DE2202515B2 - Verfahren zum herstellen eines kraftfahrzeug-luftreifens durch giessen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines Kraftfahrzeug-Luftreifens aus gießfähigen, zu gummielastischem Werkstoff vernetzbaren Vorpolymeren, bei dem ein von der Gestalt des herzustellenden Kraftfahrzeug-Luf tr ei ^fens abweichender Reifenvorformling gegossen, in die Gestalt des Reifens umgeformt und das Vorpolymer vernetzt wird.

Das Gießverfahren ist geeignet, die Herstellung von Reifen wesentlich zu vereinfachen. Zum Gießen werden in der Wärme vernetzende elastische Kunststoffe verwendet. Solche Kunststoffe sind z. B. auf Polyesteroder Polyätherurethanbasis aufgebaut. Die im Gießverfahren hergestellten Reifen erreichen in einigen technischen Eigenschaften nicht die üblich gewordenen hohen Anforderungen. Dies ist teilweise dadurch bedingt, daß der gegossene Kunststoff in allen Richtungen gleiche physikalische Eigenschaften besitzt. Die übliche Beanspruchung des Reifens bringt es aber mit sich, daß in verschiedenen Richtungen verschiedene physikalische Eigenschaften erwünscht sind.

Das eingangs beschriebene Verfahren ist aus der DT-AS 13 01045 bekannt. Bei diesem bekannten Verfahren ist vorgesehen, in den gießfähigen Kunststoff für den Reifen Fäden als Verstärkungseinlagen allseitig einzubetten. Die Fäden bilden dabei zuerst durch Wickeln und Spannen auf den auf Abstand angeordneten und als Halterung dienenden Wulstdrahteinlagen ein zylindrisches Gerüst.

Anschließend wird dieses Gerüst in einer Form mit einem hohlzylindrischen Raum mit Kunststoff umgössen. Dieser Rohling erhält dann durch Bombieren vor dem Vernetzen die endgültige Reifengestalt.

Diese bekannte Herstellungsmethode erfordert einen erheblichen Aufwand an Einrichtungen und Zeit für das Umwickeln der Wulstdrähte mit entsprechend vorbehandelten Fäden. Weiterhin bereitet die gleichbleibende Verteilung der Fäden über den ganzen Umfang der Wulstdrähte Schwierigkeiten, da ja auch die Wulstdrähte beim Umwickeln gehalten werden müssen. Die unmittelbare Auflage der Fäden auf den Wulstdrähten kann zu einem vorzeitigen Reifenschaden führen. Schließlich hinterlassen auch die Stifte, mit denen die Wulstdrähte in der Form während des Gießens gehalten werden müssen. Löcher. Werden diese später geschlossen, so hinterlassen sie inhomogene Zonen. Diese bekannte Methode ermöglicht weder die Herstellung von Gürtelreifen noch abwechselnd in verschiedenen Winkeln angeordnete Fadenlagen wie sie beim Diagonalreifen üblich sind.

ίο Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem unter Vermeidung der vorgenannten Nachteile diese speziellen Anforderungen weitgehend erfüllt werden können. Bei Faser- und Folienherstellung ist es an sich bekannt eine Verbesserung der Materialeigenschaften dadurch zu bewirken, daß das Material gereckt wird. In der Regel wird eine solche Verformung und Verstrekkung unter erhöhter Temperatur und gleichzeitiger endgültiger Aushärtung vorgenommen. Dadurch ent-

steht eine Kristallitorientierung im Material.

Die Lösung der der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch erhalten, daß das Gießen des Reifenvorformlings in eine im wesentlichen der Gestalt des Reifens entsprechende, dessen Abmessungen gegenüber aber kleinere Gestalt das Vernetzen des Vorpolymeren vor dem Umformen des Reifenvorformlings und das Umformen des Reifenvorformlings in die Gestalt des Reifens unter Verstrecken des vernetzten Polymeren zur Orientierung seiner Moleküle erfolgt.

Durch diese Streckung wird gerade in den Bereichen, in denen in bestimmten Richtungen besondere Eigenschaften erwünscht sind, die erforderliche Wirkung erzielt

Die Erfindung bezieht sich also auf ein Verfahren, bei dem die Formgebung in zwei Schritten vollzogen wird. Zunächst erfolgt das Gießen und Vernetzen eines im Vergleich zum Endprodukt klein dimensionierten Reifenvorformlings. Die anschließende Umformung dieses vernetzten Vorformlings führt dann zur endgültigen Gestalt. Dadurch erreicht man einen kostensparenden Formenbau. Ferner können die Eigenschaften des Endproduktes auch in weiten Grenzen spezifisch variiert werden. Das Verfahren kann außer auf Reifen sinngemäß auch auf die Herstellung anderer Formkörper angewendet werden. Insbesondere kommen solche Hohlkörper in Betracht, die hohen statischen und/oder dynamischen Belastungen im Einsatz unterworfen werden. Beispiele hierfür sind Federelemente oder Druckschläuche.

Bei der Herstellung von Gießreifen z. B. aus Polyäther- oder Polyesterurethan erhält man normalerweise einen bezüglich seiner Verformungseigenschaften isotropen Körper. Seine Eigenschaften sind also richtungsunabhängig. In der konventionellen Verfahrenstechnik hergestellte Reifen erhalten erst durch den Verbund mit einem strukturorientierten Verstärkungselement ihre Spitzeneigenschaften, weil diese Verstärkungselemente die Deformation der Elastomere im Gebiet der Seitenwand der Karkasse und der Lauffläche auf das notwendige Maß begrenzen. Dadurch wird ein unerwünschtes Wachstum des Reifens und zerstörende Deformationsamplituden im Elastomer vermieden. Das Einbringen von Verstärkungselementen im Gießverfahren erfordert aber wegen der notwendigen Justierung und Befestigung in der Form einen erheblichen Aufwand.
Im Anpassung an den zur Anwendung kommenden

Kunststoff wird die Verstreckung in der hierfür vorgesehenen optimalen Temperatur vorgenommen. Diese liegt bei der Verwendung von Polyesterurethan etwas über 110⁰C Der Reifenvorformling ist dabei so zu dimensionieren, daß bei der Verstreckung eine merkliehe Verfestigung, d.h. eine in der Streckrichtung möglichst dehnungsarme Schicht entsteht, die verfahrensgemäß eine biaxiale Ausrichtung ihrer ungeordneten Moleküle erfährt.

Die Herstellung in der erfindungsgemäßen Weise ist auch vorteilhaft, weil die Entformungsvorgäiige, die beim Reifen immer einen erheblichen Aufwand erfordern, wesentlich vereinfacht werden können. Für die gesamte Reifenherstellung sind nämlich nur zwei Formen notwendig, von denen die eine zur Herstellung des Reifenvorformlings und die andere zum Umformen in die endgültige Gestalt dient

Der Erfindung liegen folgende Anwendungsmethoden zugrunde:

A) Verstreckung der Seitenwandzonen und der Laufflächenzone mit Laufflächenprofilierung in einer Nachbehandlungsform (A b b. 1 und 2).

B) Verstreckung der Seitenwandzonen und der Laufflächenzone mit Laufflächenprofilierung in der Vorbehandlungsform (A b b. 3 und 4).

C) Verstreckung der Seitenwandzonen ohne Veränderung des Laufflächen-Durchmessers (Abb.5 und 6)·

Den Vorgang A zeigen die A b b. 1 und 2. Die Vorbehandlungsform gemäß A b b. 1 besteht aus Formenhälften 1 und 2, die durch eine konische Ringfiäche 3 zueinander zentriert werden. Die gekrümmte Innenfläche 4, deren maximaler Durchmesser D1 kleiner als der Durchmesser D 2 des fertigen Reifens ist, enthält noch keine Profilierung. Der vorgesehene Reifenhohlraum wird durch das Einsetzen eines geteilten Kernes 5 vorgegeben, dessen Seitenwände 6, ohne Hinterschneidungen, parallel zueinander verlaufen. Die Zentrierung des Kernes S erfolgt durch konische Stützflächen 7. Diese Formgebung des Kernes 5, insbesondere die Tatsache, daß im Bereich der Seitenwände 6 keine Hinterschneidungen vorhanden sind, stellen eine wesentliche Vereinfachung beim späteren Entfernen des Kernes 5 dar. Der Kern 5 mit seinen konischen Stützflächen 7 wird durch geteilte Stützringe 8 in die gewünschte Lage zur Reifenform gehalten. Das Eingießen des Reifenmaterials bzw. das Entweichen der verdrängten Luft findet an öffnungen 9 und 10 statt

Die Weiterbehandlung des gegossenen Reifenvorformlings 11 erfolgt in einer Nachbehandlungsform, die aus Teilen IA und TA (A b b. 2) besteht Ein profilierter Segmentring 13 wurde mit dem maximalen Innen-Durchmesser D 2 so gewählt, daß im Laufflächenbereich die gewünschte Verstreckung erreicht wird. Durch unterschiedliche Gestaltung der Seitenwanddicken ist es ferner möglich, die Seitenwandzonen 12 mehr oder weniger in der Nachbehandlungsform zu verstrecken. Zum Aufblähen des Reifenvorformlings 11 in der Nachbehandlungsfonv wird dabei Preßluft verwendet

In den A b b. 3 und 4 wird der Vorgang B dargestellt, der sich von dem beschriebenen Vorgang A nur durch die bereits in der Vorbehandlungsform (Abb.3) stattfindende Profitierung unterscheidet Diese Profilgcbung erfolgt in einem Segmentring \Q der sich im wesentlichen nicht vom Segmentring 13 (Abb.2) unterscheidet Die Nachbehandlung des Reifenvorformlings 11 findet in einer profillosen Form statt, wobei die Laufflächenverstreckung abhängig von der Wahl des Zenit-Durchmesser-Verhältnisses D2> D1 ist.

Eine weitere Anwendungsmöglichkeit C ist in den Abb.5 und 6 dargestellt. Es wurde hierbei von der Verwendung von Festigkeitsträgern ID im Laufflächenbereich ausgegangen, die keiner Verstreckung bedürfen. In diesem Falle erfolgt die Profilierung der Laufflächen in den Segmentringen 2D, die Bestandteile der Formhälften 3D und 4£> der Vorbehandlungsform sind und später, zusammen mit dem Reifenvorformling 5D, in die Nachbehandlungsform aus den Formhälften 6D und 7D eingesetzt wird.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen eines Kraftfahrzeug-Luftreifens aus gießfähigen, zu guinmielastischem Werkstoff vernetzbaren Vorpolymeren, bei dem ein von der Gestalt des herzustellenden Kraftfahrzeug Luftreifens abweichender Reifenvorformling gegos sen, in die Gestalt des Reifens umgeformt und das Vorpolymer vernetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Gießen des Reifenvorformlings in eine im wesentlichen der Gestalt des Reifens entsprechende, dessen Abmessungen gegenüber aber kleinere Gestalt, das Vernetzen des Vorpolymeren vor dem Umformen des Reifenvorformlings und das Umformen des Reifenvorformlings in die Gestalt des Reifens unter Verstrecken de? vernetzten Polymeren zur Orientierung seiner Moleküle erfolgt

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Umformen des Reifenvorformlings in die Gestalt des Reifens bei erhöhter Temperatur erfolgt