DE2120880B2

DE2120880B2 - Verfahren zum Aufblasen eines vulkanisierten Reifens mit einem elastomeren schäumbaren Material

Info

Publication number: DE2120880B2
Application number: DE2120880A
Authority: DE
Inventors: David Harrison Akron Paul; Joseph Albert Stow Rosey
Original assignee: Goodyear Tire and Rubber Co
Current assignee: Goodyear Tire and Rubber Co
Priority date: 1970-06-01
Filing date: 1971-04-28
Publication date: 1981-01-29
Also published as: ZA712665B; DE2120880A1; AR199637A1; FR2095535A5; JPS5432029B1; GB1320052A; DE2120880C3; CA935967A; BR7103113D0

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufblasen eines vulkanisierten Reifens mit einem elastomeren schäumbaren Material, entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1. Insbesondere sollen große Reifen, die für Geländefahrzeuge und Erdbewegungsmaschinen verwendet werden, hergestellt werden.

Bisher wurden für derartige Fahrzeuge schlauchlose pneumatische Reifen oder pneumatische Schlauchreifen verwendet. Bei pneumatischen Reifen besteht jedoch die Gefahr eines Luftverlustes sowie des Plattwerdens, so daß derartige Reifen gegebenenfalls abmontiert und repariert werden müssen. Dabei muß das jeweilige Fahrzeug bzw. die jeweilige Vorrichtung während der Reparatur stillgelegt werden, so daß erhebliche wirtschaftliche Verluste entstehen können. Reifen, die unter Verwendung eines geschäumten elastomeren Materials aufgeblasen werden, können keine Luft verlieren und können ferner nicht durch auf dem Fahrweg liegende Gegenstände, wie beispielsweise Steine und Nägel, verletzt werden, so daß ihre Betrebszeit nicht durch Perioden vermindert wird, während welcher Reifenreparaturen durchzuführen sind.

Elastomere Materialien oder federnde Schäume, die in erfolgreicher Weise zum Füllen von großen Reifen für Erdbewegungsmaschinen eingesetzt werden können, lassen sich aus Naturkautschuk, GR-S, Neopren, Acrylnitril-Kautschuk, chlorsulfoniertem Polyäthylen oder anderen kautschukähnlichen Materialien herstellen, und zwar durch Zugabe eines Blähmittels, welches Stickstoff in Freiheit setzt, beispielsweise Dinitrosopentamethylentetramin, Sulfonylhydrazide oder N,N'-Dimethyl-N,N'-dinitrosoterephthalamid (vgl. die US-PS 30 22 810 sowie die CA-PS 7 14 026). Andere geeignete Materialien werden in der US-PS 33 81 735 (vgl. insbesondere die Beispiele 1 bis 3) beschrieben.

Viele mit Schaum gefüllte Reifen werden in der Weise hergestellt, aaß das expandierbare oder schäumbare Material in das Innere eines zuvor geformten oder vulkanisierten Reifens eingebracht wird. Der Reifen wird dann auf einer Felge montiert und in einen geeigneten Ofen eingebracht, in welchem heiße Luft oder ein anderes Gas dazu verwendet wird, gleichzeitig das Material innerhalb des Reifens zu expandieren und zu vulkanisieren.

Dem bisher bekannten Verfahren haftet jedoch der Nachteil an, daß eine Oberflächenoxidation in dem vulkanisierten Reifenkörper auftritt, welche die Bildung von Oberflächenrissen zur Folge hat, die den Rissen in

ίο den Seitenwänden der Reifen ähneln, die auf Witterungseinflüsse zurückzuführen sind. Darüber hinaus wird durch eine derartige Oxidation die Oberfläche der Reifen hart, was unerwünscht ist Außerdem ist beim Einsatz von heißer Luft infolge des Vorliegens von elementarem Sauerstoff zum Schäumen und Vulkanisieren eine gewisse Feuergefahr nicht auszuschließen, wobei darüber hinaus Luft kein besonders gutes Wärmeübertragungsmedium darstellt
Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt ohne Beschädigung des vulkanisierten Reifenkörpers das in den Reifen eingebrachte Material schnell und gefahrlos zu schäumen und zu vulkanisieren.

Diese Aufgabe wird durch die Erfindung gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs gelöst

Das Erhitzen des auf der Felge montierten Reifens in einer Wasserdampfatmosphäre anstelle der Verwendung von anderen heißen Gasen, wie Luft reduziert die Oberflächenoxidation in dem vulkanisierten Reifenkörper oder verhindert eine derartige Oxidation vollständig. Darüber hinaus tritt keine Feuergefahr auf, wobei außerdem Wasserdampf ein besseres Wärmeübertragungsmedium als heiße Luft ist

Das Verfahren wird unter Einsatz eines bereits vulkanisierten Reifens durchgeführt Es war in Kenntnis des vorstehend geschilderten Standes der Technik zu befürchten, daß ein bereits vulkanisierter Reifen in einer Wasserdampfatmosphäre durch Obervulkanisation bei der Behandlung mit Wasserdampf beschädigt oder zerstört wird. Es ist nämlich eine bekannte Tatsache, daß Wärme eine nachteilige Wirkung auf Reifen ausübt. Der Schäumungsvorgang ist zu beenden, bevor der Vulkanisationsvorgang einsetzt, weil sonst keine gleichmäßige Schaumbildung erreicht wird. Dabei ist die Tatsache zu berücksichtigen, daß die Temperatur im Inneren des schäumenden Materials nicht den gewünschten Temperaturgrad erreichen kann, der bei der Durchführung des sogenannten normalen Wasserdampfheizverfahrens, bei dem der umgebende Reifen und das umgebende schäumende Material diese Temperatur überstiegen haben, erzielt wird. Wie den weiter unten folgenden Ausführungen noch im einzelnen zu entnehmen ist, erfolgt während der durchgeführten Zyklen des Erhitzens und Abkühlens sowie des Expandierens gleichzeitig ein Härten und nicht, wie man vermuten könnte, eine Beendigung des Schäumungsvorgangs, bevor der Vulkanisationsvorgang einsetzt.

Zur Durchführung des Verfahrens kann man in der Weise vorgehen, daß man den mit Schaum gefüllten Reifen mit Wasserdampf während einer vorherbestimmten Zeitspanne kontaktiert, worauf die Zufuhr des Wasserdampfes abgeschaltet wird, damit sich der Schaum ausdehnen kann. Dieser Zyklus wird solange wiederholt, bis der Kautschukschaum vollständig expandiert und gehärtet ist. Beispielsweise wird ein 10.00-20-Reifen mit einem schäumbaren Kautschuk gefüllt, wie er in Beispiel 3 der US-PS 33 81735 beschrieben wird, und zwar in einer Menge, die dazu ausreicht, einen durch den aufgeblähten Schaum

bedingten Druck von ungefähr 5,6 kg/cm² zu erzeugen. Anschließend wird der Reifen auf eine Radfelge aufgezogen und in eine Erhitzungseinrichtung eingebracht, wobei der Reifen in zweckmäßiger Weise nicht die Erhitzungseinrichtung kontaktiert, und der Einwirkung von gesättigtem Wasserdampf mit einer Temperatur von ungefähr 149° C während einer Zeitspanne von ungefähr 30 Minuten unterzogen. Der Wasserdampf wird dann abgeschaltet, worauf sich der schäumbare Kautschuk bei Atmosphärendruck während einer Zeitspanne von ungefähr 60 Minuten in einer Atmosphäre expandieren gelassen wird, die im allgemeinen frei von elementarem Sauerstoff ist, da keine Luft in die Erhitzungseinrichtung gelassen wird. Der Reifen wird dann mit gesättigtem Wasserdampf bei einer Temperatür von ungefähr 140⁰C während einer zweiten Zeitspanne von ungefähr 15 Minuten knntaktiert Dann wird die Wasserdampfzufuhr erneut abgeschaltet, worauf der Reifen in ähnlicher Weise in der Erhitzungseinrichtung während einer Zeitspanne von ungefähr 75 Minuten aushärten gelassen wird. Die dritte und vierte Stufe des erneuten Erhitzens des Reifens während einer Zeitspanne von 15 Minuten und des Aushärtenlassens des Reifens während einer Zeitspanne von 75 Minuten werden während einer Zeitspanne von insgesamt ungefähr 12V₂ Stunden wiederholt Zu diesem Zeitpunkt zeigen die in dem Kautschukschaum eingesetzten Thermoelemente, daß der Reifen aus der Enthitzungseinrichtung entnommen werden kann. In dem vorstehend erwähnten Fall stellt man fest, daß die Temperatur der geschäumten Füllung an ihrem innersten Punkt während des Schäumens und Härtens einen Wert von 104° C nicht übersteigt

Die Temperatur des verwendeten Wasserdampfs kann zwischen ungefähr 100 und ungefähr 204⁰C liegen, insbesondere schwankt sie jedoch zwischen ungefähr 127 und ungefähr 163° C, da bei niedrigeren Wasserdampftemperaturen das Material in dem Reifen länger zum Schäumen und Härten braucht und bei höheren Wasserdanipftemperaturen der Reifen schnell übervulkanisiert werden kann, so daß die Festigkeit der verstärkend wirkenden Reifen kurz vermindert wird, was sich nachteilig auf den Reifen auswirken kann.

Die Zersetzungsgeschwindigkeit des Blähmittels sollte größer sein als die Härtungsgeschwindigkeit des Kautschuks bei irgendeiner gegebenen Temperatur innerhalb der Temperaturbereiche, die zum Schäumen und Härten des Kautschuks eingehalten werden, da es von Bedeutung ist, daß das Material vor dem Härten vollständig schäumt Ansonsten ist die geschäumte Füllung nicht gleichmäßig, vielmehr entwickeln sich Hohlstellen in dem Reifen, die unerwünschte Fahreigenschaften bedingen. Das zuletzt genannte Blähmittel beginnt sich im allgemeinen bei einer Temperatur von ungefähr 71°C zu zersetzen. Dies ist insofern von Bedeutung, als während des Mischens eine Temperatur von ungefähr 60 bis 71°C erzeugt wird, so daß ein vorzeitiges Schäumen des Materials verursacht werden kann, wenn die Zersetzungstemperatur des Blähmittels zu niedrig ist.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Aufblasen eines vulkanisierten Reifens mit einem elastomeren schäumbaren Material, wobei ein nichtges.chäumtes und nichtgehärtetes eiastomeres Material in das Innere des Reifens eingebracht wird, worauf der Reifen mit der Füllung auf einer Radfelge montiert und anschließend zur gleichzeitigen Expandierung und Härtung des schäumbaren Materials in eine erhitzte Gasatmosphäre gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Reifen mit Wasserdampf kontaktiert wird, anschließend der Wasserdampf abgeschaltet wird, das Material unter im wesentlichen Atmosphärendruck zu schäumen, wobei die Atmosphäre im wesentlichen frei von elementarem Sauerstoff gehalten wird, und die beiden Verfahrensschritte wiederholt werden, bis die geschäumte Füllung an ihrem innersten Punkt während des Schäumens und Härtens einen Wert von 104⁰C erreicht hat

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Reifen mit Wasserdampf mit einer Temperatur von 100 bis 204° C kontaktiert wird.