DE2458646C2

DE2458646C2 - Verfahren zum Herstellen eines Reifens

Info

Publication number: DE2458646C2
Application number: DE2458646A
Authority: DE
Inventors: James D. North Canton Ohio Wolfe
Original assignee: Goodyear Tire and Rubber Co
Current assignee: Goodyear Tire and Rubber Co
Priority date: 1973-12-07
Filing date: 1974-12-09
Publication date: 1984-07-19
Also published as: AU7531174A; US4103726A; GB1488113A; DE2458646A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Reifens, bei dem eine Verstärkungsanordnung mit einem torusförmigen Kunststoffschaumkern in eine Reifenform eingesetzt und in ein F.lastomer eingebettet wird, worauf das Ganze ausgehärtet wird zu einem verstärkten Reifen (FR-PS 15 02 463).

Seit vielen Jahren wird unter Reifendesignern und -herstellern die Herstellung eines Spritzguß-Reifens diskutiert, wobei j: Joch die kommerzielle Ausführbarkeit dieses Vorhabens auf der Tatsache beruht, daß hierzu ein Gewebe oäer ein anderes Verstärkungsmaterial erforderlich ist. Die Diskussionen über den sogenannten »Spritzguß-Reifen« blieben bisher jedoch mehr ein theoretische; Vorhaben, als daß sie zu praktischen Ergebnissen geführt hätten.

Obwohl bedeutende Reifenherstcllcr ihre sogenanngeleitet wird und mit mindestens einem Austrittsauslaß 7. Die Menge des in die Form eingebrachten aufschäumbaren Materials reicht zumindest zum Ausfüllen der Form und entwickelt in der Form vorzugsweise einen Druck von etwa 0 006 865 N/mm² bis 06 865 N/mm². Es ist wünschenswert, daß der Schaum im wesentlichen offen/eilig ausgebildet ist.

Bei einem bevorzugten Verfahren wird die Form durch den Auslaß 7 entleert und dann durch den Einlaß

ίο 6 mit einem brennbaren gasförmigen Gemisch, wie etwa Methan und Luft, gefüllt. In die Form ist eine Zündkerze 8 eingeschraubt, deren Zündbrücke mit dem die Reifenform füllenden brennbaren gasförmigen Gemisch in Verbindung steht. Die Zündkerze 8 steht mit einem (hier r.icht dargestellten) elektrischen System in Verbindung, um eine elektrische Ladung zu verursachen, welche die Zündbrücke überspringt und das brennbare Gemisch entzündet. Wenn die Flammenfront des brennbaren Gemischs sich durch die Form bewegt, schmelzen die dünneren Zellwände des Schaums und bewirken eine netzartige Strukturierung des Schaumes. Der Schaum wird aus der Form für die nachfolgende Weiterbehandlung entfernt, wobei ein Glied hergestellt wird, das im wesentlichen die Dimensionen eines Reifens im Lauffläehe-. Seitenwand- und Wulstbereich aufweist und nachfolgend als Schaumtorus bezeichnet wird.

Dieser Schaumtot ;is wird innerhalb einer Reifenform angeordnet. Die Form wird geschlossen und vorzugsweise evakuiert, bevor das Elastomer oder der elastoniere Vorläufer in die Form eingespritzt werden, um die Form zu füllen.

Der von dem geschmolzenen Elastomer oder dem elastomercn Vorläufer umschlossene Schaumtorus wird vorzugsweise, um ein Anwachsen des Molekulargewichtes zu erzielen, innerhalb der Form erhitzt, damit das Elastomer im wesentlichen, seiner Art entsprechend, in der Wärme aushärtet, im Gegensatz zu den thermoplastischen Elastomeren.

Der Sehaumiorus wird vorzugsweise aus Reifenge-

ten »Spritzguß-Reifen« bereits auf dem Markt angeboten haben, erprobten die Automobilhersteller dennoch 40 webematcrial. wie etwa Polyester oder Polyamiden, gcnicht ihren Gebrauch. bildet Im allgemeinen werden Polyester oder Polyamid Gemäß der FR-PS I5 02 4Ö3 ist ein Verfahren zum mit einem gaserzeugenden Mittel oder Treibmittel, wie Herstellen eines Reifens bekannt, bei dem ein Reifen etwa Tctrazol gemischt und dann in die Torusform cinaus einem geschäumten Kunststoffmaterial hergestellt gebracht und auf die Gaserzeugungs- oder Zcrsctwird, wobei die Verstärkungen für den Reifen aus Stahl- 4-, /ungstcmpcratur des Treibmittels zum Aufschäumen

draht bzw. Cordfäden bestehen.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, einen Spritzguß-Reifen mit Vcrsiärkungsmaschenwerk oder Teilen aus Kunststoff zu schaffen.

Zur Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe wird erfindungsgemäß der Kunststoffschaunikern vor dem Einsetzen netzartig strukturiert.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachfolgend an Hand der Zeichnung naher erläutert. I lierbei zeigt

F i g. I eine Seitenansicht eines Schaumes mit netzartig verworrener Faserstruktur in torusförmiger Gestalt und mit Ausmaßen, die im wesentlichen den Größenverhältnissen eines Reifens vom Reifenwulst zur Lauffläche entsprechen;

Fig, 2 einen Querschnitt durch eine mit diesem Schaum gefüllte Form;

Fig. 3 eine Seitenansicht des Reifens hergestellt gemäß dem Verfahren nach der Erfindung durch Einkapsein des Schaumes gemäß F i g. I mil einem geeigneten Elastomer zur Schaffung eines Luftreifens mil Kunststoffverstärkung.

Die F i g. 2 zeigt eine geschlossene Forin 5 mit einem Kinfüllcinlaß 6. in den das schaumbildendc Material cindes Polyesters oder Polyamids erwärmt, um die Form mit einer geschäumten Masse zu füllen und vorzugsweise einen Druck zu entwickeln, der größer ist als der atmosphärische Druck.

w Polyäthylen-Tcrephthal-Estcr oder Äthylenpropylen-Tcrephtalal von Fascrqualilät können in pulverisierter oder fcinvertciltcr Form mit 5-Phenyllctrazol als Treibmittel in einem Innenmischer gemischt und dann in der Torusform angeordnet werden, um durch Hitze aufgc-

v, schäumt zu werden, wobei der Schaum im wesentlichen die Gestalt und die Ausmaße eines Reifens aufweist. Alternativ könnte ein Polyamid von lnjcktionsqualilät nach Art des Nylons mit etwa 5 bis 20 Teilen von 5-Pheriylietrazol auf 100 Teile Nylon gemischt und eingc-

t>(> spritzt werden, um einen geformten Schaum zu ergeben, der nach Erwärmung auf über 2bO°C. jedoch bei einer Temperatur unterhalb von 315°C. die Gestalt eines Reifens aufweist.

Die geformten Schäume können nach einem der be-

h^r, kannten Schaumhcrstellimgsvcrfahrcn hergestellt werden, wie etwa durch Auftreiben einer Lösung oder durch bekannte Treibmittel. Als Verstärkungen können auch andere Gewebematerialien verwendet weiden.

wie etwa syndiotaktisches Polypropylen. Vorzugsweise werden die Schäume, während sie in der Form festgehalten werden, durch eine sich bewegende Flammen-Front strukturiert, wobei die Flammenfront durch Verbrennung eines brennbaren Gemischs, beispielsweise % aus Sauerstoff und Propan, gebildet wird. Falls es erwünscht sein sollte, kann der Schaum kurze oder lange Fasern oder Gespinste aus Glas, Draht oder ähnlichen darin eingebetteten Verslärkungsmaterialicn aufweisen.

Der Schaumtorui wird gemäß der in Fig. 2 darge- to stellten Weise in der Form angeordnet. Falls es erwünscht sein sollte, daß im Reifen Drahteinlagen vorhanden sein sollen, werden solche Einlagen 9 vorzugsweise in einer Torusform angeordnet, und zu gleicher Zeit, in der der Schaumtorus gebildet wird, im Schaum eingebettet. Hierdurch werden die Einlagen innerhalb der Reifenform, ebenso wie im fertigbearbeiten Reifen, präzise angeordnet.

Bei in der Form angeordnetem Schaumtorus wird durch die Auslässe 7 ein Vakuum von 003 432 N/mm-' bis 013 729 N/mm² in der Form geschaffen. Dann wird ein flüssiges Elastomer oder ein elasiornerer Vorläufer durch den Einlaß 6 in die Reifenform eingespritzt.

Dem Verwendungszweck einiger Reifen entsprechend kann ein flüssiges Polyurethan-Rcaktionsgemisch, wie etwa das in der US-PS 37 01 374 beschriebene, oder auch ein anderes Reifenmaierial-Polyurethan verwendet werden.

Nachdem das Polyurethan reagiert hat und ausgehärtet ist, kann der Reifen durch öffnen der Form en'.nommen werden.

Andererseits kann auch eine flüssige Plastifizier-Dispersion aus gewöhnlichen Synthetik- oder Naturgummis, wie sie in der FR-PS 15 26 075 und darin insbesondere in den Beispielen A und B offenbart ist. in die Form π eingebracht und gehärtet werden, um einen geformten Reifen zu schaffen, der eine Polyester- oder Poiyamid-Vcrstärkung aufweist, beispielsweise Nylon b. Nylon 6/6 oder Nylon 11.

Eine repräsentative Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfanren wird im folgenden beschrieben:

Hin Gemisch aus li-Caprolaclam mit llcxaincihylcndiisocyanat und Natriunihydrid wird in eine rotierende Torusform gepumpt, die 5-Phcnyl;eirazol enthüll. Die Rotation der Form wird fortgesetzt, während die Tem- ν, peratur zur Erzeugung eines Schaums erhöhl wird. Während die Form noch heiß ist, wird eine kleine Menge (0,1 bis 5 Gewichtsprozent) von Polyphenylpolyisocyanatpolymethan in die Torusform eingespritzt, um das aufgeschäumte Nylon zur Bindung des Gummis in den w gewünschten Zustand zu versetzen.

Der vorbehandelte Schaum-Nylon-Torus wird in einer Spritzgufoform angeordnet. Die Poren im Schaum werden mit einem Gummiölsehlamm gefüllt und zur Verfestigung und Härtung des Gummis erhitzt, um ei- v, nen Reifen mit einem einheitlichen Netz aus nylonvcrstärkten Teilen zu ergeben.

Ein Gummiölsehlamm von 40 bis ö0 Gcwichtsieilen aus aliphatischem oder aromatischem Sircckmiitclöl und 60 bis 40 Gewichtsteilen aus Butadien-Styrol-Kaut- t>i> schuk. das Schwcfel-Vulkanisationsmitlcl oder verwandte Elastomere enthält, sind zur Einschließung des Kunststofftorus oder des toroid geformten Schaumverslärkungsorgans ebenso geeignet. Obwohl das Verslärkungsorgan als Torus oder toroides Schaunitcil bezeich- t,^r> net wird, kann es auch als Neizstriiklur charakterisiert werden. Hiermit ist eine Struktur gemeint, bei der wenigstens die Umrisse einer dreidimensionalen Zellenstruktur vorhanden sind. Die Flächen der umrisseneri Zellen können vorhanden sein oder auch nicht. Netzförmige Strukturen, bei denen wenigstens der größere Teil der Zellflächen in Form von Lamellen, Membranen oder anderen Hindernissen für einen freien Durchgang in jede Richtung zwischen den Zellen vorhanden sind, werden hier als zellförniige Strukturen bezeichnet. Das Verstärkungsorgan kann isotrop oder anisotrop sein, was von der Zellanordnung des Schaums abhängt.

Auch die Dicke der Seitenwand des Torus gegenüber dem Wulstbereich kann verändert werden, um die Steifheit und die Flexibilität der Seitenwand gegenüber der Lauffläche zu regulieren. Dünnere Abschnitte in der Seitenwand würden die Flexibilität fördern.

Ferner wird darauf hingewiesen, daß dem Schaumtorus ein Laufflächendesign gegeben oder während des Einschlusses oder des !mprägnierens des Schaumtorus angeformt werden kann, um den Reifen zu bilden.

jedes gebräuchliche Elastomer und seine entsprechenden Härtemittel können verschlammt und somit benutzt werden, um einen torusverstärk:on Reifen von irgendeinen; bekannten Design zu bilden, wobei die Härtezeiten und -drücke bekannt sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen eines Reifens, bei dem eine Verstärkungsanordnung mit einem torusförmigen Kunststoffschaumkern in eine Reifenform eingesetzt und in ein Elastomer eingebettet wird, worauf das Ganze ausgehärtet wird zu einem verstärkten Reifen, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoffschaumkern vor dem Einsetzen netzartig strukturiert wird.

2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß ein torusförmiger Kunststoffschaumkern aus Polyester oder Polyamid von wenigstens Fasergüte eingesetzt wird.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zellstruktur des Torus anisotrop ist.