DE1939298A1

DE1939298A1 - Verfahren zum Herstellen von mit Schaumstoff gefuellten Reifen

Info

Publication number: DE1939298A1
Application number: DE19691939298
Authority: DE
Inventors: Smith Richard Franklin; Bartos Donald Michael; Behrens Richard Paul
Original assignee: Dow Corning Corp
Current assignee: Dow Silicones Corp
Priority date: 1968-08-02
Filing date: 1969-08-01
Publication date: 1970-04-02
Also published as: SE347202B; GB1216049A; NL6911797A; BE736940A; FR2014928A1

Description

PATENTANWÄLTE

DR. I. MAAS

DR. W. PFEIFFER DR. F. VOITHENLEITNER

8 MÜNCHEN 23 UNQERERSTR. 29 -TEL. 3902 36

DC 1515

Dow Corning Corporation, Midland, Michigan / USA

Verfahren zum Herstellen von mit Schaum

stoff gefüllten Reifen

Die Erfindung betrifft mit Schaumstoff gefüllte Fahrzeugreifen und insbesondere Verfahren zum Herstellen solcher Reifen.

Es ist seit vielen Jahren bekannt, daß man Fahrzeugreifen zur Dämpfung des Fahrzeugs während der Fahrt mit einem elastischen Reifenfüllstoff ausrüsten kann. Die ältesten Kraftfahrzeugreifen waren so aufgebaut und obgleich die meisten Kraftfahrzeugreifen heute luftgefüllte Reifen sind, erweisen sich mit Schaum-

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stoff gefüllte Reifen dennoch für manche Anwendungszwecke sinnvoll und werden mit neueren Reifenfüllstoffen vielfach verwendet.

Die Herstellung von Reifen mit elastischen Schaumfüllstoffen wurde bisher im wesentlichen von Hand vorgenommen oder es mußte ein nicht vulkanisierter Stab stranggepreßt werden, der dann zu einem Ring geformt und in die Reifendecke hineingestopft wurde. Bei einer anderen bekannten Ausführungsform wurden Abschnitte mit unterschiedlichen Querschnitten von Hand in übliche. Reifendecken eingesetzt. Für die~Massenproduktion lassen diese Verfahren jedoch viel zu wünschen übrig. Die Arbeitskosten sind hoch und die Gleichförmigkeit des Produkts ist schwierig zu erreichen.

Bei dem Verfahren nach der Erfindung soll zum Aufbau von mit Schaumstoff gefüllten Reifen fast alle Handarbeit, die bisher zum Herstellen dieser Reifen erforderlich war, vermieden v/erden. Die Erfindung bezweckt in der Hauptsache ein Verfahren zum Herstellen von schaumstoffgefüllten Reifen, das möglichst weitgehend automatisiert v/erden kann, wodurch diese für die bekannten Verfahren erforderliche Handarbeit entfällt.

Bei einem Verfahren nach der Erfindung werden praktisch alle Herstellungsstufen in einem Formteil durch Einsatz geeigneter Injektionseinrichtungen und anderer Formteile vorbereitet, die für die verschiedenen Verfahrensstufen infrage kommen. Die Erfindung besteht darin, daß in eine Ringform eine hinreichende Menge einer ungehärteten, wärmehärtbaren Kautschukmasse, die die Laufsohle des Reifens bildet, eingefüllt und dann ein Innenkernteil aus der Form entfernt und hierauf, wenn es für die Reifenausbildung erforderlich ist, in die Form und praktisch in Berührung mit der inneren Peripherie der geformten Laufsoh-

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lenmasse ein ringförmiges Verstärkungsteil eingesetzt wird, das ein' flacher Gurt sein kann oder einen im allgemeinen U-förmigen'Querschnitt haben kann, dessen offenes Ende radial nach innen weist. Die Fasern der Verstärkung können aus thermoplastischem Werkstoff bestehen, so daß sie sich während des weiteren Herstellungsverfahrens bei der Anwendung von Wärme unter Dehnung strecken können. In die U-förmige Konfiguration oder auf den flachen Gurt wird ein Streifen aus ungehärtetem, ungeschäumtem, wärmehärtbarem, elastomerem Schaumfüllstoff, der ein wärmeaktivierbares Schäummittel enthält, längs der inneren Peripherie des Verstärkungselementes injiziert. Die Form wird dann geschlossen, wobei die Formoberfläche des Formhohlraums der. gewünschten endgültigen äußeren Reiferikonfiguration entspricht. Wärme wirdangewandt, um das Schäummittel zu aktivieren, wodurch ein geschäumter Füllstoff erzeugt und alle wärmehärtbaren Kassen in dem Reifen gehärtet werden. Dieses Verfahren erlaubt die Herstellung mit einem Minimum an Handarbeit und ist für die automatische Massenproduktion geeignet..Es können ohne Schwierigkeiten gleichmäßige Ergebnisse erhalten werden.

Anhand der Figuren wird die Erfindung beispielsweise erläutert.

Figur 1 zeigt einen Querschnitt einer Felge auf dem ein mit Schaumstoff gefüllter Reifen nach der Erfindung montiert ist.

Figur 2 veranschaulicht in einer schematischen Teilquerschnittsansicht ein Fließband mit den einzelnen Kerstellungsstufen, die für die Herstellung von Reifen nach der Erfindung infrage korn-, men.

Figur 3 zeigt in einer Querschnittsansicht die-auseinandergenommene Form zum Formen des Laufsohlenteils eines Reifens

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nach Figur 1, wobei diese Darstellung der Stelle des Fließbandes nach Figur 2 entspricht, an der die Laufsohle geformt wird und

FigMr Ή z^igt in Teilquerschnittsansicht die Stelle des Fließbandes nach Figur 2, an der der Schaumstoff injiziert wird im Detail.

In den Zeichnungen werden für gleiche Teile durchaus gleiche Bezugszeichen verwendet. In Figur 1 ist eine Reifenfelge dargestellt, auf der ein Fahrzeugreifen mit einer Laufsohle 11 montiert ist. In radialer Richtung gesehen nach innen von der Laufsohle 11 befindet sich ein Verstärkungsteil 12 aus Kautschuk mit einem darin eingebetteten Gewebe 13 und Randwulstverstärkungen 14 am innersten Rand. Wie es bei Reifen üblich ist, wird der Randwulst von dem Verstärkungsgewebe überlappt und kann z.B. eine Verstärkung aus geflochtenem Drahtmaterial haben. Der Randwulst dient dazu, den Reifen in der Felge zu halten, die aus zwei Hälften 16 und 17 zusammengesetzt ist. Infolge der mit Schaumstoff gefüllten Reifen eigenen Stei- ' figkeit kann die Felge aus zwei Teilen hergestellt sein, so daß eine Hälfte beispielsweise durch Entfernen von Schraubbolzen 18 zwecks Ersatz des Reifens auf der Felge entfernt werden kann. Alternativ kann die Felge fest mit dem Reifen verbunden und so konstruiert sein, daß sie gleichzeitig mit dem Reifen bei Abnutzung desselben weggeworfen wird. Wie üblich können Löcher 19 zum Anbringen der Felge und des Reifens an einem Fahrzeug vorgesehen sein.

Der Innenraum des Verstärkungsteils 12 ist wie dargestellt, völlig mit elastomerem Schaumfüllstoff 21 gefüllt, der eine Vielzahl von Hohlräumen oder Blasen enthält. Das Verfahren

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nach der Erfindung kann verwendet werden, um auch Reifen zu konstruieren, in denen der Schaumfüllstoff den Verstärkungsteil 12 nur teilweise füllt, so daß ein Raum für ein Luftkissen entweder mit oder ohne Schlauch verbleibt. Solche Reifen sind bekannt und werden im einzelnen nicht mehr beschrieben.

In Figur 2 ist etwas schematisch ein Fließband dargestellt, auf dem die einzelnen Verfahrensstufen nach der Erfindung durchgeführt werden. Anhand der Zeichnung wird die Erfindung lediglich erläutert und es können auch weitere Verfahrensstufen auf dem Fließband vorgesehen sein, wenn dies gewünscht wird. Wie noch deutlicher in Figur 3 dargestellt, wird in der ersten Stelle des Fließbands die Kautschuklaufsohle geformt, übliche Läufsohlenkautschukmassen werden nach Zähigkeit und Dauerfestigkeit entwickelt oder ausgelegt und sind stark mit Füllstoffen beladen, jedoch zunächst hochviskose Flüssigkeiten, die wärmehärtbar sind. Ein zylindrischer Formkörper 23 wird vorzugsweise auf einem Förderband 24 angeordnet, so daß die Form leicht von Stelle zu Stelle verschoben werden kann.

Die innere Peripherie des Formkörpers formt die äußere Kontur der Reifensohle. Ein Teil 26 wird in die Form 23 eingesetzt und bildet kurzzeitig den Innenkern des ringförmigen Formhohlraums. In dem Teil 26 befindet sich eine Masse aus ungehärtetem wärmehärtbarem Kautschuk 27 für die Reifensohle, der durch mehrere öffnungen 28 in den Hohlraum eingepreßt werden kann, der von der Form 23. und der Außenwand des den Innenkern bildenden Teils 26 gebildet wird. Ein Kolben 29> der in den Teil 26 paßt, wird nach unten gedrückt, um die Kautschukmasse in den Formhohlraum zu pressen. Es gibt

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Kautschukmassen für Reifensohlen, die hinreichend zähflüssig sind, so daß sie ihre Form ohne Träger beibehalten, nachdem sie in den Formhohlraum eingepreßt worden sind. Andere Formmassen fließen leicht. Bei fließfähigen Massen ist es zweckmäßig, die Form zu erwärmen, um die Reifensohlenmasse so weit zu erhärten, daß sie sich selbst trägt, bevor das Verfahren weitergeführt wird. Ein solches Erwärmen kann in üblicher Weise erfolgen, beispielsweise durch Anwendung von Wasserdampf, der nahe der Reifensohlenperipherie der Form zugeleitet wird, beispielsweise durch den Einlaß 25 (Figur 3)·

Nachdem die Sohle des Reifens geformt worden ist wird der Teil 26 aus der Form herausgenommen und ein zweckmäßiger Verstärkungsteil in die Form eingesetzt, der praktisch in Berührung mit der inneren Peripherie der geformten Reifensohle steht. In Abhängigkeit von der Reifenkonstruktion kann der Verstärkungsteil weggelassen v/erden oder einfach ein flacher Gurt aus Verstärkungsmaterial sein, um die Zugfestigkeit der Reifensohle zu verbessern. Der dargestellte Verstärkungsteil hat eine Ringform mit einem U-förmigen Querschnitt, wobei das offene Ende des U sich in radialer Richtung nach innen öffnet. Der Verstärkungsteil 12 besteht im allgemeinen aus ungehärtetem oder teilweise gehärtetem Kautschuk, der, wie anhand von Figur 1 beschrieben wurde, verstärkt ist. Der Kautschuk kann auf das Verstärkungsgewebe, beispielsweise durch kalandrieren aufgebracht werden. In bestimmten Fällen jedoch kann die Reifenkonstruktion eine Seitenwand aus Kautschuk nicht erfordern, so daß ein Gewebe allein als Verstärkung verwendet werden kann. Der Verstärkungsteil kann einen Randwulst haben, wie anhand von Figur 1 beschrieben wurde oder dieser Randwulst kann in Abhängigkeit von der Ausbildung

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des Reifens entfallen. Wenn gewünscht, kann das Verstärkungsmaterial aus thermoplastischen Pasern bestehen, die bei Anwendung von Wärme gestreckt werden können.

Wie am deutlichsten aus Figur 4 zu ersehen ist, wird ein unterer Formteil 32 unter der Form 23 angeordnet, bevor die Peripherie in die Form 23 eingesetzt wird. Wenn gewünscht, kann der Bodenformteil 32 unter die Laufsohlenform 23 gebracht werden, bevor die'Laufsohle geformt wird, wenn der Boden des Teils 26 konkav ist. Ein Teil 33 zum Einbringen von Füllstoff, der im Grundaufbau der Konstruktion des Teils 26 ähnlich ist, wird nun in den Formhohlraum abgesenkt. Der Teil 33 enthält eine Menge an ungehärtetem, ungeschäumtem, wärmehärtbarem elastomerem Schaumfüllstoff, der ein wärmeaktivierbares Schäummittel enthält. Diese Masse ist mit dem Bezugszeichen 34 angedeutet. Geeignete Füllstoffmassen sind bekannt und werden beispielsweise in den USA-Patentschriften 3 381 735 und 3 022 810 beschrieben. Die Füllstoffmasse wird mit einem Kolben 36 durch mehrere Öffnungen 37 in das Innere des Verstärkungsteils 12 gedrückt. Wenn ein flacher Gurt als Verstärkung verwendet xvird, ' wird der Füllstoffmaterialstreifen 34 einfach auf die innere Peripherie des Gurtes aufgebracht. Wenn keine Verstärkung verwendet wird, kann das Füllstoffmaterial direkt auf die innere Peripherie der Sohle 11 aufgebracht werden. Die Menge an Masse, die durch die Öffnungen 37 injiziert wird, wird durch Steuern der Bewegung des Kolbens 36 dosiert. Die Form wird bei Aktivierung des Schäummittels, das sich in dem Püllstoffmaterial befindet, gefüllt.

Es können zwar zufriedenstellende Ergebnisse erhalten v/erden, indem das Erhitzen des Füllstoffs der Verstär-

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kung und der Reifensohle, ohne weitere Verfahrensrnaßnahmen zu dieser Zeit zu treffen, eingeleitet wird, es ist jedoch wünschenswert, das Reifengev/icht zu .verteilen, bevor das Härten beginnt. In der nächsten Stufe (Fig» 2) wird die Felge und der obere Formteil zugeführt, sowie das Gewicht verteilt.

Nachdem der Schaumstoff *in den Verstärkungsteil injiziert worden ist, wird der Teil 33, mit dem der Schaumstoff eingebracht wurde, weggezogen, so daß die Form 23 oben offen ist. Zweckmäßigerweise wird' zu diesem Zeitpunkt eine Felge l6, 17 in die Form eingesetzt, wobei darauf geachtet werden muß, daß alle Randwulste .des Verstärkungsteils von der Felge umfaßt werden. Ein oberer Formteil 38, dessen Randbereiche der gewünschten fertigen Reifenkonfiguration entsprechen und dessen innere Bereiche mit der Felge in Berührung kommen können, wird in die Form 23 eingesetzt, so daß diese vollständig geschlossen ist. Die geschlossene Form wird nun auf einem Drehtisch 39 gedreht, um das ungehärtete Füllstoffmaterial um die Peripherie des Verstärkungsteils durch Zentrifugalkräfte dynamisch zu verteilen. Diese Maßnahme bewirkt das Auswuchten des Reifens, Es wurde auch gefunden, daß Wärme angewandt werden kann, um das Schäummittel vor dem dynamischen Auswuchten zu aktivieren, so lange keine ins.Gewicht fallende Härtung des Füllstoffes stattgefunden hat, bevor die Drehung begonnen hat. Selbst wenn der Füllstoff geschäumt ist, ist noch ein ausreichender _tFluß für die Erzeugung der Auswuchtung vorhanden.

iiach dem Auswuchten wird die ganze Form erwärmt, um das Schäummittel zu aktivieren, wenn dies noch nicht vorher getan wurde und um alle nicht gehärteten Teile des Reifens

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.zu härten. Die Aktivierung des Schäummittels bewirkt, daß der Füllstoff schäumt und sich ausdehnt, wobei er die Form füllt. Wenn der Randwulst vorher nicht in der Felge saß, drückt der Füllstoff ihn an die richtige Stelle. Die Härtungszeiten und -temperaturen werden von den verwendeten Massen bestimmt. Wenn ein thermoplastischer Kunststoff für das Verstärkungsgewebe verwendet wird, wie oben vorgeschlagen wurde, ermöglicht die Wärme auch, daß das Gewebe sich während der Ausdehnung des Schäummittels streckt.

Wenn gewünscht, kann die Härtung in der Form nur teilweise ausgeführt und der Reifen zusammen mit der Felge aus der Form entnommen sowie einer vollständigen Nachhärtung unterzogen werden.. Natürlich ist, wenn eine felgenlose Ausführungsform erwünscht ist, keine Felge während des Nachhärtens erforderlich. Der einzige Zweck dafür, daß die Felge in die Form vor dem Härten eingesetzt wird, besteht darin, daß die Montage des Reifens auf einem Fahrzeug zu späterer Zeit leicht ist. Die Wärme kann durch eine übliche Wasserdampf- oder HeißluftVulkanisationseinrichtung,oder wenn schnelle Härtungszyklen erwünscht sind, kann eine Hochfrequenzerhitzung angewandt werden.

Das Verfahren nach der Erfindung zum Herstellen schaumgefüllter Reifen kann mit einem Minimum an Handarbeit und Produkten durchgeführt werden und ergibt ein gleichmäßigeres Endprodukt, als es bisher zu erhalten möglich war.

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Claims

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Patentansprüche

Verfahren zum Herstellen eines elastischen Fahrzeugreifens mit am Umfang angeordneter Reifensohle und einem elastischen Schaumfüllstoff innerhalb der Reifensohle, dadurch gekennzeichnet, daß eine ausreichende Menge einer ungehärteten, wärmehärtbaren, die Reifensohle füllenden Kautschukmasse in eine Form (23, 26) eingefüllt, der Innenkernteil (26) der Form entfernt, ein Streifen aus ungehärtetem, ungeschäumtem, wärmehärtbarem Schaumfüllstoff, der ein wärmeaktivierbares Schäummittel enthält, längs der inneren Peripherie der Reifensohlenmasse (11) eingebracht, die Form mit einem Deckel (33), der der Form der fertigen äußeren Reifenkonfiguration entspricht, geschlossen und Wärme der Form zugeführt wird, so daß das Schäummittel geschäumt und ein geschäumter, ungehärteter Füllstoff erzeugt und alle wärmehärtbaren Massen gehärtet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach Entfernung des Innenkernteils (26) der Ringform (23» 26).in diese und praktisch in Kontakt mit der inneren Peripherie der Reifensohlenmasse (11) ein ringförmiges Verstärkungselement (12) eingesetzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der. Schaumfüllstoff eingefüllt wird, indem in den Verstärkungsteil "(12)..ein Einsatz (33) eingesetzt wird, dessen äußerer Durchmesser kleiner als der Innendurch-

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messer des Verstärkungsteils ist, wobei der Einsatz an seiner Peripherie Spritzdüsen (37) hat, die mit der inneren Peripherie des Verstärkungsteils in Kommunikation gebracht werden können, und daß das Füllstoffmaterial in den Verstärkungsteil durch diese Düsen eingespritzt wird.

\. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärkungsteil hergestellt wird, indem ein Gewebe (13) in eine ungehärtete, wärmehärtbare Grundmasse eines elastomeren Werkstoffes eingebettet wird.

5. Verfahren nach Anspruch k> dadurch gekennzeichnet, daß die Reifensohle (11) und der elastomere Werkstoff der Verstärkung (12) vor dem Einbringen in die Form teilweise gehärtet werden.

6. Verfahren nach Anspruch ^, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärkungstßil (12) einen im allgemeinen U-förmigen Querschnitt hat, dessen offenes Ende in radialer Richtung nach innen weist, daß in den Verstärkungsteil ein'Einsätz (33) r.it einem äußeren Durchmesser eingesetzt wird, der entsprechend kleiner als der innere Durchmesser des Verstärkungsteils ist, wobei der Einsatz an seiner Peripherie Spritzöffnungen (37) hat, die lagemäßig in Übereinstimmung mit der inneren Peripherie des Verstärkungsteils gebracht-werden können und daß das· Füilstoffmaterial in dem Vers'tärkungsteil durch diese öffnungen injiziert wird.-

7. Verfahren r.ach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufsohle vor den Einbringen des Verstärkungsteils

. in die Form -teilweise gehärtet wird.

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BAD ORIGINAL

8. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine feste Felge vor dem Schließen 'der Form in diese eingesetzt wird, wobei die Felge die innere Peripherie der Formgehäusefläche bildet und daß der Reifen auf der Form geformt und gehärtet wird.

9. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Einbringen der Schaumfüllstoffmasse an der inneren Peripherie des Verstärkungselementes dieses Verstärkungselement mit einer hinreichenden Geschwindigkeit gedreht wird, um eine ausgewuchtete Verteilung des Schaumfüllstoffs längs der inneren Peripherie des Verstärkungselementes durch Zentrifugalkräfte zu bewirken.

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