DE4000926C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Radialreifens mit einem Laufstreifen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Im allgemeinen werden Radiallagenreifen, z. B. Radialreifen für Schwerlastfahrzeuge, wie Lastwagen, Busse und dergleichen, in den Laufstreifen-Schulterbereichen mit Schulternuten versehen, die sich axial durch den jeweiligen Laufstreifenkanten erstrecken und in Umfangsrichtung voneinander beabstandet sind.

Bei dem üblichen Reifenherstellverfahren werden Laufstreifennuten mit derartigen Schulterbereichsnuten dadurch ausgebildet, daß ein aus Rohgummi bestehendes Laufstreifenband mit einer gleichförmigen Trapezquerschnittsform (gezeigt in Fig. 7) auf den Umfang eines Rohreifen-Hauptkörpers aufgelegt wird, der aus einer Anordnung aus Karkasse, Gürtel usw. besteht, um den sogenannten Grün- oder Rohreifen auszubilden. Dann wird der Rohreifen in einer Form mit dem Negativ der Laufstreifenmusterung an der Innenseite durch Aufheizen und Andrücken des Rohreifens gegen diese Innenseite vulkanisiert, wobei bei diesem Vorgang die Schulternuten ausgebildet werden.

Dabei werden die Nutabschnitte (siehe Fig. 6, Bezugszeichen c) des Laufstreifens durch Leisten der Musterform radial nach innen gedrückt, die dazwischen liegenden Blockabschnitte (siehe Fig. 6, Bezugszeichen b) werden durch den Innendruck nach außen gedrückt, wobei der erweichte Gummi von den Nutabschnitten zu den Blockabschnitten fließt. Wenn ein großes Ungleichgewicht von z. B. mehr als 20% zwischen dem ausströmenden und einströmenden Gummi besteht, werden die Gürtel-Verstärkungslagen und die Karkasse (siehe Bezugszeichen d und e der Fig. 6) ebenso gewellt wie der Laufstreifengummi (siehe Bezugszeichen a in Fig. 6).

Weiter erstreckt sich die Wellung der Karkasse in den Laufstreifen- Schulterbereichen bis in die Seitenwandbereiche, so daß auch die Außenfläche der Reifenseitenwände gewellt und dadurch das Aussehen des Reifens beeinträchtigt wird.

Aus der DE 31 08 887 A1 ist ein Verfahren bekannt, bei dem ein unvulkanisierter Laufstreifen auf die radial äußere Fläche eines Gürtelaufbaus eines pneumatischen Reifens aufgebracht wird. Die radial äußere Fläche des unvulkanisierten Laufstreifens weist eine im wesentlichen sinusförmige Gestalt auf und wird auf dem Reifen derart angeordnet, daß die Scheitel des Laufstreifens mit den Boden kontaktierenden Vorsprüngen oder Rippen der fertiggestellten Laufstreifenkonstruktion zusammenfallen und die Täler mit den in Umfangsrichtung verlaufenden Rillen der fertiggestellten Laufreifenkonstruktion fluchten. Nach dem Aufbringen des Laufstreifens auf den Gürtelaufbau wird der Reifen in einer Form vulkanisiert.

Durch diese sinusförmige Ausgestaltung der äußeren Fläche des unvulkanisierten Laufstreifens wird angestrebt, eine ungleiche Druckverteilung beim Vulkanisieren zu vermeiden, die dazu führen kann, daß der Gürtel des Reifens in Querrichtung der Laufrichtung verformt bzw. gewellt wird. Eine Wellung der Schulterbereiche des Radialreifens bei der Bildung von Schulternuten während des Vulkanisiervorgangs kann durch dieses Verfahren nicht verhindert werden. Somit wird das Problem der Gürtelkantenablösung nicht gelöst, wodurch auch bei einem mit diesem Verfahren hergestellten Radialreifen die Lebensdauer herabgesetzt ist.

Durch Erhöhen der Dicke der Seitenwandgummischicht kann zwar die Wellung der Außenfläche der Reifenseitenwände verringert werden, jedoch werden dadurch das Reifengewicht und die Herstellkosten ungünstig erhöht, und auch bei dieser Lösung bleibt immer noch das Problem der Gürtelkantenablösung.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Herstellverfahren für einen Radialreifen zu schaffen, durch das die Wellung des Gürtels und der Karkasse insbesondere in den Randbereichen des Reifens wirksam herabgesetzt werden kann, um eine Gürtelkantenablösung zu verhindern und dadurch die Lebensdauer des Laufstreifenabschnitts des Reifens zu erhöhen, sowie auch das Aussehen des Reifens im Seitenwandbereich zu verbessern.

Diese Aufgabe wird gelöst bei einem Verfahren der eingangs genannten Gattung durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1.

Durch die erfindungsgemäße Positionierung der Vertiefungen an den Stellen des Roh-Laufstreifenbandes, an denen beim Vulkanisiervorgang die Schulternuten ausgebildet werden, kann in vorteilhafter Weise der Gummifluß von den Bereichen, in denen die Schulternuten gebildet werden, zu den jeweils angrenzenden Bereichen, in denen die Blöcke gebildet werden, klein gehalten werden, wodurch die Reifenkonstruktion verformend einwirkende Kraft vermindert und somit eine Wellung der Karkasse an den Schulterbereichen wirksam herabgesetzt wird. Durch diese Herabsetzung der Wellung der Karkasse kann die Gefahr der Gürtelkantenablösung zumindest stark vermindert und die Lebensdauer des Reifens wesentlich erhöht werden. Weiter verleihen die zumindest annähernd glatten Reifenseitenwände dem Radialreifen ein gutes Aussehen.

Als besonders vorteilhaft für die Volumen der Vertiefungen hat sich eine 0,8- bis 1,2fache der Volumendifferenz zwischen den Gummivolumina erwiesen, die in einem Bereich von einer einen 3/8 Teil der Laufstreifenbreite vom Reifenäquator entfernten Stelle bis zum radial äußersten Ende der Schulternut im fertiggestellten Reifen des Blockabschnitts bzw. des Nutabschnitts vorhanden sind. Durch diese Dimensionierung der Vertiefungen wird der Gummifluß optimal gewählt und die verformend auf die Karkasse einwirkende Kraft optimal erniedrigt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert; in dieser zeigt:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine rechte Hälfte eines fertiggestellten Reifens,

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung der Schulternuten des Reifens aus Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt nach Linie A-A der Fig. 2 durch einen Blockabschnitt,

Fig. 4 einen Schnitt nach Linie B-B in Fig. 2 durch einen Nutabschnitt,

Fig. 5 eine perspektivische Darstellung eines Rohgummi- Laufstreifenbandes zur Verwendung bei einer Ausführung der vorliegenden Erfindung,

Fig. 6 einen Schnitt durch einen Reifenabschnitt eines bekannten Reifens, und

Fig. 7 eine perspektivische Darstellung eines Rohgummi- Laufstreifenbandes zur Verwendung bei einem Radialreifen-Herstellverfahren nach dem Stand der Technik.

In den Fig. 1 bis 4 besitzt ein fertiggestellter Radialreifen 1 der erfindungsgemäßen Art einen Laufstreifenabschnitt 2, der mit einem Block-Laufstreifenmuster versehen ist, zwei Wulstabschnitte 6 und dazwischen zwei Seitenwandabschnitte 7, und es sind sonst noch im Reifen vorhanden:
in jedem Wulstabschnitt 6 ein Wulstkern 5;
eine Karkasse 9 mit Radialaufbau, die sich zwischen den Wulstabschnitten 6 durch die Seitenwandabschnitte 7 und unter dem Laufstreifenabschnitt 2 erstreckt und an den Kanten von innen nach außen zur Befestigung um die Wulstkerne 5 zurückgeschlagen ist;
ein am Kronenabschnitt der Karkasse 9 aufgelegter Gürtel 10;
ein radial außerhalb des Gürtels 10 angeordneter Gummilaufstreifen 3;
eine an der Innenseite der Karkasse 9 angesetzte Innenauskleidung (Innengummischicht) 26, und
eine an der Außenseite der Karkasse 9 aufgelegte, die Seitenwände 7 und Kisseneinlagen 29 umfassende Außengummischicht.

Die Karkasse 9 besteht aus mindestens einer Lage von radial mit einem Winkel von 70° bis 90° zum Reifenäquator C geleg­ ten Korden. Für die Karkasskorde können Stahlkorde oder Korde aus organischen Fasern wie Polyester, Nylon o. dergl. Verwendung finden.

Der Gürtel 10 besteht aus einer Vielzahl von Kordlagen wie Stahlkorden, Nylonfaserkorden, Polyesterfaserkorden o. dergl., wobei die Korde benachbarter Lagen einander überkreu­ zen. Bei diesem Ausführungsbeispiel umfaßt der Gürtel vier Gürtellagen 21, 22, 23, 24 als erste, zweite, dritte bzw. vierte Gürtellage, die in dieser Reihenfolge von der Karkas­ se zum Laufstreifen hin aufeinandergelegt sind, und die zweite Gürtellage 22 ist mit der größten Breite ausgeführt. Jede Kante F der breitesten Gürtellage 22 erstreckt sich bis zu einem Abschnitt unterhalb der Laufstreifenkante D. So ist der Laufstreifenabschnitt 2 in den Schulterbereichen 11 wie auch im Kronenbereich verstärkt.

Der als Gürtelkissen bezeichnete Kissenstreifen 29 besteht aus weichem Gummi und ist in den beiden Schulterbereichen 11 so angeordnet, daß er die Gürtellagenkanten umgibt.

Weiter ist in jedem Wulstbereich 6 ein Wulstkernreiter aus einem harten Gummi zwischen dem Hauptabschnitt der Karkassla­ ge 9 und dem zurückgeschlagenen Abschnitt derselben angeord­ net.

Andererseits ist der Laufstreifenabschnitt 2 oder der Lauf­ streifen 3 in den jeweiligen Schulterbereichen 11 abwech­ selnd mit Schulternuten 12 und Blöcken 13 nach Fig. 2 verse­ hen, um zwischen den Nutabschnitten die Blöcke zu definie­ ren.

Ein Verfahren zur Herstellung eines sol­ chen Radialreifens wird so durchgeführt,
daß ein Rohgummi-Laufstreifenband 14 mit einer Breite etwa gleich der Laufstreifenbreite TW im fertigen Reifen 1 ge­ formt wird, das in jedem Kantenbereich mit Vertiefungen 4 versehen ist, die voneinander gemäß Fig. 5 einen gleichen Wiederholabstand besitzen,
daß das Karkassmaterial, die Wulstkerne, das Material der In­ nengummischicht, das Material der Außengummischicht mit dem Seitenwandmaterial, das Gürtelkissenmaterial, das Wulstrei­ termaterial usw. insgesamt zu einer zylindrischen Form zusam­ mengestellt werden,
daß die zylindrische Anordnung in Toroidform gebracht wird,
daß ein Gürtelmaterial auf den Umfang der Toroidform aufge­ legt wird, um einen Rohreifen-Hauptkörper auszubilden,
daß das Rohgummi-Laufstreifenband 14 auf die Außenseite des Gürtelmaterials, d. h. den Umfang 16 des Rohreifen-Hauptkör­ pers aufgelegt wird, um einen Rohreifen zu bilden,
daß der Rohreifen in eine Form eingesetzt wird,
daß in den Rohreifen ein Blähbalg eingesetzt wird,
daß der Balg aufgebläht wird, und
daß der Rohreifen erwärmt wird, um die Rohmaterialien zu vul­ kanisieren und den Rohreifen zu einem fertigen Reifen umzu­ formen.

Die Form ist an ihrer Innenfläche mit dem Negativmuster des Laufstreifens versehen, um während des Vulkanisationsvorgan­ ges des Rohreifens das Laufstreifenmuster auszubilden, und es sind zumindest in den Schulterbereichen Leisten vorgese­ hen, die in Form und Größe den Schulternuten 12 entsprechen.

Dies ist der Bereich, an dem die Wellung des Gürtels und dem­ entsprechend die Gürtelkantenlösung verursacht werden kann, und zwar in einem engen Bereich jedes Schulterabschnitts, und genau in diesen Bereichen sind die Einschnitte 4 in dem Rohreifen ausgebildet.

Entsprechend dem Gummivolumen in den Nut- und Blockabschnit­ ten 12 bzw. 13 im fertigen Reifen 1 muß das Volumen jedes Einschnitts 4 festgelegt werden. So werden die Lage und die Größe der Einschnitte 4 in folgender Weise festgesetzt: die Einschnitte 4 sind zunächst an den Stellen angebracht, die den Nutleisten entsprechen, d. h. den Lagen der herzustel­ lenden Schulternuten. Das Volumen S jedes Einschnitts 4 beträgt dabei mehr als das 0,8fache und weniger als das 1,2fache der Differenz SO=VB-VG des Volumen VB des Gummis, der in jedem Blockabschnitt des fertiggestellten Rei­ fenlaufstreifens in einem Bereich von einer Stelle P, die 3/8 der Laufstreifenbreite TW von dem Reifenäquator C ent­ fernt ist, bis zum äußersten Ende D der Schulternut enthal­ ten ist, vermindert um das Volumen VG des Gummis, der in jedem Nutabschnitt des fertiggestellten Reifenlaufstreifens in dem erwähnten Bereich vorhanden ist.

In jedem Schulterbereich nach Fig. 3 und 4 ist die axiale Er­ streckung der Nutabschnitte und der Blockabschnitte, auf die sich das Gummivolumen VG bzw. das Gummivolumen VB bezieht, nur auf den Bereich zwischen einer zur Äquatorialebene C pa­ rallelen Ebene mit einem Abstand 3/8 TW von der Äquatorial­ ebene C und einer dazu parallelen Ebene durch das äußerste Ende D der Schulternut begrenzt. Weiter ist die Erstreckung radial nach innen von der Außenseite der Karkasse begrenzt, und die Erstreckung radial nach außen natürlicherweise durch die Außenfläche des Laufstreifengummis. Weiter ist die Um­ fangserstreckung durch die Nutseitenwände und deren radiale Erstreckung nach innen gemaß Fig. 2 begrenzt.

Falls das Volumen S geringer als das 0,8fache des Differenz­ volumens SO ist, wird der Strom erweichten Gummis von den Nutabschnitten zu den Blockabschnitten während des Vulkani­ sierens in der Form sehr groß sein, und in den Blockabschnit­ ten wird eine radial nach außen gerichtete Verformung des Gürtels gemäß Fig. 6 auftreten.

Wenn das Volumen S jedoch mehr als das 1,2fache der Volumen­ differenz SO beträgt, wird der Rückstrom des erweichten Gummis von den Blockabschnitten zu den Nutteilen recht groß, und es ergibt sich im Gegensatz zu dem vorigen Fall eine De­ formation des Gürtels radial nach außen an den Nutgebieten.

Die Einschnitte können durch Eindrücken eines extrudierten Rohgummistreifens mit gleichförmigem Querschnitt ausgebildet werden oder durch Abschneiden der entsprechenden Stücke eines extrudierten Rohgummistreifens, oder durch Einformen von Gummimaterial in eine Form, die dem Laufstreifenband 14 nach Fig. 5 entspricht.

Es hat sich bestätigt, daß der Gürtel eines Radialreifens 1, der nach der Erfindung hergestellt wurde, eine geringere Wel­ lung aufwies, deren Amplitude weniger als 20% eines sonst identischen Reifens betrug, der nach üblicher Weise mit einem Gummiband gleichförmigen Querschnitts als Laufstreifen­ band gefertigt wurde.

Nach einem Lauftest von 80 km unter 100% der durch JATMA spe­ zifizierten Last zeigte sich, daß der Temperaturanstieg im Schulterbereich bei dem erfindungsgemäß gefertigten Radial­ reifen 5°C geringer war als in einem üblichen Reifen.

Wie bereits erklärt wurde, wird bei dem erfindungsgemäßen Herstellverfahren zur Ausbildung der Schulternuten ein Roh­ gummi-Laufstreifenband vorgesehen mit Einschnitten oder Ver­ tiefungen an den Stellen, an den im fertigen Reifen die Schulternuten sitzen, deren Volumen dem angegebenen Bereich liegt. Deswegen können nicht nur die Schulternuten genau aus­ gebildet werden, sondern es kann auch die Wellung der Gürtel­ lagen verhindert werden. Es verbessert sich die Laufstabi­ lität des fertigen Reifens, die Wärmeerzeugung im Fahrzu­ stand wird vermindert und die Gürtelkantenlösung wird verhin­ dert, und es ist auch die Standdauer des Laufstreifenab­ schnitts erhöht. Dazu kann noch das Aussehen des fertigen Reifens verbessert werden.

Claims (1)

1. Verfahren zum Herstellen eines Radialreifens mit einem Laufstreifen, in dessen Schulterbereichen (11) in Umfangsrichtung des Reifens voneinander beabstandete Schulternuten (12) vorgesehen werden, wobei zunächst ein Rohreifen-Hauptkörper (15) gebildet wird, dann auf den Umfang (16) des Rohreifen- Hauptkörpers (15) zur Bildung eines Rohreifens ein Rohgummi-Laufstreifenband (14) aufgelegt und schließlich der Rohreifen in einer Form zur Ausbildung der Schulternuten (12) vulkanisiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Vulkanisieren des Rohreifens Vertiefungen (4) in beiden Randbereichen des Rohgummi-Laufstreifenbandes (14) ausgebildet werden, wobei die Vertiefungen (4) in jedem der Randbereiche in longitudinaler Richtung des Laufstreifenbandes so voneinander beabstandet sind, daß sie an den Stellen, an denen Schulternuten (12) gebildet werden, positioniert sind, und daß das Volumen (S) jeder Vertiefung (4) in dem in dem Rohgummi-Laufstreifen so gewählt wird, daß es das 0,8- bis 1,2fache der Differenz (SO) der Gummivolumina (VB, VG) beträgt, die in einem Bereich von einer einen 3/8 Teil der Laufstreifenbreite (TW) vom Reifenäquator (C) entfernten Stelle (P) bis zum äußersten Ende (D) der Schulternut im fertiggestellten Reifen des Blockabschnitts (13) bzw. des Nutabschnitts (12) vorhanden sind.