprechen,
und sie werden miteinander vereinigt, wodurch über die
Extrudierdüse 108, deren Auslassöffnung 108a mit
einer Form ausgebildet ist, die zur Querschnittsform des Kautschukstreifenelements 10 passt,
ein band-förmiges Kautschukstreifenelement 10a kontinuierlich
extrudiert wird, dessen Querschnitt in einen leitenden Kautschukbereich 12a und
einen nicht leitenden Kautschukbereich 14a unterteilt ist,
wie es in der 2A dargestellt ist.
-
Bei
der auf die oben beschriebene Weise konfigurierten Extrudiermaschine 100 wird
durch Stoppen der Betriebsabläufe des Schraubenschafts 109 im
Hauptkörperkasten 103, in den das leitende Kautschukmaterial
Q1 geliefert wird, und der Zahnradpumpe 105 ausgehend von
einem Extrudierzustand des Kautschukstreifenelements 10a,
und durch Steuern des Schraubenschafts 107 im anderen Hauptkörperkasten 102,
in den das nicht leitende Kautschukmaterial Q2 geliefert wird und
der Zahnradpumpe 104 auf solche Weise, dass eine vorbestimmte
Strömungsrate des an den Kautschukvereinigungsabschnitt 106 gelieferten
Kautschukmateri als realisiert wird, von der Extrudiermaschine 100 ohne Stoppen
des Betriebs derselben kontinuierlich ein Kautschukstreifenelement 10b extrudiert,
das nur aus einem nicht leitenden Kautschukbereich 14b besteht.
-
Andererseits
wird dadurch, dass dafür gesorgt wird, dass sich der Schraubenschaft 109 im Hauptkörperkasten 103 und
die Zahnradpumpe 105 der Extrudiermaschine 100,
deren Drehung gestoppt wurde, ausgehend von einem extrudierten Zustand des
Kautschukstreifenelements 10b mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit
drehen, und der Schraubenschaft 107 im anderen Hauptkörperkasten 102,
in den das nicht leitende Kautschukmaterial Q2 geliefert wird, und
die Zahnradpumpe 104 zum Verringern ihrer Drehzahlen auf
solche Weise gesteuert werden, dass die vorbestimmte Strömungsrate
des an den Kautschukvereinigungsabschnitt 106 gelieferten Kautschukmaterials
realisiert wird, ein Kautschukstreifenelement 10a, dessen
Querschnitt in einen leitenden Kautschukbereich 12a und
einen nicht leitenden Kautschukbereich 14a unterteilt ist,
kontinuierlich extrudiert, ohne dass der Betrieb der Extrudiermaschine 100 gestoppt
würde.
-
Auf
diese Weise kann die Extrudiermaschine 100 die zwei Arten
von Kautschukstreifenelementen 10a, 10b extrudieren,
die in Bezug auf das Flächenverhältnis des leitenden
Kautschukbereichs relativ zum Querschnitt des Kautschukstreifenelements voneinander
verschieden sind, wobei zwischen ihnen mit einem wahlfreien Timing
umgeschaltet wird, ohne dass der Betrieb der Extrudiermaschine 100 zu
stoppen wäre, was durch Steuern der Strömungsrate
des leitenden Kautschukbereichs Q1 und des nicht leitenden Kautschukbereichs
Q2, die dem Kautschukvereinigungsabschnitt 106 zugeführt
werden, erfolgt.
-
Die
auf die oben beschriebene Weise extrudierten Kautschukstreifenelemente 10a, 10b werden dann
auf das Rotations-Trägerelement 120 aufgewickelt,
das auf solche Weise angeordnet ist, dass es der Extrudiermaschine 100 über
Rollen 114 zum Einführen der Kautschukstreifenelemente 10a, 10b gegenübersteht,
die jeweils von der Extrudiermaschine 100 mit Bandform
mit vorbestimmter Querschnittsform zum Rotations-Trägerelement 120 extrudiert werden,
während die Querschnittsformen der Kautschukstreifen 10a, 10b geeignet
geformt werden. Das Rotations-Trägerelement 120 kann
sich um eine Achse 120a drehen, und die Kautschukstreifenelemente 10a, 10b werden
entlang einer Reifenumfangsrichtung aufgewickelt, während
sich das Rotations-Trägerelement 120 in einer
durch einen Pfeil K gekennzeichneten Richtung dreht. Die so auf
das Rotations-Trägerelement 120 aufgewickelten
Kautschukstreifenelemente 10a, 10b werden durch
eine Walze 116 gegen eine Wicklungsfläche 120b des
Rotations-Trägerelements 120 gedrückt.
-
Die 4 ist
eine Ansicht, sie sie sich ergibt, wenn das Rotations-Trägerelement 120 der
Aufbautrommel von oben gesehen wird, und ein Pfeil A kennzeichnet
die Reifenumfangsrichtung, während ein Pfeil B eine Reifenbreitenrichtung
(axiale Richtung) kennzeichnet. Wenn die Kautschukstreifenelemente 10a, 10b spiralförmig
entlang der Reifenumfangsrichtung aufgewickelt werden, wobei nicht
nur das Rotations-Trägerelement 120 gedreht wird,
sondern auch entweder die Extrudiermaschine 100 oder das
Rotations-Trägerelement 120 entlang der Reifenbreitenrichtung
verschoben wird, um die Extrudiermaschine 100 entlang der
Reifenbreitenrichtung B relativ zu verschieben, werden die benachbarten Kautschukstreifenelemente 10a, 10b in
teilweise überlappender Weise aufgewickelt. Wenn dies erfolgt,
wird, wie es in der 10 dargestellt ist, durch Steuern
der Relativverschiebegeschwindigkeit in der Reifenbreitenrichtung
B das Überlappungsausmaß S zwischen den benachbarten
Kautschukstreifenelementen eingestellt, um einen Neigungswinkel β der Kautschukstreifenelemente 10a, 10b relativ
zur Wicklungsfläche 120b des Rotations-Trägerelements 120 auf
solche Weise zu steuern, dass er einen vorbestimmten Wert einnimmt.
Die Betriebsabläufe der Extrudiermaschine 100 und
des Rotations-Trägerelements 120 werden durch
eine Steuerungseinheit 130 gesteuert.
-
Beim
Aufbauen des Laufflächenabschnitts 2 auf einen
Gürtelabschnitt 6, der auf der Wicklungsfläche 120b des
Rotations-Trägerelements 120 ausgebildet ist,
unter Verwendung der auf die oben beschriebene Weise aufgebauten
Extrudiermaschine 100, wird als Erstes, durch Steuern des
Schraubenschafts 107 im Hauptkörperkasten 102,
in den das nicht leitende Kautschukmaterial Q2 geliefert wird, und
der Zahnradpumpe 104 auf solche Weise, dass das Kautschukmaterial
mit vorbestimmter Strömungsrate an den Kautschukvereinigungsabschnitt 106 geliefert
wird, wie es in der 5 dargestellt ist, das Kautschukstreifenelement 10b durch
die Extrudiermaschine 100 extrudiert, und das so extrudierte Kautschukstreifenelement 10b wird
auf das Rotations-Trägerelement 120 aufgewickelt,
während es von einer Wicklungsstartposition P1 in einem
zentralen Abschnitt des Rotations-Trägerelements 120,
der einem zentralen Abschnitt des Laufflächenabschnitts 2 entspricht,
in der Reifenbreitenrichtung zu einem Endabschnitt (beispielsweise
dem rechten Endabschnitt) verschoben wird.
-
Darauf
folgend wird, wenn das Kautschukstreifenelement 10b eine
dem Schulterabschnitt 2a entsprechende Position P2, ausgehend
vom mittleren Teil des Wicklungsvorgangs des Kautschukstreifenelements 10b,
erreicht, dafür gesorgt, dass sich der Schraubenschaft 109 im
Hauptkörperkasten 103, in den das leitende Kautschukmaterial
Q1 geliefert wird, und die Zahnradpumpe 105 der Extrudiermaschine 100 mit
einer vorbestimmten Geschwindigkeit drehen, während der
Schraubenschaft 107 im anderen Hauptkörperkasten 102,
in den das nicht leitende Kautschukmaterial Q2 geliefert wird, und
die Zahnradpumpe 105 so gesteuert werden, dass ihre Drehzahlen
auf solche Weise verringert werden, dass die vorbestimmte Strömungsrate
des an den Kautschukvereinigungsabschnitt 106 gelieferten
Kautschukmaterials erzielt wird.
-
Durch
Steuern der Extrudiermaschine 100 auf die oben beschriebene
Weise wird das Kautschukstreifenelement 10a ohne Unterbrechung
von ihr extrudiert, um an das Rotations-Trägerelement 120 geliefert
zu werden, und wenn es ein rechtes Ende erreicht, wird es zur Reifenaußenumfangsseite umgelegt,
um weiterhin aufgewickelt zu werden, während es in der
Reifenbreitenrichtung vom rechten Ende zum anderen Endabschnitt
(einem linken Endabschnitt) verschoben wird, wodurch der Schulterabschnitt 2a des
Laufflächenabschnitts 2 aufgebaut wird. Im so
hergestellten Schulterabschnitt 2a ist, da die Spiralrichtungen
vor und nach der Zurückfalzstelle des Kautschukstreifenelements 10a einander
entgegengesetzt sind, ein Abschnitt erzeugt, in dem das Kautschukstreifenelement 10a sich
selber schneidet. In diesem Schnittabschnitt ist dadurch, dass der
leitende Kautschukbereich 12a des Kautschukstreifenelements 10a als
Ergebnis seines Zurückfalzens auf die genannte Weise mit
sich selbst in Kontakt steht, ein leitender Pfad 2c gebildet,
um statische Elektrizität von einer unter dem Laufflächenabschnitt 2 liegenden
Gürtelschicht 6 zur Oberfläche der Lauffläche
freizusetzen.
-
Darauf
folgend werden, wenn das Kautschukstreifenelement 10a eine
dem Laufflächenabschnitt 2b entsprechende Position
P3 ausgehend vom mittleren Teil seines Wicklungsvorgangs erreicht,
der Schraubenschaft 109 im Hauptkörperkasten 103,
in den das leitende Kautschukmaterial Q1 geliefert wird, und die
Zahnradpumpe 104 der Extrudiermaschine 100 hinsichtlich
ihres Betriebs gestoppt, während der Schraubenschaft 107 im
anderen Hauptkörperkasten 102, in den das nicht
leitende Kautschukmaterial Q2 geliefert wird, und die Zahnradpumpe 105 so
gesteuert werden, dass ihre Drehzahlen auf solche Weise verringert
werden, dass die vorbestimmte Strömungsrate des an den
Kautschukvereinigungsabschnitt 106 gelieferten Kautschukmaterials
realisiert wird. Durch Steuern der Extrudiermaschine 100 auf
die oben beschriebene Weise wird von ihr ein Kautschukstreifenelement 10b ohne
jede Unterbrechung extrudiert, um an das Rotations-Träger element 120 geliefert
zu werden, und es wird auf dieses aufgewickelt, während
es zum linken Endabschnitt hin nach links verschoben wird, wo dass der
zentrale Laufflächenabschnitt 2b des Laufflächenabschnitts 2 aufgebaut
wird.
-
Darauf
folgend wird, wenn das Kautschukstreifenelement 10b eine
dem Schulterabschnitt 2a entsprechende Position P4 ausgehend
vom mittleren Teil seines Wicklungsvorgangs erreicht, durch Steuern
der Extrudiermaschine 100 auf solche Weise, dass dafür
gesorgt wird, dass sich die Schraubenschäfte 107, 109 und
die Zahnradpumpe 104, 105 mit vorbestimmten Geschwindigkeiten
auf die oben beschriebene Weise drehen, um vorbestimme Strömungsraten
der an den Kautschukvereinigungsabschnitt 106 gelieferten
Kautschukmaterialien Q1, Q2 zu realisieren, von der Extrudiermaschine 100 ein Kautschukstreifenmaterial 10a extrudiert,
um an das Rotations-Trägerelement 120 geliefert
zu werden, und es wird auf dieses aufgewickelt, während
es von rechts nach links verschoben wird. Wenn das Kautschukstreifenelement 10a das
linke Ende erreicht, wird es zur Reifenaußenumfangsseite
umgelegt, um weiterhin aufgewickelt zu werden, während
es von links nach rechts verschoben wird, wodurch der Schulterabschnitt 2a des
Laufflächenabschnitts 2 aufgebaut wird. Wie im
oben beschriebenen Fall ist im so aufgebauten Schulterabschnitt 2a,
im Abschnitt, in dem sich das Kautschukstreifenelement 10a selbst
schneidet, durch den leitende Kautschukbereich 12a des
Kautschukstreifenelements 10a, das dadurch, dass es zurück
umgelegt wurde, mit sich selbst in Kontakt gebracht ist, ein leitender
Pfad 2c gebildet, um statische Elektrizität von
einer unter dem Laufflächenabschnitt 2 liegenden
Gürtelschicht 6 zur Oberfläche der Lauffläche
frei zu setzen.
-
Darauf
folgend wird, wenn das Kautschukstreifenelement 10a eine
dem zentralen Laufflächenabschnitt 2b entsprechende
Position P5 ausgehend von der Mitte seines Wicklungsvorgangs erreicht, durch
Steuern der Extrudiermaschine 100 auf die oben beschrie bene
Weise von ihr ein Kautschukstreifenelement 10b extrudiert,
um an das Rotations-Trägerelement 120 geliefert
zu werden, und es wird aufgewickelt, während es nach rechts
verschoben wird, wodurch der zentrale Laufflächenabschnitt 2b des Laufflächenabschnitts 2 aufgebaut
wird und der Laufflächenabschnitt 2 fertiggestellt
wird.
-
Wie
bisher beschrieben, kann durch Aufwickeln der Kautschukstreifenmaterialien 10a, 10b,
bei denen dafür gesorgt ist, dass sich die Flächenverhältnisse
in der Reifenbreitenrichtung auf dem Rotations-Trägerelement 120 in
solcher Weise unterscheiden, dass das Flächenverhältnis
des leitenden Kautschukgebiets 12 relativ zum Querschnitt
des Kautschukstreifenelements 10 größer
wird, wie es in der 5 dargestellt ist, der Laufflächenabschnitt 2 hergestellt
werden, der einen Schulterabschnitt 2a aus dem leitenden
Kautschukmaterial und dem nicht leitenden Kautschukmaterial, dem
die Funktion des Beseitigens statischer Ladungen verliehen ist und
dem zentralen Laufflächenabschnitt 2b aus dem
nicht leitenden Kautschukmaterial zwischen den Schulterabschnitten 2a besteht.
-
Außerdem
wird, bei dieser Ausführungsform, beim Aufbauen des Laufflächenabschnitts 2 durch Aufwickeln
des Kautschukstreifenelements 10 auf das Rotations-Trägerelement 120,
der Wicklungsvorgang ausgehend vom zentralen Abschnitt des Rotations-Trägerelements 120,
der dem zentralen Abschnitt des Laufflächenabschnitts 2 entspricht,
gestartet, und das Kautschukstreifenelement 10 wird in der
Reifenbreitenrichtung zum einen Seitenabschnitt verschoben. Dann
wird, wenn das Kautschukstreifenelement 10 den einen Endabschnitt
erreicht, dasselbe zur Reifenaußenumfangsseite hin umgelegt, um
weiterhin aufgewickelt zu werden, während es in der Reifenbreitenrichtung
vom rechten Ende zum linken Endabschnitt verschoben wird. Dann wird,
wenn das Kautschukstreifenmaterial 10 den anderen Endabschnitt
erreicht, dasselbe zur Reifenaußenumfangsseite umgelegt,
um weiterhin in der Reifenbreitenrichtung vom linken Ende zum rechten
Endabschnitt hin verschoben zu werden, um dadurch bis an eine Position
gewickelt zu werden, die im Wesentlichen mit der Wicklungsstartposition übereinstimmt.
So kann, da das Kautschukstreifenmaterial 10 auf im Wesentlichen
S-förmige Weise gewickelt wird, der Ausgleich zwischen
den beiden Seiten in der Reifenbreitenrichtung verbessert werden.
-
Es
ist zu beachten, dass zwar bei dieser Ausführungsform als
die Schulterabschnitte 2a aufbauendes Kautschukstreifenmaterial 10a ein
solches Kautschukstreifenmaterial 10 verwendet ist, bei
dem das Flächenverhältnis des leitenden Kautschukbereichs 12a relativ
zum Querschnitt des Kautschukstreifenmaterials 10 konstant
ist, aber beispielsweise dafür gesorgt werden kann, dass
das Flächenverhältnis des leitenden Kautschukbereichs 12a relativ
zum Querschnitt des Kautschukstreifenmaterials 10a kleiner
wird, während sich das Kautschukstreifenmaterial 10a im
Schulterabschnitt 2a in der Reifenbreitenrichtung zum Endabschnitt
hin erstreckt, wodurch die Menge an verwendetem leitendem Kautschuk
verringert werden kann, um eine weitere Verringerung des Rollwiderstands
zu realisieren.
-
(Modifizierte Beispiele)
-
Als
Nächstes werden modifizierte Beispiele der Erfindung auf
Grundlage der Zeichnungen beschrieben. Die 6 ist eine
Schnittansicht eines Reifens, wie er durch ein Herstellverfahren
gemäß dem modifizierten Beispiel hergestellt wird.
Wie es in der 6 dargestellt ist, unterscheidet
sich das modifizierte Beispiel von der ersten Ausführungsform dadurch,
dass zwischen einer Gürtelschicht 6 und einem
Laufflächenabschnitt 2 ein Basiskautschukabschnitt 8 aus
einem leitenden Kautschukmaterial vorhanden ist. Es ist zu beachten,
dass Aufbauen, die mit solchen bei der ersten Ausführungsform übereinstimmen, gleiche
Bezugszahlen zugeordnet sind, um die zugehörige Beschreibung
wegzulassen.
-
Der
Basiskautschukabschnitt 8 wird dadurch aufgebaut, dass
ein von der oben genannten Extrudiermaschine 100 extrudiertes
Kautschukstreifenmaterial 10c auf einen Gürtelabschnitt 6,
der auf einer Wicklungsfläche 120b eines Rotations-Trägerelements 120 ausgebildet
ist, auf überlappende Weise aufgewickelt wird.
-
Genauer
gesagt, wird, wie es in der 3 dargestellt
ist, durch Stoppen des Schraubenschafts 107 im Hauptkörperkasten 102,
in den das nicht leitende Material Q2 an den Kautschukvereinigungsabschnitt 106 geliefert
wird, und der Zahnradpumpe 104 sowie durch Steuern des
Schraubenschafts 109 im anderen Hauptkörperkasten 103,
in den das leitende Kautschukmaterial Q1 geliefert wird, und der
Zahnradpumpe 105 auf solche Weise, dass eine vorbestimmte
Strömungsrate des an den Kautschukvereinigungsabschnitt 106 der
Extrudiermaschine 100 gelieferten Kautschukmaterials realisiert
wird, ein Kautschukstreifen 110, der, wie es in der 7 dargestellt ist,
nur aus einem leitenden Kautschukbereich 12c besteht, kontinuierlich
von der Extrudiermaschine 100 extrudiert.
-
Wie
es in der 7 dargestellt ist, wird damit begonnen,
dass auf solche Weise von der Extrudiermaschine 100 extrudierte
Kautschukstreifenmaterial 10c in der Reifenbreitenrichtung
von einem Seitenabschnitt (beispielsweise einem rechten Seitenabschnitt)
S1 aus aufzuwickeln und es weiter aufzuwickeln, während
es zu einem Endabschnitt (beispielsweise einem rechten Ende) hin
verschoben wird. Wenn das Kautschukstreifenmaterial 10c das
rechte Ende erreicht, wird es zur Reifenaußenumfangsseite hin
umgelegt, um weiterhin aufgewickelt zu werden, während
es von rechts nach links verschoben wird. Außerdem wird,
wenn das Kautschukstreifenmaterial 10c das linke Ende erreicht,
dasselbe zur Reifenaußenumfangsseite umgelegt, um weiterhin
aufgewickelt zu werden, während es von links nach rechts verschoben
wird, um dadurch den Basiskautschukabschnitt 8 aufzubauen.
-
Es
ist zu beachten, dass zwar bei diesem modifizierten Beispiel der
Basiskautschukabschnitt 8 dadurch aufgewickelt wird, dass
das Kautschukstreifenmaterial 10c auf die auf der Wicklungsfläche 120b des
Rotations-Trägerelements 120 gehaltene Gürtelschicht 6 spiralförmig
aufgewickelt wird, jedoch der Basiskautschukabschnitt 8 dadurch
auf der Gürtelschicht 6 aufgebaut werden kann,
dass ein Basiskautschukelement 8a, das mit einer vorbestimmten
Länge ausgebildet ist, die der Länge des Basiskautschukabschnitts 8 in
der Reifenbreitenrichtung entspricht, auf die auf der Wicklungsfläche 120b des
Rotations-Trägerelements 120 gehaltene Gürtelschicht 6 aufgewickelt
wird. Wenn dies erfolgt, kann, wie es in der 9 dargestellt
ist, das Basiskautschukelement 8a dergestalt sein, dass
es eine leitende Kautschukschicht 8c aufweist, die mit
den Schulterabschnitten 2a des Laufflächenabschnitts 2 auf
dem Basisabschnitt 8b aus dem nicht leitenden Kautschukmaterial
in elektrisch leitender Verbindung steht, und durch Verwenden des
oben beschriebenen Basiskautschukelements 8a kann der Basiskautschukabschnitt 8 zwischen
die Gürtelschicht 6 und den Laufflächenabschnitt 2 eingefügt
werden, ohne dass die Funktion des Beseitigens statischer Ladungen
und der Rollwiderstand beeinträchtigt wären.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
1 Schnittansicht,
die ein Beispiel eines Luftreifens zeigt, wie er durch ein Herstellverfahren gemäß einer
ersten Ausführungsform hergestellt wurde.
-
2A Schnittansicht
eines Kautschukstreifenmaterials, wie es beim Herstellverfahren
gemäß der Ausführungsform verwendet wird.
-
2B Schnittansicht
eines Kautschukstreifenmaterials, wie es beim Herstellverfahren
gemäß der Ausführungsform verwendet wird.
-
3 Zeichnung
zum Erläutern eines Verfahrens zum Aufbauen eines Laufflächenabschnitts durch
Aufwickeln eines von einer Extrudiermaschine extrudierten Kautschukstreifenelements.
-
4 Draufsicht
zum Erläutern eines Aufwickelverfahrens für das
Kautschukstreifenmaterial.
-
5 Schnittansicht
zum Veranschaulichen eines Verfahrens zum Aufbauen des Laufflächenabschnitts
unter Verwendung des Kautschukstreifenmaterials.
-
6 Schnittansicht,
die ein Beispiel eines Luftreifens zeigt, der durch ein Herstellverfahren
gemäß einem modifizierten Beispiel hergestellt
wurde.
-
7 Schnittansicht
zum Veranschaulichen eines Verfahrens zum Aufbauen eines Basiskautschukabschnitts
und eines Laufflächenabschnitts gemäß dem
modifizierten Beispiel.
-
8 Schnittansicht
eines Kautschukstreifenmaterials, das zum Aufbauen des Basiskautschukabschnitts
verwendet wird.
-
9 Schnittansicht
eines Basiskautschukabschnitts und eines Laufflächenabschnitts
gemäß einem weiteren modifizierten Beispiel.
-
10 Schnittansicht
zum Erläutern eines Aufwickelverfahrens für ein
Kautschukstreifenmaterial.
-
- 1
- Innenschichtkautschukabschnitt
- 2
- Laufflächenkautschukabschnitt
- 2a
- Schulterabschnitt
- 2b
- Zentraler
Laufflächenabschnitt
- 2c
- Leitender
Pfad
- 3
- Seitenwandkautschukabschnitt
- 4
- Felgenwulstbandkautschukabschnitt
- 5
- Karkassenschicht
- 6
- Gürtelschicht
- 7
- Felgendrahtabschnitt
- 8
- Basiskautschukabschnitt
- 10,
10a, 10b, 10c
- Kautschukstreifenmaterial
- 12a,
12c
- Erstes
Gebiet (leitendes Kautschukmaterial)
- 14a,
14b
- Zweiter
Bereich (nicht leitendes Kautschukmaterial)
- 100
- Extrudiermaschine
- 102,
103
- Hauptkörperkasten
- 104,
105
- Kopfabschnitt
- 106
- Kautschukvereinigungsabschnitt
- 102
- Schaft
- 108
- Aufbaudüse
- 108a
- Füllöffnung
- 109
- Achse
- 110,
111
- Schütte
- 114
- Kalandrierrolle
- 116
- Walze
- 120
- Rotations-Trägerelement
- 120a
- Drehachse
- 120b
- Wicklungsfläche
- 130
- Steuerungseinheit
- T1,
T2
- Reifen
- Q1
- leitendes
Kautschukmaterial
- Q2
- nicht
leitendes Kautschukmaterial
-
Es
ist eine Aufgabe, die Zykluszeit zum Herstellen eines Luftreifens
mit niedrigem Rollwiderstand zu verkürzen und einen solchen
Luftreifen zu schaffen.
-
Als
Maßnahme hierfür wird beim Aufbauen eines Laufflächenabschnitts
durch spiralförmiges Aufwickeln eines Kautschukstreifenmaterials,
dessen Querschnitt in einen ersten Bereich aus einem leitenden Kautschuk
und einen zweiten Bereich aus einem nicht leitenden Kautschuk in
der Reifenbreitenrichtung unterteilt ist, auf teilweise überlappende Weise
unter Verwendung einer Extrudiermaschine, die das Kautschukstreifenmaterial
kontinuierlich extrudiert, dafür gesorgt, dass sich das
Flächenverhältnis des ersten Bereichs relativ
zum Querschnitt des Kautschukstreifenmaterials in der Reifenbreitenrichtung ändert.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - JP 2004-338621
A [0007]