DE4030474A1

DE4030474A1 - Luftreifen und verfahren zu seiner herstellung

Info

Publication number: DE4030474A1
Application number: DE19904030474
Authority: DE
Inventors: Noboru Nagumo; Isamu Irie
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 1989-10-02
Filing date: 1990-09-26
Publication date: 1991-04-11
Also published as: JPH03118144A

Description

Die Erfindung betrifft einen Luftreifen, der ein hohes Maß an Gleichförmigkeit aufweist, sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung.

Beim Herstellen ringförmiger Luftreifen werden alle Bestandteile, nämlich die Karkasse, die auf der Innenseite der Karkasse befestigte Innenlage, die Seiten- und Laufflächenteile usw., die zusammen diesen Luftreifen bilden, aus einem bandähnlichen Material hergestellt. Diese bandähnlichen Materialien werden, mit anderen Worten, durch Verlappen und Verspleißen ihrer Enden in eine zylindrische Form gebracht. Diese überlappten und miteinander verspleißten Enden bilden einen dicken, stufenförmigen Abschnitt in der Umfangsrichtung des Reifens, der steifer ist als die übrigen Abschnitte. Es ist daher unvermeidlich, daß durch diesen Stufenabschnitt und durch den Unterschied in der Steifigkeit Schwankungen in den zyklischen Radialkräften (RFV) dann hervorgerufen werden, wenn der Reifen umläuft.

Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben erkannt, daß der verspleißte Abschnitt der Innenlage als eines der bandähnlichen Materialien, die den Reifen bilden, und die die oben erwähnten RFV hervorrufen, durch den Stufenabschnitt und die Unterschiede in den Steifigkeiten nicht nur einen Anstieg der RFV bewirkt, sondern auch ein Problem in bezug auf die Lebensdauer des Reifens darstellt. Im verspleißten Abschnitt wird nämlich ein Ablösen und/oder Brechen aufgrund eines Schmiermittels (grüne Innenfarbe) verursacht, des bei einer Innenlage verwendet wird, die die innere Schicht eines Reifens bildet, um ein Ankleben des Reifens bei seiner Herstellung zu vermeiden. Dieses Schmiermittel wird zwischen die Enden des bandähnlichen Materials für die Innenlage gebracht, wenn das bandähnliche Material so auf eine Formgebungstrommel aufgebracht wird, daß seine Enden sich überlappen und miteinander verspleißt werden. Das so zwischen die zu verspleißenden Abschnitte eingebrachte Schmiermittel verursacht eine Verformung dann, wenn der Reifen umläuft, und diese Verformung wiederum verursacht das oben erwähnte Abschälen und/oder Brechen im verspleißten Abschnitt. Zusätzlich wird oft eine Verschiebung der Karkassen-Fäden dadurch verursacht, daß sich Spannungen auf demjenigen Abschnitt der Karkasse konzentrieren, der dem verspleißten Abschnitt der Innenlage entspricht, und zwar dann, wenn der Rohreifen während der Vulkanisierungsverformung mit Hilfe eines Heizbalges in das Innere einer Form gehoben wird.

Es ist hiernach die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Luftreifen anzugeben, der keinen durch einen verspleißten Abschnitt der Innenlage hervorgerufenen Abfall an Gleichmäßigkeit aufweist und auch keine Verschlechterung der Lebensdauer durch ein Abschälen und/oder Brechen, das durch einen verspleißten Abschnitt der Innenlage hervorgerufen werden könnte.

Die Aufgabe besteht weiterhin darin, ein Verfahren zum Herstellen eines Luftreifens anzugeben, der keinen verspleißten Abschnitt der Innenlage aufweist, wo deren Enden sich einander überlappen.

Im einzelnen ist ein Luftreifen nach der vorliegenden Erfindung, der eine auf der Innenseite einer Karkasse aufgebrachte Innenlage sowie jeweils an dem Mittelabschnitt und den Seitenabschnitten der Karkasse angebrachte Lauf- und Seitenflächen hat, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenlage aus einem zylindrischen Körper eines Gummischlauches gebildet wird, der keine Verbindungsstellen in Umfangsrichtung aufweist.

Das Verfahren zum Herstellen eines Luftreifens nach der vorliegenden Erfindung ist durch die folgenden Schritte gekennzeichnet: Extrudieren eines Gummischlauches, der keine Verbindungsstellen in Umfangsrichtung aufweist, aus einem ringähnlichen, metallischen Extrusionskopf, Abschneiden des Gummischlauches in vorbestimmter Länge in seiner Längsrichtung, so daß ein zylindrischer Körper gebildet wird, Anordnen des zylindrischen Körpers auf einer Formgebungstrommel, Bilden eines zylindrischen Schichtkörpers durch Herumwickeln einer Karkasse auf der äußeren Umfangsfläche des zylindrischen Körpers, der dann eine Innenlage bildet, und Beschichten des Mittelabschnittes und der Seitenabschnitte des zylindrischen Schichtkörpers jeweils mit Lauf- und Seitenflächenteilen.

Die Innenlage ist vorzugsweise aus einem Gummi hergestellt, der ein hohes Maß an Luftundurchlässigkeit aufweist, wie z. B. Butylgummi.

Der Luftreifen nach der Erfindung weist auf diese Weise keinen überlappten und verspleißten Abschnitt in seiner Innenlage auf, wie es bei üblichen Luftreifen der Fall ist; dies wird durch Herstellen der Innenlage aus einem zylindrischen Körper eines Gummischlauches erreicht, der keine Verbindungsstellen in Umfangsrichtung hat und auf diese Weise ist es möglich, durch eine Verbesserung der Gleichmäßigkeit des Reifens die RFV zu vermindern. Da in der Innenlage kein verspleißter Abschnitt vorhanden ist, wird zusätzlich ein Abschälen und/oder Brechen verhindert, das in diesem verspleißten Abschnitt auftreten könnte, und dies dient dazu, daß die Lebensdauer des Reifens erhöht wird.

Anhand der beigefügten Zeichnungen wird nun beispielsweise ein Verfahren zum Herstellen eines Reifens nach der vorliegenden Erfindung im einzelnen beschrieben.

Fig. 1 bis 9 sind erläuternde Darstellungen, welche die aufeinanderfolgenden Schritte eines Verfahrens zum Herstellen eines Luftreifens nach der vorliegenden Erfindung zeigen;

Fig. 10 ist eine Querschnittansicht eines Luftreifens nach der vorliegenden Erfindung; und

Fig. 11 ist eine Querschnittansicht längs der Linie XI-XI in Fig. 10.

Als Ausgangsmaterial für die Innenlage wird Gummi verwendet, das einen hohen Grad an Luftundurchlässigkeit aufweist, wie z. B. Butylgummi, und dieses Material wird mit Hilfe einer Strangpresse zu einem Gummischlauch extrudiert, welcher keine Verbindungsstellen in Umfangsrichtung aufweist.

Die verwendete Strangpresse M ist beispielsweise so aufgebaut, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist. Ein ringähnlicher, metallischer Extrusionskopf 14 ist auf einem Extrusionsabschnitt 11 befestigt und innerhalb des metallischen Extrusionskopfes 14 sind zum Ausstoßen von Druckluft A erste und zweite Düsen 12 und 13 angeordnet. Aus dem ringähnlichen, metallischen Extrusionskopf 14 wird ein aus Butylgummi G bestehendes Material zu einem Gummischlauch 15 extrudiert, der keine Verbindungsstellen in Umfangsrichtung aufweist.

Dieser Gummischlauch 15 wird, in Längsrichtung gemessen, in vorbestimmten Längen abgeschnitten, um auf diese Weise einen zylindrischen Körper 16 für eine Innenlage zu bilden.

Auf die Innenseite des so vorbereiteten, zylindrischen Körpers 16 wird ein Schmiermittel (grüne Innenfarbe) angebracht und dieser zylindrische Körper 16 wird dann auf eine Formgebungstrommel 2 aufgebracht (Fig. 2) und dient nun als Innenlage 16a.

Um diese Innenlage 16a, die keine Verbindungsstellen in Umfangsrichtung hat, wird als nächstes eine Karkassen-Platte 17 herumgewickelt und diese Karkassen-Platte 17 wird an ihren, sich miteinander überlappenden Enden verspleißt, um auf diese Weise eine zylindrische Karkasse 18 zu bilden. Ein zylindrischer Schichtkörper 19 besteht hiernach aus der oben erwähnten Innenlage 16a und dieser Karkasse 18.

Die Stirnseiten des so aufgebauten, zylindrischen Schichtkörpers 19 werden dann verjüngt, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist, und auf diesen verjüngten Abschnitten 20 werden ringähnliche Wulstfüllungen 21 angebracht. Wie dies in Fig. 5 dargestellt ist, werden danach die jeweiligen Stirnseiten des zylindrischen Schichtkörpers 19 dadurch übergefaltet, daß die Ausdehnungswirkung von Umkehr-Heizbälgen 23 ausgenützt wird, wodurch ein Rohreifen 22 hergestellt wird. Die oben erwähnte Formgebungstrommel 2 hat Heizbälge 23 an ihren Seiten und die Stirnseiten des zylindrischen Schichtkörpers 19 werden durch eine Ausdehnung dieser Heizbälge 23 übergefaltet. Zusätzlich werden bandähnliche Seitenflächen 27 um die jeweiligen, übergefalteten Stirnseiten des zylindrischen Schichtkörpers 19 herumgelegt und die Enden der jeweiligen Seitenflächen 27 werden miteinander verspleißt.

Der so hergestellte Rohreifen 22 wird dann aus der Formgebungstrommel 2 zum Durchführen eines zweiten Formgebungsvorganges auf eine Formgebungstrommel 32 überführt (siehe Fig. 6).

Wenn der Rohreifen 22 auf einem Paar von linken und rechten Formgebungstrommeln 32, 32 angebracht ist, wie dies in Fig. 7 dargestellt ist, wird dieser Rohreifen 22 durch Ausdehnen der inneren Heizbälge 24 solange in radialer Richtung ausgedehnt, bis ein vorbestimmter Durchmesser erreicht ist, wobei sich die rechte und die linke Formgebungstrommel 32, 32 so bewegen, daß sie in axialer Richtung aufeinander zukommen.

Während die Enden der Seitenflächen 27 noch teilweise abstehen, wird eine bandähnliche Lauffläche 26, die an ihrer Innenseite mit einem Gürtel 25 beschichtet ist, um die Umfangsfläche des radial ausgedehnten Rohreifens herumgewickelt und die Enden der Lauffläche 26 werden dann miteinander verspleißt, um einen Zustand herzustellen, wie er in Fig. 8 dargestellt ist. Die Seitenteile der Lauffläche 26 werden dann dicht am Rohreifen 22 befestigt und die Endabschnitte der jeweiligen Seitenflächen 27 werden darauf fest angeordnet, so daß nun ein fertiger Rohreifen 28 hergestellt ist (Fig. 9) . Der fertige Rohreifen 28 wird dann von den Heizbälgen 24 abgenommen und in einen Vulkanisierungsschritt übertragen, wo der Rohreifen 28 mit Hilfe einer Form vulkanisiert wird.

Wie dies in Fig. 11 dargestellt ist, ist in einem Luftreifen nach der vorliegenden Erfindung, der mit Hilfe des oben beschriebenen Verfahrens hergestellt ist, kein verspleißter Abschnitt in der Innenlage 16a, in der deren Enden miteinander überlappt wären. Da der Luftreifen nach der vorliegenden Erfindung auf diese Weise keinen Stufenabschnitt und keine Unterschiede in der Steifigkeit aufweist, die durch den überlappten und verspleißten Abschnitt hervorgerufen wären, ist es möglich, die Unterschiede in den radialen Kräften (RFV) auszuschalten, was zu einer Verbesserung der Gleichförmigkeit des Reifens führt.

Da bei einem Luftreifen nach der obigen Erfindung, wie dies oben beschrieben ist, darüber hinaus in der Innenlage kein verspleißter Abschnitt besteht, in dem deren Enden sich einander überlappen, wird keine Verschiebung der Karkassen-Fäden dann hervorgerufen, wenn der Rohreifen durch die Heizbälge in die Form überführt wird, und dies dient ebenfalls dazu, die Gleichförmigkeit des Reifens zu verbessern. Da in der Innenlage kein sich überlappender und verspleißter Abschnitt vorhanden ist, tritt zusätzlich kein Abschälen und/oder Brechen auf, und zwar selbst dann nicht, wenn ein Schmiermittel (grüne Innenfarbe) auf die Innenseite des zylindrischen Körpers für die Innenlage dann aufgebracht wird, wenn der zylindrische Körper auf die Formtrommel aufgebracht wird, und dies dient weiter dazu, die Haltbarkeit des Reifens zu erhöhen.

Es wird nun ein Beispiel dargestellt.

Es wurden Messungen der Unterschiedlichkeit der Radialkräfte (RFV) und in der Haltbarkeit der jeweiligen Reifen durchgeführt, und zwar mit
10 Reifen nach der vorliegenden Erfindung, bei denen die Innenlage aus einem Gummischlauch besteht, der in Umfangsrichtung keine Verbindungsstellen hat, und
10 üblichen Reifen, bei denen die Innenlage aus Gummibändern besteht, deren Enden sich auf einer Strecke von 10 mm überlappen.

Die Reifen der zwei verschiedenen Bauarten hatten gemeinsam die Reifengröße 185/60 R14 und hatten einen identischen Aufbau mit Ausnahme des überlappten Abschnittes in der Innenlage, die bei den üblichen Reifen vorhanden war, nicht jedoch bei den Reifen nach der vorliegenden Erfindung.

1. Schwankungen der RFV: Meßbedingungen

a) verwendete Felge: 5 1/2 JJ (Normalfelge)
b) Belastung: 330 kg
c) Luftdruck: 2,0 kg/cm²
d) Umdrehungszahl: 60 U/min, Die Ergebnisse zeigten, daß die RFV der üblichen Reifen ungefähr 12 kg betrugen, während diejenigen der Reifen nach der vorliegenden Erfindung ungefähr 4 kg betrugen.

2. Haltbarkeit: Meßbedingungen

a) verwendete Felge: 5 1/2 JJ (Normalfelge)
b) Belastung: 570 kg
c) Luftdruck: 1,2 kg/cm²
d) Geschwindigkeit: 81 km/h
e) Laufstrecke: 8100 km (Dauerlauf in 100 Stunden).

Die Ergebnisse zeigen, daß in dem verspleißten Abschnitt der inneren Lage von jedem üblichen Reifen Brüche entdeckt wurden, während in den Reifen nach der vorliegenden Erfindung keine Brüche entdeckt wurden. Es steht folglich fest, daß der Reifen nach der vorliegenden Erfindung in bezug auf Gleichmäßigkeit und Haltbarkeit im Vergleich mit dem üblichen Reifen wesentlich verbessert ist.

Claims

1. Luftreifen mit einer Karkasse (18), deren Innenseite mit einer Innenlage (16a) beschichtet ist und deren Außenseite jeweils im Mittelabschnitt und an den Seitenabschnitten mit Lauf- und Seitenflächen (26, 27) beschichtet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenlage (16a) aus einem zylindrischen Körper (16) eines Gummischlauches (15) besteht, der in Umfangsrichtung keine Verbindungsstellen aufweist.

2. Luftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenlage (16a) aus einem Gummi besteht, das einen hohen Grad an Luftundurchlässigkeit aufweist.

3. Luftreifen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß des Gummi, das einen hohen Grad an Luftundurchlässigkeit aufweist, ein Butylgummi ist.

4. Verfahren zum Herstellen eines Luftreifens, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

- Extrudieren eines Gummischlauches (15) ohne Verbindungsstellen in Umfangsrichtung aus einem ringähnlichen, metallischen Extrusionskopf (11, 14),
- Abschneiden des Gummischlauches (15) in Längsrichtung in vorbestimmter Länge, um einen zylindrischen Körper (16) zu bilden,
- Anordnen des zylindrischen Körpers (16) auf einer Formgebungstrommel (2),
- Bilden eines zylindrischen Schichtkörpers (19) dadurch, daß eine Karkasse (17) auf der äußeren Umfangsfläche des zylindrischen Körpers (16) aufgewickelt wird, der nun die Innenlage (16a) bildet, und
- Beschichten des zylindrischen Schichtkörpers (19) jeweils in dem Mittelabschnitt und in den Seitenabschnitten mit Lauf- und Seitenflächen (26, 27).

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenlage (16a) aus einem Gummi besteht, der ein hohes Maß an Luftundurchlässigkeit aufweist.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Gummi, der ein hohes Maß an Luftundurchlässigkeit aufweist, ein Butylgummi ist.