DE2164841B2

DE2164841B2 - Verfahren zum herstellen eines radial-luftreifens

Info

Publication number: DE2164841B2
Application number: DE19712164841
Authority: DE
Inventors: Toshiaki Kodaira Tokio; Tsubakihara Hiroaki Kurume; Fukuyama Hiroshi Higashi-Murayama Tokio; Takayanagi (Japan)
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1970-12-29
Filing date: 1971-12-27
Publication date: 1976-03-18
Also published as: IT944442B; GB1372858A; LU64512A1; TR17190A; DE2164841A1; JPS4918790B1; FR2121066A5; DE2164841C3

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Radial-Luftreifens, bei de.n aus einer oder mehreren Karkasslagen eine zylindrische Karkasse mit Wulsträndern aufgebaut und seitlich mit je einem Scitenstreifen aus einer zu hochflexiblem Gummi vulkanisierbaren Kautschukmischung belegt wird, die Karkasse in die Reifengestalt bombiert wird, aus einer zu abriebfestem Gummi vulkanisierbaren Kautschukmischung ein Rohlaufstreifen hergestellt wird, auf den Kronenbereich der bombierten Karkasse ein Gürtel und der Rohlaufstreifen aufgebracht und angedrückt und die Seitenstreifen an die Karkasse angedrückt werden, worauf der so aufgebaute Reifenrohling vulkanisiert wird.

Bei der Herstellung von Radial-Luftreifen ist man zunächst so vorgegangen, s. F i g. 1, daß man nach dem Aufbau einer Karkasse 2 Seitenstreifen 3 und 3' ganzflächig an die noch zylindrische Karkasse 2 angedrückt hat. In der zweiten Verfahrensstufe wurde dann die Karkasse 2 in die Reifengestalt bombiert, worauf auf den Kronenbereich de- bombierten Karkasse 2 ein Gürtel 6 und ein Rohlaufstreifen 5 aufgebracht und ebenfalls ganzflächig angedrückt wurden. Der Nachteil dieses konventionellen Verfahrens liegt darin, daß sich der Rohlaufstreifen 5 und die Seitenstreifen 3 und i' leicht entlang den Verbindungsstellen j zwischen der ⁽>° Stirnseite der Seitenstreifen 3, 3' und dem äußeren Bereich der Innenfläche des Rohlaufstreifens 5 infolge der unterschiedlichen Kautschukmischungen voneinander ablösen oder trennen können, da die weichen Seitenstreifen 3 3' nicht ausreichend hoch in den Schulterbe- ^hs reich reichen. Außerdem neigen die Seitenstreifen 3, 3 zur Rißbildung. Die Lebensdauer der so an sich schnell herstellbaren Radial-Luftreifen ist dementsprechend kurz, weshalb sie keine kommerzielle Bedeutung er langt haben.

Zur Herstellung von Radial-Luftreifen hoher Festig keit, insbesondere im Übergangsbereich zwischen den Lauistreifen und den Seitenstreifen ist mar daher zi dem eingangs genannten Verfahren übergegangen (DT-AS 12 29 281), wie es an Hand der F i g. 2 bis < näher erläutert sei. Hier verläuft die Verbindungsstelle j im wesentlichen radial und sind die Seitenstreifen : und 3' bis in den Schulterbereich hochgezogen. Du Herstellung des in F i g. 2 gezeigten Radial-Luftreifen· ist jedoch komplizierter und zeitaufwendiger gewor den. In der ersten Stufe, in der nach dem Aufbau de: Karkasse seitlich die Seitenstreifen aus einer zu hoch flexiblem Gummi vulkanisierbaren Kautschukmischung aufgebracht werden, müssen nämlich eine Verbindung verhindernde Folien 4, beispielsweise aus Polyäthylen zwischen den Kronenbereich der Karkasse 2, währenc sich diese auf einer Reifenaufbautrommel 1 befindet und die dort befindlichen Ränder der Seitenstreifen 3 und 3' eingebracht werden, um zu verhindern, daß hier die Seitenstreifen 3 und 3' unmittelbar mit der Karkasse 2 verbunden werden, s. F i g. 3. Nach dem Bombieren müssen dann zu Beginn der zweiten Herstellungsstufe die in den Kronenbereich hineinragenden seitlichen Enden eier Seitenstreifen 3 und 3' gemäß F i g. 4A von der Karkasse 2 weggezogen und die Folien 4 entfernt werden. Anschließend wird dann der Gürtel 6 und der Rohlaufstreifen 5, der aus einer zu abriebfestem Gummi vulkanisierbaren Kautschukmischung hergestellt ist aufgebracht und ganzflächig mittels radial nach innen bewegter Andrückrollen SR an die Karkasse 2 angedrückt. Als nächstes werden die obenerwähnten, in den Kronenbereich hineinragenden Seitenenden der Seitenstreifen 3 und 3' mit den einander gegenüberliegenden Außenflächen des Rohlaufstreifens 5 durch radial nach außen erfolgendes Anrollen mit Andrückrollen SR, wie in Fig.4C gezeigt, angedrückt. Mit Hilfe dieses eingangs genannten und in den F i g. 2 bis 4C erläuterten Verfahrens lassen sich zwar qualitativ befriedigende Radial-Luftreifen herstellen, doch ist das Verfahren für eine leistungsfähige großtechnische Fertigung recht umständlich und zeitaufwendig, da zusatzliche Arbeitsgänge zum Andrücken der Seitenstreifen an die Karkasse und außerdem Vorkehrungen, daß die lose zu bleibenden Ränder der Seitenstreifen bis zum späteren Andrücken nicht mit dem Karkassenteil verbunden werden, bedingt sind. Diese Vorkehrungen können statt im Einlegen von Polyäthylenstreifen an den betreffenden Stellen und Entfernen dieser Streifen vor dem Andrücken auch darin bestehen, daß, sofern nicht an sich klebrige Scitenstreifen verwendet werden sondern nichtklebende beim Aufbringen der Seitenstreifen zunächst nur die äußeren Bereiche durch Bestreichen mit Benzin oder einem entsprechenden Lösungsmittel klebrig gemacht werden und die zum Kronenbereich hin gelegenen Ränder der Seitenstreifen erst nach dem Anrollen des Rohlaufstreifens durch Einstreichen mit Benzin oder einem Lösungsmittel klebrig gemacht werden. In beiden Fällen sind also zusätzliche teure llandarbeitsgänge erforderlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs genannte Herstellungsverfahren für Radial-I ult reifen dahingehend zu verbessern, daß die lleistellungsgcschwindigkeit durch Einsparung von an sich überflüssigen Arbeitsgängen erhöhl wird.

Diese Aufgabe isi für das eingangs genannte Verfahren durch die Erfindung dadurch gelöst, daß das An-

!rücken der Senensireifen vor dem Bombieren ganzriächig an die noch zylindrische Karkasse erfolgt und daß beim Herstellen des Rohlaufstreifens an dessen seide Seitenflanken je ein Schulterstreifen aus der Kautschukmischung der Seitenstreifen angeformt wird.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren entfallen die beim eingangs genannten Verfahr :.i erforderlichen zusätzlichen manuellen Arbeitsgänge. Außerdem ist es durch die spezielle Ausgestaltung des Rohlaufstreifens noch möglich, ein besseres Biegeverhalter des Reifens in der Schulterzone zu erreichen. Die Ersparnis an manueller Arbeit des an der Reifenaufbai-trommel stehenden Arbeiters in der zweiten Herstellungsstufe nach dem Bombieren der Karkasse beträgt bei normalen Pkw-Reifen je nach Reifengröße 25 bis 30%. Der geringfügige höhere maschinelle Aufwand bei der Herstellung des Rohlaufstreifens mit den angeformten Schulterstreifen hebt diesen Vorteil nur zu einem ganz geringen Teil auf, so daß die Kostenersparnis erheblich ist.

Der Rohlaufstreifen besteht aus einem Mittelteil aus einer i.aufflächer kautschukmischung und einem Paar Schulterstreifen aus einer Seitenwandkautschukmischung. Es ist bekannt, Rohlaufstreifen vor dem Aufbringen auf die Karkasse aus einem abriebfestem (härteren) Mittelteil und einem Paar flexiblen (weicheren) Seitenteilen zusammenzufügen. So ist ein Verfahren zum kontinuierlichen Aufbringen der für den Aufbau der Lauffläche, der Senenwände, der Laufflächenschultern und der Unterlageschicht eines Diagonal-Luftreifens erforderlichen Massen von vulkanisierbaren Kautschukmischungen auf eine Karkasse bekannt (DT-AS 12 77 558), bei dem ein unmittelbar vor dem Aufbringen aus den Kautschukmischungen gebildeter fortlaufend, dünner Streifen in mehreren Windungen um die Karkasse herumgewickelt wird, wobei zunächst ein Streifen aus der Kautschukmischung für die Unterlageschicht aufgewickelt und anschließend auf einen Streifen aus der Kautschukmischung für die Seitenwände und einen Streifen für die Lauffläche übergegangen wird, daß während der Übergänge ein die aufeinanderfolgenden Streifen der verschiedenen Kautschukmischungen miteinander überbrückender, aus einer Mischung der aufeinanderfolgenden Kautschukmischungen bestehender Übergangsstreifen von einer für die Verbindung der benachbarten Schichten auf der Karkasse ausreichenden Länge erzeugt wird, in dem der Mischungsanteil der vorausgegangenen Kautschukmischung allmählich und stetig verändert wird, daß der eine Mischvorrichtung fortlaufend verlassende Streifen über bestimmbare Längen in seiner Zusammensetzung konstant gehalten oder allmählich von der Zusammensetzung einer Kautschukmischung in die einer anderen übergeführt werden kann. Auf diese Weise entsteht zwar eine Verbindung ähnlich der an Hand von F i g. 1 erläuterten, doch entfällt ein abrupter Übergang von der weichen Seitenwandmischung zur härteren Laufflächenmischung an der Verbindungsstelle /. Die Herstellung des Rohlaufstreifens erfordert einen hohen maschinellen Aufwand, da drei Kautschukmischungen zu einem Rohlaufstreifen zusammengefügt werden müssen. Es werden keine Schultersireifen an die beiden Seitenflanken eines Rohlaufstreifen angeformt.

Es ist ebenfalls tür die Herstellung konventioneller, gürtelloser Diagonalreifen bekannt, zunächst einen die Seitenwandlage und die Laufflächcnlage umfassenden einheitlichen Streilen aus weichcrem Kautschuk für die Seitenwandlan und abriebfestem Kautschuk für die Laufflächenlage durch einen einzigen Extrudiervorgang herzustellen, der nach dem Bombieren auf einer bombierten Karkasse befestigt wird. Im Schulterbereich reicht die Seitenwand nicht seitlich an die Laufilächenlage(US-PS26 86 554).

Eine bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, daß das Herstellen des Rohlaufstreifen in einer gegenüber dem von den Seitenstreifen freien Kronenbereich der Karkasse größeren

ίο Breite und das Andrücken der Ränder des eigentlichen Rohlaufstreifens über den angrenzenden Rändern der Seitenstreifen erfolgt. Hierdurch entsteht eine bügel- oder gabelartige Struktur des Übergangs der Seitenstreifen in den Laufstreifen im Schulterbereich, bei der

'5 der abriebfeste Laufstreifen innen und außen vom weicheren Seitenstreifengummi eingeschlossen ist. Diese gabelförmige Überlappung der weichen Seitenstreifen mit dem Laufflächenstreifen über dessen spitze Ränder ist bei den üblichen Kautschukmischungen besonders vorteilhaft bezüglich des Biegeverhaltens des Reifens in der Schulterzone.

Mit den Patentansprüchen ist jeweils nur ein Verfahren geschützt, das alle in ihnen angegebenen Schritte aufweist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist an Hand der F i g. 5 bis 10 einer Zeichnung näher erläutert, in der zeigt

F i g. 5 einen Querschnitt, der den Reifenaufbau in der ersten Verfahrensstufe zeigt,

F i g. 6A und 6B Querschnitte, die den Reifenaufbau im Querschnitt in der zweiten Verfahrensstufe zeigen,

F i g. 7 einen Querschnitt durch einen Rohlaufstreifen mit angeformten Schulterstreifen,

F i g. 8 einen Querschnitt durch einen hergestellten Radial-Luftreifen-Rohling und

F i g. 9 und 10 einen Querschnitt und einen Teilquerschnitt, in welchem jeweils in der linken Hälfte ein konventioneller hergestellter Reifenrohling einem erfindungsgemäß hergestellten Reifenrohling in der rechten Hälfte gegenübergestellt ist.

In der ersten Stufe des Verfahrens wird auf einer Reifenaufbautrommel 1 aus mehreren Karkasslagen eine zylindrische Karkasse 2 mit Wulsträndern, Wulstverstärkungen und Wulstschutzstreifen aufgebaut. Anschließend wird seitlich je ein Seitenstreifen 3 und 3' aus einer zu hochflexiblem Gummi vulkanisierbaren, wenig gefüllten Kautschukmischung, die eine Shore A- Härte von 40 bis 55° nach der Vulkanisation ergibt, belegt und durch Andrücken ganzflächig mit der noch zylindrischen Karkasse 2 verbunden.

In der zweiten Herstellungsstufc wird die Karkasse 2 in die Reifengestalt bombiert. Anschließend wird auf den Kronenbereich der Karkasse 2 ein Gürtel 6 bzw. eine Protektoreinlage und ein Rohlaufstreifen 5 aufge-

5-*> bracht und mit dieser verbunden, wie in Fig. 6A gezeigt. Durch radial nach innen geführte Andrückrollen SR, die vom KronenberHch ausgehend radial nach innen geführt werden, erfolgt die Verbindung, s. F i g. 6B. Beim Herstellen des Rohlaufstreifens 5 wird aus

^f'° einer zu abriebfestem Gummi vulkanisierbaien Kautschukmischung an dessen beide Seitenflanken je eir Schulterstreifen B, B aus der Kautschukmischung dei Seitenstreifen 3, 3' angeformt. Der Rohlaufstreifen 5 besteht daher aus drei Bereichen, nämlich dem härte

^6<1 ren Mittelbereich A und den zwei weicheren Schulterstreifen B und If, s. F i g. 7. Nach der Vulkanisation erreicht der Mittelbereich A eine Shore-A-Härte von 5i bis 75°, während die beiden Schulterstreifen B, ff eine

Shore-A-Härtc von 40 bis 55° nach der Vulkanisation aufweisen. Die Breite des Mittelbereichs A auf der Außenseite entspricht wenigstens der Lauffläche bzw. Aufstandsfläche TW. Vorzugsweise erfolgt das Herstellen des Rohlaufstreifens 5 in einer gegenüber dem von den Seitenstreifen 3, 3' freien Kronenbereich der Karkasse 2 größeren Breite, so daß das Andrücken der Ränder des Mittelbereichs A des Rohlaufstreifens 5 bis über die angrenzenden Ränder der Seitenstreifen 3, 3' erfolgen kann.

Der in der zweiten Verfahrensstufe fertig aufgebaute Reifenrohling wird dann in einer dritten Verfahrensstufe vulkanisiert.

Die erfindungsgemäß erhaltenen Verbindungsstellen j zwischen den Schulterstreifen B und B des Rohlaufstreifens 5 und den Seitenstreifen 3 und 3' sind sehr viel fester als die entsprechenden Verbindungsstellen y'der nach konventionellen, an Hand der F i g. 1 bis 4 erläuterten Verfahren, hergestellten Reifen, weil die beim Reifenaufbau gemäß der Erfindung hergestellten Verbindungsstellen j von gleichartigen Kautschukmischungen gebildet werden, während bei den genannten bekannten Verfahren an den Verbindungsstellen j unterschiedliche Kaulschukmischungen aneinanderstoßen. Die Verbindung des Mittelbereichs A mit den beiden Schulterstreifen B und B ist außerordentlich fest, da diese Bindung bei der Herstellung des Rohlaufstreifens 5 durch Extrudieren entsteht. Durch den Wegfall der Folien 4 aus Polyäthylen und der damit verbundenen manuellen Arbeitsgänge ist das Verfahren vereinfacht.

Nachfolgend seien das bekannte und das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren einander weiter gegenübergestellt.

Radial-Luftreifen vom Typ 175 SR 14 wurden einmal nach dem erfindungsgemäßen Verfahren, wie es an Hand der Fig.4 und 5 erläutert ist, und einmal nach dem eingangs genannten, an Hand der F i g. 3 und 4 beschriebenen bekannten Verfahren hergestellt. In beiden Fällen wurden die gleichen Kautschukmischungen für die einzelnen Reifenteile verwendet. Jede Karkasse 2 bestand aus zwei Kautschuk-Cordlagen, wobei der Cord aus zwei gezwirnten 93 1/3 tex (340 den) Garnen bestand. Jeder Gürtel war aus vier Kautschuk-Cordlagen aufgebaut. Der Cord bestand aus drei gezwirnten 183 1/3 tex (1650 den) Garnen. Beim bekannten Verfahren wurden zusätzlich kautschukabweisendc Folien 4 aus Polyäthylen verwendet.

Bei der bekannten Arbeitsweise wurde gemäß F i g. 3 zunächst eine Karkasse 2 auf der Reifenaufbautrommel 1 mit einem Durchmesser von 348 mm und einer Breite von 337 mm aufgebaut. Jeder der beiden Seitenstreifen 3 und 3' war 95 mm breit. Auf jeder Seite wurde eine 75 mm breite Folie 4 zwischen die Karkasse 2 und den jeweiligen Seitenstreifen 3, 3' in dessen Kronenbereich eingelegt, und zwar in einer Breite von 70 mm. Der restliche 5 mm breite Randteil der Folie 4 wurde zum Reifenäquator hin über den Scheitelbereich der Seitenstreifen 3 und 3' hinausgezogen, so daß dieser 5 mm breite Kronenbereich der Folie 4 von den Seitenstreifen 3,3' unbedeckt blieb.

In der zweiten Verfahrensstufe des bekannten Verfahrens wurde diese zylindrische Karkasse 2 von der Reifenaufbautrommel 1 abgenommen und auf einer Bombiermaschine zu einem Ring verformt, in dem die beiden Wülste am Reifenfuß schräg abwäris gerichtet zueinander gebogen wurden. Diese Verformung hatte zur Folge, daß der Außenradius der Karkasse 2 entlang des Reifenäquators auf 385 mm zunahm. Die zum Kronenbercich hin gelegenen Ränder der Seitenstreifen 3 und 3' wurden teilweise von der Karkasse 2 zusammen mit der Folie 4 abgelöst, wie in F i g. 4 angedeutet. Dann wurde der Gürtel 6 und der Rohlaufstreifen 5 auf den Kronenbereich der Karkasse 2 aufgebracht und fest mit dieser verbunden, s. Fig. 4B, worauf die Scitenstreifen 3 und 3' im Kronenbereich angerollt und mit den seitlichen Stirnflächen des Rohlaufstreifens 5 fest verbunden wurden, s. F i g. 4C.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren wurde in der ersten Stufe der Karkass-Aufbau in gleicher Weise vor-

!s genommen, mit Ausnahme, daß keine Folien 4 verwendet sondern die Seitenstreifen 3, 3' ganzflächig angedrückt wurden. In der zweiten Stufe wurde dann dieser Reifenvorformling ebenfalls abgenommen und zu einem ringförmigen Rei^renrohling bombiert. Der Aufbau in der zweiten Stufe unterschied sich vom bekannten Verfahren dadurch, daß der Gürtel 6 und der Rohlaufstreifen 5 unmittelbar nacheinander auf den Kronenbereich aufgebracht und ohne teilweises Ablösen der Seitenstreifen 3 und 3', s. F i g. 6A. aufgebracht wurden. Die Laufflächenbreite des beim erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Rohlaufstreifens 5 betrug i40mm entsprechend der Breite der Lauffläche des fertigen Reifens. Die anschließende Vulkanisation erfolgte in bekannter Weise 22 Minuten lang bei 165"C.

Die Shore-A-Härte der Lauffläche betrug 66° nach der Vulkanisation. Jene der beiden angeformten Schulter-Streifen B und B, die jeweils 10 mm hoch und am Fuß 10 mm breit waren, betrug 46°.
F i g. 8 zeigt einen Querschnitt durch den erfindungsgemäß hergestellten Radial-Luftreifen. Es ist erkennbar, daß die Verbindungsstelle j zwischen den beiden unterschiedlichen Kautschukmischungen bei jedem Aufbau keilförmig ist. Die Trennfestigkeit ist beim erfindungsgemäß hergestellten Reifen auf Grund gleicher

Mischungen erheblich verbessert gegenüber dem konventionellen Reifen, bei dem an der Verbindungsslelle / zwei Kautschukmischungen unterschiedlicher Härte vorhanden sind.

Zur Verdeutlichung des Unterschiedes wurden in den F i g. 9 und 10 Querschnitte dieser beiden Reifen einander gegenübergestellt, wozu die linke Hälfte den nach dem bekannten und die rechte Hälfte den nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Reifen darstellt. Fig.9 zeigt den Querschnitt durch den gesamten Reifen und Fi g. 10 lediglich einen Querschnitt durch die Lauffläche in Verbindung mit dem Seitenstreifen. Auf beiden Zeichnungen ist der Unterschied der Verbindungsstellen j deutlich erkennbar.

Die durchgeführten Versuche ergaben, daß in der zweiten Stufe des erfindungsgemäß durchgeführten Verfahrens etwa 30% der Zeit eingespart wurde, die beim bekannten Verfahren aufgewendet werden mußte, und zwar wegen des Wegfalls der Folien 4, der teilweisen Ablösung der Seitenstreifen 3 und 3' und des erneuten Anrollens der beiden Seitenstreifen 3 und 3'. Lebensdauerversuche ergaben, daß beim erfindungsgemäß hergestellten Reifen die Trennfestigkeit der beiden miteinander verbundenen unterschiedlichen Kautschukmischungen um wenigstens 5% gegenüber dem

bekannten Reifen verbessert worden war.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen eines Radial-Luf'.rc-ifens, bei dem aus einer oder mehreren Karkassiagen eine zylindrische Karkasse mit Wulsträndern aufgebaut und seitlich mit je einem Seitenstreifen aus einer zu hochflexiblem Gummi vulkanisierbaren Kautschukmischung belegt wird, die Karkasse in die Reifengestalt bombiert wird, aus einer zu abriebfestern Gummi vulkanisierbaren Kautschukmischung ein Rohlaufstreifen hergestellt wird, auf den Kronenbereich der bombierten Karkasse ein Gürtel und der Rohlaufstreifen aufgebracht und angedrückt und die Seitenstreifen an die Karkasse angedrückt werden, worauf äei so aufgebaute Reifenrohling vulkanisiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Andrücken der Seitenstreifen vor dem Bombieren ganzflächig an die noch zylindrische Karkasse erfolgt und beim Herstellen des Rohlaufstreifens an dessen beide Seitenflanken je ein Schulterstreifen aus der Kautschukmischung der Seitenstreifen angeformt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Herstellen des Rohlaufstreifens in einer gegenüber dem von den Seitenstreifen freien Kronenbereich der Karkasse größere Breite und das Andrücken der Ränder des eigentlichen Rohlaufstreifens über den angrenzenden Rändern der Seitenstreifen erfolgt.