DE2416334C2 - Verfahren zum Herstellen von Radialreifen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Radialreifen der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art *s

Das übliche Verfahren zum Aufbau eines Radialreifens enthält einen Anfangsschritt des Formens einer zylindrischen Karkasse, die im allgemeinen axial verlaufende Fäden und zwei ringförmige nicht-dehnbare Randwulstkerne besitzt. Die Karkasse wird dann auf die allgemeine Form eines Ringkörpers mit einem Durchmesser aufgespannt, der praktisch gleich dem Enddurchmesser ist, und die Bandschichten werden nacheinander um ihren Umfang gewickelt. In neueren Jahren hat das Herstellen eines Radialreifens im »Einstufen«-Betrieb beachtliches Interesse gefunden. Dieses »Einstufen«-Aufbauverfahren ist durch das Anlegen der Bandstruktur oder Bandschichten an die Karkasse vor dem Dehnen der Karkasse in die Form eines Ringes gekennzeichnet, der einen Durchmesser etwa gleich dem Enddurchmesser der Karkasse besitzt. Dieses Verfahren zum Herstellen von Radialreifen hat ganz bedeutende Vorteile insbesondere hinsichtlich der Herstellungskosten.

Während des Formens des Reifens in Ringform in einer Arbeitsstufe, dehnt sich der Bandaufbau umfangmäßig und zieht sich axial zusammen. Die Schwerkräfte, die zwischen dem Bandaufbau und dem Karkassenaufbau während des Formens wirken, bewirken eine axiale Kontraktion der Karkassenschichten unter der Lauffläche. Diese Kontraktion der Karkassenschichten zeigt sich entweder in den welligen Fäden in der Radialschichtkarkasse oder in hohem Verdrillen in den Fäden in der Radialschichtkarkasse oder sowohl in welligen und hoch verdrillten Fäden in den Karkassenschichten.

Das im Oberbegriff des Anspruches! genannte Verfahren zum Herstellen eines pneumatischen Radialreifens behandelt einen Reifen mit ebenem Gürtel (DE-AS 1017 776). Dabei werden die Bänder der Verstärkungseinlagen mit einem Gleitmittel bestäubt, damit die Bänder sich beim Bombieren des Reifens in günstigere Lagen verschieben können.

Bei einem anderen Herstellungsverfahren (DE-OS 19 12 814) sind die Verstärkungseinlagen aus zunächst dehnbaren Fäden aufgebaut, die nach einer bestimmten Dehnung plötzlich ihr Verhalten ändern, so daß sie nicht weiter dehnbar sind. Dies wird dadurch erreicht, daß die Fäden aus einem dehnbaren Kern bestehen, der wendeiförmig von einem nicht dehnbaren Garn umgeben ist

Beide bekannte Verfahren enthalten keine Hinweise auf eine Behandlung der Reifen durch Bestrahlung und auf eine Dehnung des Reifens beim Vulkanisieren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Herstellungsverfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem Unregelmäßigkeiten in der Kordverstärkung der Karkasseneinlage vermieden werden, die durch die Kontrakiionskräfte des Gürtelbandes beim Formen des Reifens entstehen.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 genannten Merkmale gelöst In den Unteransprüchen ist die Art der Strahlungsbeaufschlagung gekennzeichnet

Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachfolgend mit Bezug auf die Zeichnungen erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Ansicht eines Gerätes zum Behandeln der Karkassenschictucn;

Fig.2 einen Querschnitt eines pneumatischen Reifens, der den Anfangsschritt beim Aufbauvorgang zeigt;

Fig.3 eine der Fig.2 ähnliche Darstellung, die zusätzliche Schritte beim Aufbauvorgang zeigt;

F i g. 4 eine der F i g. 2 und 3 ähnliche Darstellung, die den Endschritt beim Aufbauvorgang zeigt;

F i g. 5 einen Querschnitt des Reifens nach F i g. 2, der in Ringform gebracht und in eine Aushärtform eingeschlossen ist;

Fig.6 einen Querschnitt des Reifens nach Fig.5, gesehen an der Linie 6-6, der den Elektronenbestrahlungsgradienten und die Einheitlichkeit der gemäß der Erfindung behandelten Karkassenschichten zeigt;

Fig.7 einen Schnitt eines Teiles eines bisherigen Reifens;

Fig.8 einen Schnitt eines nach der Erfindung behandelten Reifens; und

Fig.9 eine graphische Darstellung der Durchdringung der Elektronenbestrahlung gemäß der Erfindung.

F i g. 5 zeigt besonders einen Radialreifen 10 der Art nach der Erfindung, Der Reifen enthält zwei ringförmige, nicht-dehnbare Randwulstkerne 12 und 14 und zwei radiale Karkassenschichten 16 und 18, die am Umfang um den Reifen herum und von dem Wulst 12 zum Wulst 14 verlaufen. Bei einem Radialreifen verlaufen die Karkassenschichten von Wulst zu Wulst und weisen einen Fadenwinkel von 75 bis 90 Grad in bezug auf die mittlere Umfangslinie der Lauffläche auf. Am Umfang um die Karkassenschichten 16 und 18 verlaufen zwei

gefaltete Stoffbandschichten 20 und 22, die radial nach innen zur am Umfang verlaufenden Lauffläche oder zum nicht-gleitenden Teil 24 gerichtet sind, Die Bandschichten 20 und 22 laufen an den Seüenkanten der Lauffläche 24 in axialer Richtung in Schulterteile 17 und 19 aus.

Auch bei dem besonderen gezeigten Ausführungsbeispiel gibt es einen Haitgummispitzenstreifen 26,28, der von jedem Wulstkern 12,14 radial nach außen verläuft Ein Flossenstreifen 30, 32 aus quadratisch verwebtem Stoff ist um jeden Kern gewickelt und schließt im allgemeinen den entsprechenden Spitzenstreifen 26,28 ein. Ein quadratisch verwebter Stoffreibstreifen 34, 36 ist um die entsprechenden Wulstkerne 12, !4 gewickelt und umgibt den radialen Innenteil der Karkassenschichten 16, J8. Ein Hartgummireibstreifen 38, 40 umgibt einen Teil der entsprechenden Reibstreifen 34, 36 und verläuft radial nach außen über den radialen Außenumfang der entsprechenden Reibstreifen 34,36 hinaus.

Wie Fig. 1 zeigt, wird mindestens eine der Karkassenschichten 16, 18 mit Elektronenbestrahlung mindestens über dem Gebiet 13 behandelt, das sich neben dem Laufflächenteil 24 und den Schulterteilen des Reifens befindet Die Breite Wder behandelten Fläche 13 soll in der gehärteten Form Ober das radiale Außendrittel der Abschnittshöhe der Karkassenschichten verlaufen. Während es vorgezogen wird, daß insbesondere dieses Gebiet 13 (13') mit Elektronenbestrahlung behandelt wird, können auch weitere oder weniger Schichten so behandelt werden. Es ist jedoch wichtig, daß vor allem jo die Gebiete der Karkasse neben den Seitenkanten des Bandaufbaus oder der Schulterteile 17 und 19 des Reifens so behandelt werden.

Die Dosierung oder Behandlung der Komponente mit Elektronenbestrahlung muß innerhalb der Grenzen sehr J5 sorgfältig geregelt werden, und die in Betracht gezogenen Abmessungen der zu behandelnden Komponente müssen sorgfältig gewählt werden. Die Verteilung der Dosierung der Strahlenbehandlung in einen besonderen Komponenten wird in F i g. 9 gezeigt und hängt von der Spannung der Elektronenqueiie ab. Es ist üblich und normalerweise vorzuziehen, daß die Strahlenbehandlung an einer Seite der Komponente angelegt wird. Es ist erwünscht, daß die Dosierung ganz von der Komponente aufgenommen wird gegenüber einer Behandlung, bei der Teile der Energie ganz durch die Komponente hindurchgehen.

Bei Betrachtung der F < g. 9 ergibt sich somit, daß bei dünnen Komponenten relativ niedrige Spannungen verwendet werden, damit ihre ganze Energie in die Komponente gebracht wird. Eine relativ niedrige Spannung kann gewählt werden, damit keine Dosis von der Unterseite der Komponente aufgenommen wird, d.h. die Seite gegenüber der Elektronenquelle. Die Unterseite wird deshalb vollständig ungehärtet gelas- « sen.

Für eine übliche Schicht oder Stoffverstärkungskomponente mit einer Dicke von 1,5 mm wird eine Spannung 500 Kilovolt gewählt. Diese Spannung ergibt, daß die Unterseite, d. h. die der Elektronenquelle f-'j gegenüberliegende Seite der Komponente keine ElektronenstrahlungsbehanHlung erfährt. Die Seite, die zur Elektronenquelle gerichtet ist, nimmt nur 80% der maximalen Dosierung auf, die im inneren Gebiet der Komponente absorbiert wird.

Bei dickeren Komponenten würden vorzugsweise Elektronen mil hoher Spannung gewählt werden, um an der Seite der Komöorinte, die zur Elektronenseite gerichtet ist, wie auch die Seite gegenüber der Elektronenquelle eine relativ niedrige Dosis zu erhalten. Wenn somit die Komponente 4,0 mm dick ist, wird eine Elektronenspannung von 1000 Kilovolt gewählt Die der Quelle zugewandte Seite nimmt nur etwa 55% der maximalen Dosierung auf, die in der Komponente absorbiert wird. Es ist somit zu erkennen, daß dort ein größerer Grad der Strahlungsbehandlung im Innenteil der Komponente in den beiden Außenflächen jedoch eine relativ geringe Behandlung oder gar keine stattfindet

Die Gesamtdosierung für eine Komponente einheitlicher Breite (bei Vernachlässigung von Luft- und Beschleunigungsfensterverlusten) ist direkt proportional dem Produkt der Ausgangsspannung und des Stromes des Beschleunigers und ist umgekehrt proportional der Geschwindigkeit, mit der das Material oder die Komponente das Strahlungsbehandlungsgerät passiert Wenn die Elektronenquelle se eingestellt ist daß ein breiterer Teil Weiner das Gerät ohne Änderung von Spannung, Strom oder Geschwindigkeit der Komponente passierenden Komponente, so wird die von der Komponente aufgenommene Dosis um einen Betrag verringert, der direkt der Breitenzunahme des behandelten Gebietes proportional ist Die Dosis kann durch Verwendung einer der verschiedenen erhältlichen Dosimeter empirisch bestimmt werden. Die Dosis, der eine Komponente ausgesetzt wird, wird vom Reifenfachmann bestimmt und hängt von der Festigkeit oder baulichen Unversehrtheit ab, die im ungehärteten Zustand gewünscht wird. Wird mehr Festigkeit gewünscht so wird eine höhere Dosis angelegt, und umgekehrt, eine niedrigere Dosis wenn geringere Festigkeit gewünscht wird. Dosen zwischen einem und fünf Megarad können angewandt werden, wobei Dosen von zwei bis vier Megarad einen bevorzugten Bereich für die meisten Anwendungen darstellen.

Es wird vorgezogen, daß die Seite der Schicht die radial zum Reifeninneren gerichtet werden soll, der Elektronenquelle 15 zugewandt ist und daß beide Schichten 16 und 18 so behandelt werden.

Die so behandelte Karkassenschicht oder Schichten werden dann in einen Radialreifen nach der Einschritt-Aufbauweise eingebracht die bereits beschrieben worden ist, mit der Ausnahme, daß die Karkassenschichten mindestens im Gebiet zwischen den Wulstkernen 12 und 14 in axialer Abmessung kürzer als normal bei bisherigen Einstufen-Aufbauweisen sind. Die Größe der Abnahme des axialen Abstandes zwischen den Wulstkernen, die die Karkassenschichten 16 und 18 bei zylindrischer Reifenaufbautrommel umgeben, hängt von den Baumaterialien und der Größe des in ihr enthaltenen Reifens ab und muß in jedem einzelnen Fall individuell bestimmt werden. Die VorverKürzung des Abstandes zwischen den beiden Wuistkernen muß jedenfalls groß genug sein, um eine ausreichende Spannung in der Karkassenschicht während des Formens zu ergeben und eine wellige Ausbildung im Bandaufbau zu vermeiden. Diese Vorverkürtung der Karkassenschichten zwischen den Kernen in der zylindrischen Form liegt normalerweise zwischen den Wulstkernen im Bereich von 18 und 30 mm bei thermoplastischen Fasern, wie Nylon und Polyester bei der Herstellung von Reifen für Personenkraftwagen. Bei der Verwendung hochmoduler Fasern, z. B. Rayon ist die Verkürzung bei der Herstellung von Reifen für Personenkraftwagen etwas geringer und liegt in der Größenordnung von 12 und 20 mm.

Die Konturlänge L der Karkassenschichten 16 und 18 zwischen entsprechenden Punkten neben den Wulstkernen 12 und 14 ist wie die F i g. 4 und 5 erkennen lassen, vorzugsweise 1 bis 7% kürzer als die Konturlänge Z/der Karkassenschichten Ιβ und 18 zwischen denselben entsprechenden Punkten neben den Wulstkernen 12 und 14. wenn sich der Reifen in der Form befindet.

Bei einem besonderen Beispiel der Herstellung eines Reifens der Größe HR-70-15 werden zwei Schichten Polyester-Reifencordstoff mit einem vulkanisierbaren elastomeren Material in normaler Weise umgeben. Die Fäden bestehen aus 1300/2 Polyester und die Dicke jeder beschichteten Karkassenschicht 16 und 18 beträgt 14,8 mm. Die erste Schicht 16 ist im ungehärteten Zustand 69 cm breit und die zweite Schicht 18 ist 53 cm ι ί breit.

Jede Schicht wird, wie Fig. I zeigt, an einer Klektronenstrahienqueiie vorbeigefuhrt. die auf die Behandlung des mittleren Teils 13 eingestellt ist. Die Breite W des mittleren Teils in dem besonderen 2n dargestellten Beispiel ist 30,5 cm und läßt somit die unbehandelten Teile 52 an jeder Seite frei. Die Breite Y der unbehandelten Seitenteile 52 an der ersten Schicht 16 beträgt 19,2 cm und die Breite Vder Seitenteile 52 an der zweiten Schicht 18 ist 12.6 cm. Der Rest der r-> Komponenten, die in bezug auf den Reifen 10 beschrieben worden sind, werden in normaler Weise vor dem Zusammenbau auf der Reifenaufbautrommel vorbereitet.

Beim Aufbau eines Reifens wird, wie F i g. 2 zeigt, eine jo innere Einlage von luftdichtem elastomerem Material von einer Breite von 47 cm am Umfang zweimal um eine Reifenaufbautrommel 61 gewickelt, um eine Doppelschicht zu erhalten. Die axialen Außenenden der Einlage 60 verlaufen axial über das Ende des dehnbaren Teils 63 !5 der Trommel 61 hinaus. Die axiale Länge A dieses Teils 63 der Trommel 61 beträgt 39.5 cm. Diese axiale Dimension ist 2,5 cm kleiner als die normale axiale Länge des dehnbaren Mittelteils der bisher zum Herstellen eines Radialstreifens der Größe HR-70-15 *o verwendeten Trommel, der eine Zweischichten-Polyesterkarkasse und zwei gefaltete Rayonschichten besitzt. Diese Verringerung der axialen Länge der Trommel ergibt somit einen engeren Zwischenraum zwischen den Wulstteilen und schließlich eine höhere *i Spannung der Fäden der Karkasse während des Formens.

Zwei Gummireibstreifen 38 und 40 von 50 mm Breite werden um die axialen Außenteile der Trommel 61 gewickelt und überlappen das entsprechende Außenende der inneren Einlage 60 um etwa 5 mm. Zwei quadratisch gewebte 6 mm breite Stoffreibstreifen 34 und 36 w erden dann um die axialen Innenenden der entsprechenden Gummireibstreifen 38 und 40 gewickelt und überlappen diese urr. 15 bis 20 mm. Diese Reibstreifen sind symmetrisch zur Mittelebene CP der Reifenaufbautrommel angebracht. Die beiden Stoffkarkassenschichten 16 und 18, die bereits vorher mit Elektronenbestrahlung behandelt worden sind, werden dann um die Einlage 60 und die Streifen 34,36,38 und 40 gewickelt.

Wie Fig. 3 zeigt, wird der Mittelteil 63 der Reifenaufbautrommel 61 um 45 mm im Durchmesser gedehnt um einen zylindrischer. Mittelteil mit Schultern 62 und 64 an seinen axialen Außenenden zur Aufnahme der Wulstkerne 12 und 14 herzustellen. Um die Karkassenschichten 16 und 18 werden zwei elastomere Schulterkeile 66 und 68 gewickelt, die in einem axialen Abstand von 145 mm entfernt wiederum symmetrisch zur Mittelebene CVangeordnet sind.

Zwei gefaltete Bandschichten 20 und 22 aus Rayon-Reifencordstoff werden um die Karkassenschichten 16 und 18 gewickelt und überlappen oder umgeben die axialen Innenkanten der Schulterbacken 62 und 64. Die gefalteten Bandschichten sind ursprünglich je 51 cm breit und umgefaltet und ergeben einen zusammengesetzten Aufbau von 25,5 mm Breite, wodurch eine 5 mm Abstufung an der Kante der entsprechenden S: dicht entsteht. Die gefalteten Schichten werden dann um die Trommel gewickelt, wobei sich eine 5 mm-Abstufung zwischen den beiden gefalteten Schichten ergibt und die Bandschicht 20 und 22 symmetrisch zur Mittelebene CPsind.

Die Wulstkerne 12 und 14 mit den Gummireibstreifen 26 und 28 und den Stoffflossen 30 und 32 werden, wie F i g. 4 zeigi, neben die einsprechenden Schultern 62 unti 64 des gedehnten Mittelteils 63 der Trommel gebracht. Die axialen Außenenden der Karkassenschichten 16 und 18 wie auch die axialen Außenenden der Streifen 34, 36, 38 und 40 werden dann um die entsprechenden Wulstkerne gebogen.

Ein Stück stranggepreßter Laufflächen- und Seitenwandgummi 70 von vorgegebener Querschnittskontur wird um die Karkassenschichten 16 und 18 gewickelt. Die di\..«ten Teile 72 und 74 oder Knoten des Gummis 70 werden in einem axialen Abstand B von 266 mm angeordnet. Die Breite des zusammengesetzten Bandaufbaus beträgt 2c4 mm und ist somit etwas enger als der Abstand zwischen den Knoten. Vorzugsweise ist der Knotenabstand gleich oder geringfügig größer als die Breite des zusammengesetzten Bandaufbaues, wenn der Reifen sich in zylindrischer Form befindet. Dann wird ein weißer Seitenwandstreifen 76 mit einem schwarzen Deckstreifen an einem Ende um den Reifen gewickelt.

Der Reifen 10 wird dann, wie F i g. 5 zeigt, ringförmig gedehnt und in die Form 77 eingeschlossen. Während des Formens besteht eine beachtliche Bewegung und Verschiebung der Komponenten. Beispielsweise nimmt die Breite des Bandaufbaues von 264 mm beim zylindrischen Reifen auf 147 mm im ringförmigen gehärtetem Reifen ab. Auch während der schwere oder dicke Teil des Laufflächengummis mindestens 266 mm breit ist, beträgt die Breite des nicht gleitenden oder dicken Teils der Lauffläche beim gehärteten Reifen etwa 147 mm. Während des Formens des Reifens wird ferner eine beachtliche Spannung an die radialen Karkassenfäden gelegt, wodurch sie sich etwas um die Wulste axial nach innen gerichtet in bezug auf die Drehachse des Reifens drehen. Die Form der stranggepreßten Gummikomponenten die Breite und die besonderen Orte dienen besonders zum Aufnehmen solcher Bewegungen und Verschiebungen der Komponenten.

Fig.7 zeigt einen Reifen 100, der entsprechend der bekannten Einstufen-Aufbauweise hergestellt worden ist Die Fäden 102 und die Karkassenschicht 104 sind in dem Bereich unter dem Gürte! 105 wellig oder sinusförmig. Der Reifen 110, der in F i g. 8 gezeigt wird, ist gemäß der Erfindung aufgebaut und besitzt gerade Kordfaden 112 in der Karkasse 114 im Gebiet des Reifens unter dem Gürtel 116. Dies wird durch die beschriebene Elektronenbestrahlung und anschließendes Anlegen einer ausreichenden zusätzlichen Spannung an die Fäden in der Karkassenschicht während des Formens erreicht. Sowohl die erhöhte Spannung in den Karkassenfäden wie auch die Elektronenbestrahlung

der Karkassenschichten sind zum Erhalt dieses Ergebnisses notwendig.

Bei dem besonderen dargestellten Ausführungsbeispiel wurde die Karkasse mit Elektronenstrahlen von der Seite her behandelt, die die radiale Innenseite der Schicht ist und ein Härtungsprofil besitzt, wie es bei 21

in Fig.6 gezeigt wird. Während dies nur eine bevorzugte Behandlung ist, so ergibt sich doch, daß eine Behandlung von oben oder unten oder eine Kombination davon möglich ist. Ferner kann es auch erwünscht sein, eine Schicht von beiden Seiten mit Elektronen zu bestrahlen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen eines pneumatischen Radialreifens, bei dem eine Karkasseneinlage aus kordverstärktem elastomerem Material um eine s zylindrische Reifenaufbautrommel gewickelt wird, jedes axiale Außenende der Karkasseneinlage um je einen nicht dehnbaren ringförmigen in einem vorgegebenen Axialabstand voneinander um die Karkasseneinlage gelegten Wulstkern umgeschlagen, mindestens ein Gürtelband um die Karkasseneinlage gewickelt, der elastomere Laufflächengummi auf die Karkasseneinlage mit Gürtelband angebracht und anschließend der so gebildete zylindrische Reifenrohling in seine Endgestalt eines Torus gebracht und in einer Form vulkanisiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Karkasseneinlage vor dem Aufwickeln des Gürtelbandes, zumindest in den Bereichen, die beim fertigen Reifen im Bereich innerhalb der Reifenschultern liegen, einer Elektronenstrahlung zwischen 1 und 5 Megarad ausgesetzt wird und die Karkasseneinlage beim Formen des Reifenrohlings in seine Endgestalt dadurch gestreckt wird, daß der vorgegebene Axialabstand der Wulstkerne vor dem Umformen des Reifenrohlings in der Torasform um 1 bis 7% kleiner gehalten wird, als der Abstand der Wulstkerne, gemessen über die Kontur des geformten Reifens.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Jie Karkasseneinlage von der Seite mit Elektronenstrahlung ^orbehf-udelt wird, die im fertigen Reifen radial ίηπ·;η liegt.

3. Verfahren nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich der Karkasseneinlage der Elektronenstrahlung ausgesetzt wird, der das gesamte mittlere Drittel der Karkassenbreite ausmacht