DE2458923A1

DE2458923A1 - Herstellung schlauchloser reifen, insbesondere der wulstkerne

Info

Publication number: DE2458923A1
Application number: DE19742458923
Authority: DE
Inventors: Ivan William Rowe
Original assignee: Avon Rubber PLC
Current assignee: Avon Rubber PLC
Priority date: 1973-12-18
Filing date: 1974-12-12
Publication date: 1975-06-26
Also published as: FR2254450A1; JPS5095902A; IT1027720B; FR2254450B3; AU7625274A

Description

PATENTANWÄLTE · ^^

DipL-ing. P. WIRTH · Dr. V. SCHMIED-KOWARZIK Dipl.-Ing. G. DANNENBERG · Dr. P. WEINHOLD · Dr. D. GUDEL

281134 6 FRANKFURT AM MAIN

TELEFON (06113

287014 GR. ESCHENHEIMER STRASSE 39

10- Dezember 1974
Da/-mr- File No. 4783

AVON RUBBER COMPANY LTD. Melksham,Wiltshire England

Herstellung schlauchloser Reifen, insbesondere der Wulstkerne

Die Erfindung betrifft die Herstellung schlauchloser Reifen, insbesondere schwerer schlauchloser Reifen, die nachstehend als Nutzfahrzeugreifen bezeichnet sind. Solche Reifen werden vor allem für Lastwagen, Autobusse, Reise-

sxrassen Omnibusse und KleinLastwagen für Handels-/ verwendet, gewöhnlich auf einer um 15° abgeschrägten Tiefbettfelge.

Schlauchlose Reifen für Nutzfahrzeuge unterscheiden sich von Schlauchreifen in verschiedener Hinsicht, darunter auch durch das Erfordernis, dass der Wulstbereich desReifens luftdicht gegen die Radfelge anliegen muss, während bei Schlauchreifen die Luft sich in einer gesonderten Kammer befindet und an der Grenzfläche zwischen Reifen und Felge nicht austreten kann.

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Um diesem Erfordernis Rechnung zu tragen, ist es allgemein üblich, die Drahteinlage so zu wickeln, dass sich ein sechseckiger Querschnitt ergibt. Dadurch erhält man die erforderliche Anlage der Wulstauflagefläche auf der Radfelge_o Ein Winkel mit einer Konizität von 15° dieser Teile ist üblich. Schlauchreifen haben Wülste, die an der Basis schmal und mehr rechteckig aufgebaut sind.

Wegen der Besonderheit der breiten flachen Basis des Wulstes ergeben sich beim Aufbau und beim Formen Schwierigkeiten, wenn Flachtrommel-Maschinen verwendet werden, die für Schlauchreifen geeignet sind. Die Drahtlagen des Reifens werden um den Wulst herum in seiner flachen Lage gefaltet, umvenn der Reifen in seine Ringform gebracht wird, müssen die Drahtlagen sich um den Wulst drehen. Dies lässt sich ziemlich einfach durchführen bei den kompakten Wülsten,die für Schlauchreifen verwendet werden, aber die beim Drehen um den Wulst eines schlauchlosen Reifens auftretenden Spannungen zerstören den Aufbau des Wulstes und ergeben unregelmässige Reifen, die möglicherweise nicht zuverlässig an der Felge anliegen und infolge unrichtiger Kautschukverteilung im Bereich des Wulstes schon von vornherein versagen können. Ein Weg zu versuchen, mit dieser Schwierigkeit fertigzuwerden, liegt in der Änderung der Drahteinlage für den Wulst, zum Beispiel könnte ein schraubenförmiger Draht um die Drahteinlage gewickelt werden, um diese zu sichern. Derartige Reifen haben jedoch unbefriedigende Wulstbereiche. Andere Reifen werden mit einer Drahteinlage der sechseckigen Form versehen, die mit Kautschuk umgeben und vor dem Einbau in den Reifen gehärtet bzw. vulkanisiert wird. In diesem Fall ergibt das Drehen keine Schwierigkeit, aber derartige Wulstausbildungen sind teuer in der Herstellung.

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Eine weitere Möglichkeit, mit der Schwierigkeit fertigzuwerden, besteht darin, dass für schlauchlose Reifen besondere Maschinen verwendet werden, bei. welchen das. Herumdrehen des Reifenmaterials um den Wulst entfällt. Solche Maschinen s±ü kostspielig in der Entwicklung. Zudem führt, dieser Ausweg dazu, dass die bestehenden Flachtrommelmaschinen nicht mehr verwendet werden können, sie also praktisch schrottreif sind, wenn die Produktion von Schlauchreifen auf schlauchlose Reifen umgestellt wird. . , .

Die Erfindung geht von der ersten Möglichkeit aus, nämlich dem Versuch, einen Wulstkern mit Drahteinlage so auszubilden, dass der Reifen auf einer üblichen Flachtrommelmaschine hergestellt werden kann (wenn auch nicht muss) oder auf derartigen Maschinen mit nur geringfügigen konstruktiven Änderungen .

Gemäss einem Aspekt der Erfindung wird ein Wulstkern für einen schlauchlosen Reifen verwendet, der eine Drahteinlage in Ringform aufweist, mit einer radial innenliegenden Aussenflache, weiter einen Streifen aus härtbarem, aber nicht gehärtetem Elastomer, in Berührung mit einer radial aussenliegenden Oberfläche der Drahteinlage sowie eine Hülle um die Drahteinlage und den Elastomerstreifen. Für die Hülle wird vorzugsweise ein einfacher Ring aus lose rechteckig gewebtem. Textilmaterial verwendet, der durch Auflegen auf einen Umfangsteil der aus Drahteinlage und Streifen gebildeten Einheit aufgebracht, und dann herumgelegt wird, bis seine Kanten den gegenüberliegen Umfangsteil erreichen oder über diesen hinausragen. Vorzugsweise besteht das Textilmaterial für die Hülle aus Fäden, die unter Wärmeeinwirkung schrumpfen, wie etwa monofiles Nylon.

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Beim Herstellen eines Reifens nach der Erfindung wird der Kern vorzugsweise vor dem Aufbringen der Hülle, aber ggf. auch hinterher, geschmiert und auf eine halbfertige Karkasse auf einer Reifenherstellungsmaschine wie ein konventioneller Drahtkern aufgelegt, worauf Cordlagen und andere Lagen der Karkasse und Lauffläche herum angeordnet werden, einschliesslich der Verfahrensschritte des Umschlagens der Cordlage bzw. -lagen um den Wulstkern durch Relativbewegung von Teilen der Flachtrommelmaschine, wie etwa einem Überschlagbeutel^sowie des Ausdehnens der Karkasse zu toroidaler Gestalt vor dem Formen. Da der umhüllte Wulstkern vorzugsweise einen im wesentlichen kreisförmigen

,und
Querschnittsumfang hat/ seine Oberfläche geschmiert ist, (wenigstens die Grenzfläche zwischen der Hülle einerseits und der Drahteinlage mit Elastomerstreifen andererseits ist geschmiert), während das Elastomer noch nicht gehärtet ist, ist es nicht schwierig, die Cordeinlage bzw. -einlagen um den Wulstkern herumzulegen und fest anzuziehen. Es tritt kaum eine Verformung der Drähte des Wulstkerns auf, und das Nylonmaterial hat, wenn es sich mit der Cordlage des Reifens dreht, insbesondere wenn die Karkasse zu toroidaler Gestalt ausgedeht wird, die Tendenz, sich auf dem Wulstkern also der Drahteinlage und dem Elastomerstreifen festzuziehen.

Gemäss einem spezielleren Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen eines Reifens vorgesehen, das folgende Verfahrensschrittseinschliesst: Herstellen eines Wulstkerns aus einem Ring von Wulstdraht, um dessen radial äussere Fläche herum ein Ring (gewöhnlich ein Spaltring) aus einem ungehärteten Elastomerstreifen gelegt wird, Ein-

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hüllsn des Drahtkerns und des ungehärteten Elastomerstreifens in eine unter Wärmeeinwirkung schrumpfende Hülle, Schmieren der Oberfläche des Wulstkerns vor und/oder nach Aufbringen der Hülle, Anordnen des solchermassen zusammengesetzten und geschmierten Wulstkerns über einem Randteil einer verstärkten Reifenkarkasse auf einer Reifemaschine und Vervollständigen der Lagen des Reifens bzw. der Karkasse, Umschlagen der Radialverstärkung um den Wulstkern und Formen sowie Aushärten bzw. Vulkanisieren des so gebildeten Reifens, wobei zugleich das Elastomer des Wulstkerns gehärtet wird. Vorzugsweise wird bei dem Verfahren während der Reifenformung auch ein Schrumpfen eines unter Wärmewirkung schrumpfbaren Textilmaterials der Hülle vorgenommen, um in Umfangsrichtung und damit radial über den genzen Querschnittsumfang des Wulstkerns Druck auszuüben.

Schliesslich schafft die Erfindung auch einen schlauchlosen Reifen, der in seinem Wulstteil einen Wulstkern aufweist, der eine ringförmige Drahteinlage enthält, die an ihrer radial äusseren Oberfläche von einem in situ in dem Reifen gehärteten Elastomerring umgeben ist, wobei eine Hülle um die Drahteinlage und das in situ gehärtete Elastomer herum diese beiden zusammenzieht, und wobei die Verstärkungscordlage bzw. -lagen des Reifens um den Wulstkern herum gelegt sind. Vorzugsweise hat die Drahteinlage dabei die Form eines Drahtbündels mit sechseckigem Querschnitt. Bei einer Ausführungsform für schwere schlauchlose Reifen hat das Bündel mit hexagonalem Querschnitt eine radial innere Oberfläche, die unter einem Winkel zur Achse des Reifens liegt mit einem Konuswinkel gleich dem der üblichen Felgen für schlauchlose Reifen (normalerweise in der Grössenordnung von 15° für Felgen schwerer Fahrzeuge).

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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert, und zwar zeigen:

Fig. 1 einen Teilschnitt nach der Linie 1-1 der Bg. 2 und zusätzlich einen Teilschnitt durch eine Felge, auf die der Reifen passt;

Fig. 2 schematisch eine perspektivische Ansicht des Reifens;

Fig. 3 Stadien beim Umhüllen der Drahteinlage mit dem ^{a +} Elastomerstreifen; und

Fig.-4 Stadien beim Formen eines Reifens nach der a,b +c Erfindung auf einer üblichen Trommelmaschine.

Der in Fig. 2 sehr schematisch gezeigte Reifen 1 ist ein Nutzfahrzeugreifen, beispielsweise im Grössenbereich von 7-17,5 bis 12-24,5.

Seine Wulstausführung ergibt sich am besten aus Fig. 1 und muss derart sein, dass ein luftdichter Anschluss an einen Randbereich einer Felge erzielt wird, beispielsweise der Felge 2 in Fig. 1, die einen Konuswinkel oL von beispielsweise 15° hat. Natürlich sind auch andere Konuswinkel möglich, je nach Vorschrift für den einzelnen Reifen.

Es ist schon früher vorgeschlagen worden, einen Wulst mit einem Fuss dieser Neigung dadurch zu erzielen, dass die Drahteinlage bzw. das Drahtbündel, sechseckigen Querschnitt erhält, wie für das Drahtbündel 3 in Fig. 1 gezeigt ist, dessen radial innere Fläche den gleichen Konuswinkel wie die Felge aufweist. Diese Art eines sechseckigen oder vieleckigen

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Querschnitts der Drahteinlage wird vorzugsweise auch bei der Erfindung verwendet. Um jedoch eine gesonderte Vorformung eines komplexen Wulstkernes zu vermeiden, aber gleichzeitig das Überschlagen einer Cordlage 4 der Reifenkarkasse zu ermöglichen, wird nach der Erfindung unmittelbar angrenzend an die radial äussere Oberfläche der Drahteinlage 3 ein Strang oder Streifen 5 von stranggepresstem, ungehärtetem Elastomer angeordnet und mit einer Hülle 6 von Textilmaterial versehen, die vorzugsweise ein loses, rechteckig gewebtes monofiles Nylonmaterial ist. Das Anbringen der Hülle 6 wurde im vorliegenden Fall so vorgenommen, wie in Fig. 3a und b gezeigt ist. Zunächst wird gemäss Fig. 3a eine Länge des Textilmaterials um die innere Peripherie des Wulstkerns bzw. der Drahteinlage 3 gelegt, mit seinen Schussfäden oder Kettfäden parallel zur Umfangsfläche der Einlage 3 und seinen Kettfäden oder Schussfäden, je nachdem, parallel zur erzeugenden Achse des von der Drahteinlage 3 gebildeten Ringes, wodurch das Textilmaterial 6 einen einfachen Ring mit ebenem Querschnitt, nämlich einen zylindrischen Ring 61 innerhalb des Drahtrings bildet. Dann werden die Kanten des Textilmaterials (Fig. 3b) aussen um die Drahteinlage 3 und den Elastomerstrang 5 herumgeschlagen (Pfeile B), bis sie sich auf einer gegenüberliegenden Stelle des Umfangs treffen. Vorzugsweise wird dabei eine leichte Überlappung 9 vorgesehen, obwohl es auch genügt, wenn die Kanten zusammentreffen oder auch ein kleiner Spalt zwischen ihnen an dieser Stelle des Umfangs verbleibt. Die Schussfäden (oder Kettfäden) erstrecken sich dann um die Drahteinlage 3 und den Streifen 5 herum, in Ebenen, die radial zur erzeugenden Achse des Ringes liegen. Dies führt dazu, dass der Wulstkern als Ganzes einen Querschnitt mit im wesentlichen kreisförmiger Umrisslinie erhält, wobei die Hülle 6 sich um den Umfang

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jedes Querschnitts herumbewegen kann, also in Richtungen, welche die Überlappung 9 vergrössern oder verkleinern,, .

Dieser Kern wird durch Aufbringen eines Schmiermittels, zum Beispiel Zinkstearat-Schmiermittel, auf wenigstens die innere Oberfläche des Textilmaterials und evtl. auf beide Oberflächen geschmiert, wobei die Schmierung vor und/oder nach dem Umhüllen erfolgt.

Der mit der Hülle 6 umgebene Wulstkern, der nun- die Bezeichnung "A" erhält, wird dann, als ob er ein üblicher Wulstkern wäre, an der richtigen Stelle nahe der Kante auf vorbereitete Lagen 10 einer Reifenkarkasse auf einer üblichen Trommelmaschine 7 angebracht. Die hier gezeigte Maschine hat Überschlagbeutel 8. Durch Aufblasen der Beutel 8 werden die LageniO' der Karkasse einschliesslich der Cordlage oder -lagen um das Element A herumgeschlagen, (Fig. 4b). Hierbei hat die Cordlage die Tendenz, am Wulstkern A vorbeigezogen zu werden und neigt dabei dazu, die Textilhülle 6 des Wulstkernes mitzunehmen und fester um die Drahteinlage und den Elastomerstreifen herum anzuziehen. Da der Elastomerstreifen 5 noch weich ist, gestattet er eine gewisse Anpassung an die in diesem Stadium auftretenden Spannungen.

Dann wird die Reifenkarkasse zu ihrer toroidalen Gestalt zum Aufnehmen der Leinwandeinlagen und Laufflächenteile ausgedehnt. Währenddessen werden die Cordlagen um den Wulstkern herumgedreht, aber die geschmierten Berührungsflächen wenigstens zwischen der Textilhülle und der Drahteinlage verhindern eine Verformung des sechseckig angeordneten Drahtbündels, während die Textilhüile, die sich in gewissem Masse mit den Cordlagen dreht, über der Drahteinlage mit dem Elastomerstreifen angespannt wird. Dieser Formvorgang, der

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zu einer Gestalt der Lagen führt, die bei 10" (Fig. 4c) gezeigt ist, kann auf der ersten Maschine stattfinden, oder es kann die Karkasse zu diesem Zweck auf eine getrennte Maschine verbracht werden.

Der Reifen ist dann fertig zum Formen. Bei diesem Vorgang, währenddessen u.a. die Lauffläche geformt oder mit der Karkasse vereinigt wird,■erfolgt die Gestaltung des Wulstteils und dar Reifen wird vulkanisiert (gehärtet). Während des beim Formen auftretenden Erhitzens zieht sich das wärmeempfindliche monofile Nylon der Hülle 6 zusammen und drückt den Wulstkern A stärker zusammen. Durch das Erhitzen wird' auch der Elastomerstreifen 5 gehärtet. Das Ergebnis ist ein schlauchloser Reifen, der auf einer konventionellen Maschine oder konventionellen Maschinen hergestellt wurde, mit einem Wulstteil, in welchem Verzerrungen und Spannungen, die in der Vergangenheit auftraten - zum Teil durch das Überschlagen der Gordiagen , aber sehr wesentlich durch das Ausdehnen auf toroidale Gestalt - auf ein Minimum reduziert sind, so dass der sechseckige Querschnitt des Drahtbündels 3 ungestört erhalten bleibt und eine falsche Verteilung von Kautschuk praktisch vermieden wird.

/ Ansprüche 509826/073Ί

Claims

J[^1 Dezember 1974 Avon Rubber Company Da/-mr- Iq File No. 4783 Patent- bzw. Schutzansprüche

1. !Wulstkern für einen schlauchlosen Reifen mit einer einen ■—''Ring bildenden Drahteinlage, welche eine radial innenliegende Oberfläche besitzt, während an ihrer radial aussenliegenden Oberfläche ein Elastomerstreifen anliegt, und wobei eine Hülle die Drahteinlage und den Streifen umgibt,

dadurch gekennzeichnet, dass der Elastomerstreifen (5) aus härtbarem, aber ungehärteten Material besteht.

2. Wulstkern nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die Hülle ein einfacher Ring (6) aus losem, rechteckig gewebtem, Textilmaterial ist, der als Ring (6¹) um einen Teil des Umfangs der Drahteinlage (3) und des Streifens (5) gelegt und dann mit seinen Kanten bis zum gegenüberliegenden Teil (9) des Umfangs oder über diesen Teil hinaus herumgelegt ist.

3. Wulstkern nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass die Hülle (6) die Eigenschaft hat, unter Wärmeeinwirkung zu schrumpfen.

4. Wulstkern nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass die Hülle (6) aus monofilem Nylon gebildet ist,

5. Wulstkern nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drahteinlage (3) im Querschnitt vieleckig ist.

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6. Wulstkern nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die, Drahteinlage (3) eine konische radial innere Fläche hat, die unter einem Konuswinkel von 15° zur erzeugenden .Achse des Ringes gesetzt ist.

7. Wulstkern nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schmiermittel zwischen, der Hülle (6>) einerseits und der Drahteinlage (3) mit dem Streifen (5) andererseits vorgesehen ist.

8. Schlauchloser Reifen, dessen Wulst einen Wulstkern enthält,-der von einer ringförmigen Drahteinlage gebildet ist, die an ihrer radial aussenliegenden Oberfläche von einem Ring aus Elastomer umgeben ist,wcbei eine Hülle um die Drahteinlage und das Elastomer diese beiden Teile zusammenhält und eine oder mehrere Cordlagen des Reifens um den Wulstkern herumgelegt sind, ·

dadurch gekennzeichnet, dass das Elastomer (5) in situ in dem Reifen gehärtet ist.

9. Schlauchloser Reifen nach Anspruch 8,

d a du rc h g e k e η n;z e i c h η e t, dass die Hülle (6) ein unter Wärmeeinwirkung schrumpfendes Textilmaterial ist.

10. Schlauchloser Reifen nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Füsse der Wulstteile des Reifens (1) konisch mit Konuswinkeln von 15° zur Achse des Reifens sind.

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11. Schlauchloser Reifen gekennzeichnet durch einen Wulstkern nach einem der Ansprüche 1 bis 7·

12. Verfahren zum Herstellen eines Reifens, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wulstkern aus einer ringförmigen Drahteinlage durch Anbringen eines Ringes aus einem ungehärteten Elastomerstreifen um die radial äussere Oberfläche der Drahteinlage und Umhüllen der Drahteinlage und des ungehärteten Streifens mit einer unter Wärmewirkung schrumpfenden Hülle gebildet wird, dass eine Oberfläche des Wulstkerns geschmiert wird, dass das so zusammengesetzte und geschmierte Kernelement auf einen Randbereich einer verstärkten Reifenkarkasse auf einer Maschine zum Reifenherstellen gelegt und der Aufbau des Reifenelements in an sich bekannter Weise vervollständigt wird, worauf die Radialverstärkung um das Wulstkernelement herumgelegt und der so gebildete Reifen in an sich bekannter Weise geformt und gehärtet wird, und dass dabei auch das Elastomer des Wulstkerns gehärtet wird.

13v Verfahren nach Anspruch 12,

dadurch gekennzeichnet, dass während des Formens ein Schrumpfen eines unter Wärme schrumpfbaren Textilmaterials der Hülle des Wulstikerns vorgenommen und dadurch Druck in Umfangsrichtung und somit radial über den Umfang des Querschnitts des Wulst-. kernsausgeübt wird.

Patentanwalt

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