DE2651033A1

DE2651033A1 - Luftreifen und verfahren zu seiner herstellung

Info

Publication number: DE2651033A1
Application number: DE19762651033
Authority: DE
Inventors: Otto Dr Ganster; Ulrich Dr Knipp; Friedel Stuettgen
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1976-11-09
Filing date: 1976-11-09
Publication date: 1978-05-18
Also published as: AU3040277A; JPS5360004A; FR2369941A1; ES463945A1

Description

Bayer Aktiengesellschaft

2bVIU33

Zentralbereich Patente, Marken und Lizenzen

5090 Leverkusen, Bayerwerk Hö/AB

8.

Luftreifen und Verfahren zu seiner Herstellung

Die Erfindung betrifft Luftreifen für Fahrzeuge aller Art, vorzugsweise aus Polyurethanelastomeren oder Polyurethanintegralschaum und ein Verfahren zur Herstellung solcher Luftreifen.

Reifen aus Polyurethanelastomeren sind bekannt. Sie werden in vielen Fällen durch Schleudern hergestellt. Das Verfahren ist energieaufwendig und die Entformung des Kernes umständlich. Es ist weiter vorgeschlagen worden, einen "verlorenen Kern" aus Schaumstoff oder einen mit einer schmelzbaren Masse gefüllten Gummischlauch zu verwenden, was aus wirtschaftlichen Gründen nicht vertretbar ist. Durch das Blasverfahren hergestellte Reifen bestehen aus thermoplastischen Polyurethanelastomeren, die nur eine begrenzte Wärmestabilität aufweisen und den Anforderungen ,die an einen hochwertigen Luftreifen gestellt werden ,nicht ausreichend genügen. Spritzqegossene Reifenhälften, die durch Reibungsschweißen verbunden werden, haben auch nicht die nötige Wärmestabilität; außerdem ist das Einbringen der Armierung nicht möglich.

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Bei allen diesen bekannten Herstellungsverfahren ist die Elastomerqualität im Reifen überall einheitlich; eine Abstimmung des Elastomeren auf die Anforderungen (erwünscht wäre weiche Lauffläche, mittelharte Seitenwände, harter Fuß) ist nicht möglich.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Luftreifen,der den Einsatz einer jeweils optimalen Elastomerqualität für Laufflächen und Seitenwände sowie das Einbringen einer Armierung ermöglicht und ein Verfahren zu entwickeln, das eine wirtschaftliche Herstellung eines solchen Reifen ermöglicht. Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Reifen aus zwei einzeln hergestellten Seitenteilen mit Wulstdraht und zylindrischer oder balliger Mantelfläche aufgebaut ist, die über eine auf der Mantelfläche angebrachte Polyurethanschicht, in der Armierungselemente enthalten sein können, miteinander verbunden sind: Verfahrensmäßig ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die einzeln hergestellten Seitenteile in einer Form positioniert werden und auf deren äußeren Rändern der Mantelfläche, die die Grundlage für die Lauffläche bilden, eine Schicht aus Polyurethanelastomeren aufgebracht wird.

Die Herstellung der Seitenteile bereitet keine Schwierigkeiten. Die Seitenteile umfassen am inneren Rand die Wulstdrähte; am äußeren Rand hängt die Mantelfläche, die die Grundlage für die Lauffläche bildet. Die Mantelfläche kann zylindrisch oder ballig sein und kleiner gleich der halben Breite der Lauffläche sein. Über der Mantelfläche, beide Seitenteile verbindend, befindet sich die erfindungsgemäße Polyurethanschicht, die auch schon die endgültige Lauffläche sein kann. In einer bevorzugten Ausführungsform wird jedoch noch eine getrennt hergestellte Lauffläche verwendet. Der Außendurchmesser der Mantelflächen ist etwas

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kleiner als der Innendurchmesser der getrennt hergestellten Lauffläche, so daß sich beim Zusammenbau des Reifens unter der Lauffläche ein Hohlraum bildet, der von der erfindungsgemäßen Polyurethanschicht ausgefüllt wird. Die weiche Lauffläche, die in der bevorzugten Ausfuhrungsform über der Polyurethanschicht liegt, läßt sich im Schleuderverfahren, aber ebensogut im Spritzguß- oder im Reaktionsgußverfahren herstellen. Im Bedarfsfall sind auf der Innenseite der Lauffläche Verstärkungseinlagen in Form von Geweben, Vliesen, Filamenten oder Stahldrahtgewirken eingelegt. In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Enden der Mantelfläche der Seitenwände als Lippendichtungen ausgelegt, so daß beim Zusammenfügen der beiden Seitenwände die gegenüberliegenden Mantelflächen sich gegenseitig abdichten. In den Seitenwänden können Armierungen in Form von Geweben, Vliesen oder spritzgegossenen Kunststoffnetzen vorhanden sein. Das bewirkt, daß die Seitenwände bei Zugbeanspruchung kein Wachstum aufweisen. Bei der Herstellung der Seitenwände können den Polyurethanelastomeren Kurzfasern organischer oder anorganischer Natur (Polyamidfasern, Polyesterfasern, Polyacrylnitrilfasern oder Glasfasern mit geeigneter Schlichte) zugegeben werden. Es wird dadurch der E-Modul erhöht, die bleibenden Verformungen reduziert und die Einreißfestigkeit erhöht.

Die Lauffläche des Luftreifens kann anstelle von Polyurethanelastomeren auch aus natürlichem öder synthetischem Kautschuk hergestellt sein.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht eine wirtschaftliche Herstellung des Luftreifens. Es wird im folgenden beispielhaft beschrieben. In der Abbildung ist ein Schnitt durch die Form mit eingelegtem Reifen dargestellt. Es ist die Herstellung eines Reifens mit seperater Lauffläche beschrieben.

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Die beiden Seitenteile 1 des Luftreifens werden zunächst durch einen klappbaren Ring 2, der mit einem elastischen Gummiring 3 belegt sein kann, zusammengehalten. Dieses Teil wird in eine Form 4 eingelegt, indem zuvor die Lauffläche eingelegt worden ist. In der Form 4 sind Öffnungen 6 vorhanden, die mit einer Vakuumpumpe verbunden sind. Durch das Absaugen werden die Reifenteile 1 und 5 an die Form 4 gepreßt und eine Justierung ist einfach möglich. In dem sich zwischen der Lauffläche 5 und den Mantelflächen der Seitenteile 1 sich bildenden Hohlraum 8 wird über den Mischkopf 9 das reaktionsgießfähige Polyurethanelastomer eingetragen. Durch steigenden Guß wird Blasenfreiheit erreicht. Je nach Rezeptur muß die Form 4 angewärmt werden, ein bevorzugter Temperaturbereich ist 70 bis 100⁰C. In den meisten Fällen wird in den Hohlraum 8 eine Armierung in Form von Netzen, Geweben, Vliesen oder Wickeln aus synthetischen oder anorganischen Produkten eingebracht, beispielsweise aus Polyamid, Polyester, Polyacrylnitril, Stahldraht oder Glasfasern. Auch vorgefertigte Armierungsringe oder Armierungsgürtel aus Gewebe oder Gewirken oder aus spritzgegossenen Kunststoffen können eingelegt werden. Die Entformung des so hergestellten Reifens bietet keine Schwierigkeiten.

Beispiele von Polyurethanelastomeren, die für die Lauffläche und die Zwischenschicht 8 geeignet sind:

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Adipinsäure-Butandiol-Äthylenglykol-Mischester 4,4'-Diisocyanato-Diphenylmethan
1,4-Butandiol

100,0 Gew.-TIe. 30,0 Gew.-TIe.

5,3 Gew.-TIe.

Eigenschaften:

Härte 1	DIN	53	305
(DB	DIN	53	504
i β	DIN	53	504
& 20 %	DIN	53	504
Stoßelastiz ität	DIN	.53	512
Weiterreißfestig keit	DIN	53	515
Abrieb	DIN	53	516

65	Shore A
27	MPa
600	%
0,	3 MPa
45	%
21 rr r\	KN/m 3

mm

C>-Polyäther, Molgewicht 2000 Toluylendiisocyanat

4-Chlor-3,5-Diaminobenzoesäure-isobutylester

100 Gew.	_r4 Gew.	-Tie
24,	_r7 Gew.	-Tie
14,	Shore	-Tie
87	MPa	A
37	%
550	MPa
8	MPa
13

Eigenschaften:
Härte

0*1 00 %
3*300 %

Rückprallelastizität

DIN 53 305 DIN 53 504 DIN 53 504 DIN 53 504 DIN 53 504

DIN 53 512 46

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Es handelt sich in beiden Fällen um NCO-Prepolymere auf der Basis von Adipinsäureester^ BBG- und C.-Polyäthern (Molgewicht zwischen 1000 und 5000) und aromatischen Isocyanaten, im ersten Fall mit di- oder mehrfunktionellen Alkoholen, im zweiten Fall mit aromatischen oder aliphatischen di- oder nehrfunktionelien Aminen umgesetzt; die resultierenden Polymere liegen im Härtebereich 65 bis 95 Shore A.

Beispiel für ein Polyurethanelastomer, das für die Seitenwand geeignet ist:

Adipinsäure-Butandiol-Äthylenglykol-Mischester 100,0 Gew.-Tie. 4,4'-Diisocyanato-diphenylmethan 40,0 Gew.-TIe.

1,4 Butandiol 9,O Gew.-TIe.

Eigenschaften:	DIN	53	305	8O	Shore A
Härte	DIN	53	504	34	MPa
(Tb	DIN	53	5O4	620	%
^ B	DIN	53	5O4	1,5	MPa
6" 20 %	DIN	53	5T2	40	%
Stoßelastizität	DIN	53	515	50	KN/m
Weiterreißfestig keit	DIN	53	516	30	mm
Abrieb

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Claims

Patentansprüche

/ 1.J Luftreifen, vorzugsweise aus Polyurethanelastomeren oder \ Polyurethanintegralschaum, dadurch gekennzeichnet, daß er aus zwei einzeln hergestellten Seitenteilen (1) mit Wulstdraht (10) und zylindrischer oder balliger Mantelfläche (7) aufgebaut ist, die über eine auf der Mantelfläche aufgebrachte Polyurethanschicht (8), in der Arinierungselemente enthalten sein können, miteinander verbunden sind.
2. Luftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß über der auf der Mantelfläche (7) aufgebrachten Polyurethanschicht (8) eine Lauffläche (5) vorhanden ist.
3. Luftreifen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lauffläche (5) die Polyurethanschicht (8) und die Seitenwände (2) unterschiedliche Härte aufweisen.
4. Luftreifen nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß^ie ringförmige Lauffläche (5) faser- oder gewebeartige Armierungseinlagen auf ihrer Innenseite hat.
5. Luftreifen nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwände (1) getrennt hergestellte Armierungseinlagen in Form von Geweben, Vliesen, Netzen oder spritzgegossenen Kunststoffteilen aufweisen.
6. Luftreifen nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwände (1) aus fasergefüllten Polyurethanelastomeren hergestellt werden.

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ORIGINAL INSPECTED
7. Luftreifen nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwände (1) mit ihren zylindrischen oder balligen Mantelflächen (7) sich gegenseitig abdichten.
8. Luftreifen nach Anspruch 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Lauffläche (5) aus natürlichem und/oder synthetischem Kautschuk hergestellt ist.
9. Verfahren zur Herstellung der Luftreifen nach Anspruch

1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die einzeln hergestellten Seitenteile (1) in einer Form (4) positioniert werden und auf deren äußeren Rändern der Mantelfläche (7), die die Grundlage für die Lauffläche bilden,eine Schicht (8) aus Polyurethanelastomeren aufgebracht wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenteile (1) im Bereich ihrer zylindrischen oder balligen Mantelfläche (7) durch einen zerlegbaren Ring (2) gehalten werden.
11. Verfahren nach Anspruch 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwände (1) und gegebenenfalls die Lauffläche (5) durch Unterdruck (6) in der Form (4) gehalten werden.
12. Verfahren nach Anspruch 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das die Schicht (8) bildende Polyurethanelastomergemisch von unten, also mit steigendem Guß, über einen direkt angeflanschten Mischkopf (9) eingefüllt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterseite der Lauffläche (5) und die Oberfläche der zylindrischen bzw. balligen Mantelfläche (7) mit einem Haftvermittler vorbehandelt werden.

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