DE60102370T2

DE60102370T2 - Eine erste stufe bildende trommel zur herstellung eines mit notlaufeigenschaften versehenen luftreifens und verfahren zu deren verwendung

Info

Publication number: DE60102370T2
Application number: DE60102370T
Authority: DE
Inventors: M. James KIRBY
Original assignee: Bridgestone Americas Tire Operations LLC
Current assignee: Bridgestone Americas Tire Operations LLC
Priority date: 2000-05-12
Filing date: 2001-05-02
Publication date: 2004-07-29
Anticipated expiration: 2021-05-03
Also published as: DE60102370D1; JP4777585B2; EP1280672B1; US6488797B1; WO2001085475A1; EP1280672A1; JP2003532566A; WO2001085475A8

Description

Die Erfindung betrifft eine Reifenaufbautrommel und ein Verfahren zum Aufbauen einer Unterbaulagenkarkasse für einen Notlaufreifen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. nach Anspruch 11.
Eine derartige Trommel und Verfahren sind aus der WO 98154008-A bekannt.
HINTERGRUNDINFORMATION
Verschiedenartige Reifenkonstruktionen sind über die Jahre entwickelt worden, damit ein Reifen im aufgeblasenen oder nicht-aufgeblasenen Zustand für eine verlängerte Zeitspanne und bei relativ hohen Geschwindigkeiten laufen kann, so z. B. nachdem er durchbohrt worden ist und Druckluft verloren hat. Dieses ermöglicht dem Kraftfahrzeugbetreiber das Kraftfahrzeug sicher an eine geeignete Stelle zur Reparatur oder zum Ersatz des durchbohrten Reifens zu fahren. Einige dieser Sicherheitsreifen, die man als „Notlaufreifen" bezeichnet, sind für gewisse Anwendungszwecke und für gewisse Arten von Reifenkonstruktionen erfolgreich. Die meisten dieser Notlaufreifen erzielen ihre Notlauffähigkeiten durch Einsatz von Verstärkungsschichten oder sichelförmigen Glieder eines relativ steifen elastomeren Materials in den Seitenwänden des Reifens, die dem Reifen das Tragen des Kraftfahrzeuggewichtes sogar bei einem vollständigen Verlust des inneren Luftdrucks ermöglichen. Beispiele derartiger Seitenwandeinsätze werden in den US-Patenten mit folgenden Nummern gezeigt: 3, 911, 987; 3, 949, 798; 3, 954, 131; 4, 067, 372; 4,202,393; 4,203,481; 4,261,405; 4,265,288; 4,287,924; 4, 365, 659; 4, 917, 164 und 4, 929, 684.
Probleme haben sich jedoch bei der Herstellung solcher Notlaufreifen entwickelt, die Seitenwandeinsätze besitzen, wenn übliche Fabrikationsausrüstungen und Techniken verwendet werden, und zwar aufgrund der besonderen Vorsicht, die man walten lassen muss, um zu verhindern, dass Luft zwischen den nicht gehärteten Reifenkomponenten eingeschlossen wird und unwünschenswerte Beulen und Vorsprünge im Reifen erzeugt werden, ohne dass die Kosten der Reifenherstellung übermäßig ansteigen. Dieses Problem wurde erkannt und versucht durch Ausbildung von beabstandeten Vertiefungen in einer besonders aufgebauten Reifenaufbautrommel zu lösen, die das ungehärtete Material zur Ausbildung der Seitenwandeinsätze aufnimmt, wie es im US-Patent Nr. 5,591,288 gezeigt wird. Dieses erfordert jedoch, dass man eine spezielle Trommel zur Aufnahme der Gummieinsätze konstruiert und ist auf eine besondere Größe des dadurch hergestellten Reifens aufgrund der Größe und der Stellung der Ausnehmungen beschränkt, in die die Einsätze eingebaut werden. Falls die Einsätze also größer als die Nuten sind, springen sie aus den Nuten heraus und erzeugen ein Einheitlichkeitsproblem.
ZUSAMMNFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung schafft eine erste Stufe bildende Trommel zur Herstellung eines mit Notlaufeigenschaften versehenen Luftreifens und Verfahren unter Verwendung eines Abstandsstücks oder Balges, der im Zentrum einer üblichen Reifenaufbautrommel befestigt ist, wobei das Abstandsstück die gleiche Breite besitzt, wie die Entfernung zwischen den Innenkanten der innen- und außenliegenden Seitenwand Gummieinsätze eines Notlaufreifens und eine Höhe, die der gleicht, die der Gummieinsatz an seinem dicksten Punkt besitzt.
Die Reifenaufbautrommel der vorliegenden Erfindung ermöglicht das Aufbauen einer einheitlichen ersten Stufe bildenden Reifenkarkasse, die frei von Unterbrechungen durch die Seitenwandeinsätze ist, und die eine relativ glatte Aufbaukontur zur Aufnahme der weiteren Reifenkomponenten besitzt.
Die erfindungsgemäße Reifenaufbautrommel ermöglicht, dass der Innerliner oder das Futter radial innen liegend oder außen liegend von den Seitenwandeinsätzen platziert wird, ohne dass der Aufbau der Reifenaufbautrommel verändert werden muss und ohne spezielle Zusammenbauverfahrensweisen.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung umfasst das Ausbilden des Abstandsbalges in der gleichen Anzahl bogenförmiger Segmente wie die expandierbare Reifenaufbautrommel, so dass sie damit kompatibel ist, und wobei die Abstandssegmente aus einem starren, leichtgewichtigen Material, wie z. B. Polyurethan, ausgebildet werden können.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung liegt darin, dass man eine erststufige Unterbaulage aufbaut, ohne dass Luft zwischen den Lagen und Einsätzen eingeschlossen wird, und ohne dadurch hervorgerufene Stoßvorsprünge.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, dass man der erststufigen Reifenaufbautrommel ermöglicht, verschiedene Größen von Notlauf reifen aufzubauen, die verschiedene Größen von Seitenwandeinsätzen besitzen, indem die Axiallänge und Höhe des Abstandsbalges verändert wird, der auf der Reifenaufbautrommel platziert wird, und ohne das Herstellungsverfahren der erststufigen Unterbaulagenkarkasse zu verändern.
Die vorstehenden Vorteile, die Konstruktion und der Betrieb der vorliegenden Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen hervor.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung, die die besten Arten und Weisen aufzeigen, in der sich der Patentinhaber die Anwendungen der Prinzipien vorstellt, werden in der folgenden Beschreibung aufgezeigt und in den Zeichnungen gezeigt, wobei insbesondere und vorherrschend auf die anhängenden Ansprüche hingewiesen wird.
Es zeigt:
1 eine generell schematische Seitenansicht einer vorbekannten erststufigen Reifenaufbautrommel in einer zusammengezogenen Position;
2 eine schematische Seitenansicht, ähnlich zur 1, der verbesserten Reifenaufbautrommel, die ein mittiges Abstandsstück bildet, das darauf befestigt ist, wobei die Trommel und das Abstandsstück in einer auseinander gezogenen Position sind;
3 eine vergrößerte fragmentäre Ansicht der Reifenaufbautrommel der 2 mit den Notlaufreifeneinsatzsegmenten, Innerliner und der darauf platzierten Unterbaulage, im Schnitt gezeigt;
4 eine Ansicht ähnlich zur 3, die die Reifenaufbautrommel und das Abstandsstück in expandierter Position zeigt, wobei die Wulste darauf platziert sind;
5 eine schematische Endansicht von einem der Reifenaufbautrommelsegmente und Abstandssegmente, die von der Reifenaufbautrommel der 2 entfernt sind;
6 eine zur 3 ähnliche Ansicht, die eine modifizierte Anordnung der Reifeneinsatzsegmente, Innerliner und erste Unterbaulage zeigt, die auf der Reifenaufbautrommel platziert sind;
7 einen Schnitt eines Notlaufreifens, der durch die Reifenaufbautrommel und die in 3 gezeigte Reifenkarkasse hergestellt worden ist; und
8 einen Schnitt eines Notlaufreifens, mit der in 6 gezeigten Reifenunterbauanordnung.
Gleiche Bezugszeichen beziehen sich in sämtlichen Zeichnungen auf gleiche Teile.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
1 ist eine generell schematische Ansicht einer üblichen erststufigen Reifenaufbautrommel des Standes der Technik, die generell mit 1 bezeichnet ist. Die Trommel 1 wird durch eine Vielzahl bogenförmiger Segmente 2 gebildet, von denen 6 für die besondere Konstruktion der Trommel 1 der 1 gezeigt sind, die durch verschiedene gut bekannte Arten von Verbindungsmitteln (nicht gezeigt) verbunden sind, die den Segmenten ermöglichen, dass sie aus der zusammengezogenen Position der 1 in eine expandierbare Position nach außen expandiert werden können, wie sie in 2 gezeigt wird. Die besondere Konstruktion, der Trommelsegmente, der Verbindungen und die Expansionsmechanismen, sowie der Wulstringklammrnechanismus, sind im Stand der Technik gut bekannt, so dass sie deshalb nicht weiter im Detail beschrieben werden. Vorbekannte Beispiele von Reifenaufbautrommeln, in die die vorliegende Erfindung eingebaut werden kann, werden in den US-Patenten Nr. 4,402,783; 5,591,288; 4,229,246; 3,915,788; 4,108,707; 4,278,484 und 5,308,384 beschrieben.
Die erfindungsgemäße Aufbautrommel wird generell mit 5 bezeichnet und wird in den 2 bis 6 gezeigt. Die Trommel 5 ist ähnlich wie die vorbekannte, oben diskutierte Trommel 1, darin, dass sie eine Vielzahl gleicher expandierbarer Segmente 2 besitzt und durch eine übliche Welle 6 gedreht wird und einen geeigneten Expansionsmechanismus und Verbindungen besitzt, wie es schematisch durch die Stange 3 und den Verbindungsblock 4 (5) zum Expandieren der Trommel aus einer zusammengezogenen Position der 1 heraus zu einer expandierten Position gezeigt wird, wie es in 2 gezeigt ist.
Erfindungsgemäß wird ein Abstandsstück, das generell mit 7 bezeichnet ist, an der Mittellinie 8 der Reifenaufbautrommel angeordnet. In der besonderen Ausführungsform, die in den Zeichnungen gezeigt wird, besteht das Abstandsstück 7 aus sechs, vorteilhafterweise gleichen bogenförmigen Segmente 8, die gemeinsam das Abstandsstück 7 bilden. Die Segmente 8 können aus verschiedenen Metallen und aus einem Kunststoffmaterial, wie z. B. Polyurethan, gebildet werden, so dass dieselben leicht hergestellt, bearbeitet oder geformt werden können. Die Segmente 8 können auf einer Vielzahl von Trommelsegmenten 2 befestigt werden, die gemeinsam einen ebenen, zylindrischen Mittelteil 10 der Trommel ausbilden, unter Einsatz verschiedener Befestigungsarten, wie z. B. Bolzen oder Schrauben 9 (5), oder durch einen Kleber oder eine andere Art von Befestigungsmittel, damit sie in einer fi xierten Position an jedem der bogenförmigen Segmente 2 vorliegen. Jedes bogenförmige Segment umfasst eine glatte, bogenförmige Außenfläche 11, die in einem Paar zugespitzter bogenförmiger Kanten 12 endet. Das Abstandsstück 7 und insbesondere die bogenförmigen Segmente 8 besitzen eine Höhe T (5), die generell der maximalen Dicke der elastomeren Seitenwandeinsätze 5 gleicht, wie es insbesondere in den 3, 4 und 6 gezeigt ist. Die axiale Länge oder Breite W des Abstandsstücks 7 entspricht der Entfernung D (7 und 8) zwischen den Innenkanten 16 der innen- und außen liegenden Seitenwandeinsätze 15, wenn sie in die Seitenwände 18 eines üblichen Luftreifens 20 eingebaut sind. In Übereinstimmung mit einem der Hauptmerkmale der Erfindung bildet das Abstandsstück 7 ein Paar aneinandergrenzender zylindrischer ausgesparter Bereiche 22, die sich um die Trommel 5 erstrecken und eine Tiefe besitzen, die der Höhe T des Abstandsstücks 7 gleicht.
3 zeigt den Einsatz der Trommel 5 zum Formen einer erststufigen Reifenkarkasse. Ein Paar Seitenwandeinsätze 15 wird in die ausgesparten Bereiche 22 eingesetzt und erstreckt sich axial von den zugespitzten Kanten 12 entlang und umfangsmäßig um die Trommel herum. Die Einsätze 15 formen das Paar beabstandeter sichelförmiger ringförmiger Seitenwandverstärkung im fertigen Reifen, wie es in den 7 und 8 gezeigt wird. Als nächstes wird ein luftundurchlässiger Innerliner 23 in der üblichen Weise um die Trommel herumgelegt und erstreckt sich generell entlang einer vorbestimmten Axiallänge der Trommel. Als nächstes wird eine erste Unterbaulage 24, die üblicherweise Verstärkungscourts enthält, um den Innerliner 23 herumgelegt. Zusätzliche Unterbaulagen können über den Innerliner 23 gelegt werden, falls dieses gewünscht ist, obwohl lediglich einer in den 3 und 4 gezeigt ist. Als nächstes werden die Wulstringe 25 axial nach innen entlang und um die Trommel 5 herum bewegt, wobei sie letztendlich über den U-förmigen Ringnuten 26 positioniert werden, die die Wulst aufnehmenden Ausnehmungen bilden. Nachdem die oben beschriebenen Reifenkomponente auf der Trommel 5 in Position sind, wie es in 3 gezeigt wird, werden die Trommelsegmente nach außen expandiert, wie es durch die Pfeile A gezeigt wird. 4 bringt die Komponenten in einen festen Eingriff miteinander und schließt die Wulstringe 25 sicher innerhalb der Nuten 26 ein, wie es insbesondere in 4 gezeigt ist.
Die oberen Flächen 28 der elastomeren Einsätze 15 liegen in einer im wesentlichen flachen gemeinsamen Ebene mit der glatten oberen Fläche 11 des Abstandsstückes 7, wenn man im Querschnitt blickt. Dieses liefert eine relativ glatte, kontinuierliche ebene Ringfläche, die sich um die Trommel zwischen den Wulstringen 25 herum erstreckt, die die Bildung von Räumen zwischen den verschiedenartigen Komponenten und insbesondere mit den Seitenwandeinsätzen verhindert, die früher Luft eingeschlossen haben, was während der Vulkanisation Probleme hervorrief. Die äußeren Enden 29 und 30 des Innerliners 23 bzw. der Unterbaulage 24 werden danach um die Wulstringe 25 in einer gut bekannten Weise bei der Reifenherstellung umgeschlagen. Die Trommel wird danach zu einer zusammengezogenen Position zurückgezogen und die erste Unterbaulagenkarkasse, die mit 32 bezeichnet ist, wird danach von der Trommel zum weiteren Einbau in eine endgültige Reifenkonstruktion bei einer Reifenaufbautrommel der zweiten Stufe entfernt.
Um also eine erststufige Unterbaulagenkarkasse 32 auszubilden, liegt der Hauptunterschied gegenüber einer üblichen Reifenaufbauverfahrensweise in dem Platzieren von Einsätzen 15 in ausgesparte Bereiche 22, was eine generell glatte, kontinuierliche, ebene Unterbaulagenauflagefläche schafft, die sich entlang der überwiegenden Axialtrommellänge und umfangsmäßig um die Trommel herum erstreckt.
6 zeigt ein etwas modifiziertes Verfahren zum Ausbilden einer erststufigen Unterbaulagenkarkasse, die das Platzieren des Innerliners 23 auf der Trommelaufbaufläche umfasst, bevor die elastomeren Einsätze 15 in die ausgesparten Bereiche 22 eingesetzt werden. Die Dicke des Innerliners 23 ist so gering, dass sie den obersten Flächen 28 der Einsätze 15 noch ermöglicht, eine generell ebene, kontinuierliche Unterbaulagenauflagefläche über die hauptsächliche Axiallänge der Trommel 5 auszubilden.
Die 7 und 8 zeigen schematisch Notlaufreifen 20, die durch die Unterbaulagenkarkasse hergestellt worden sind, die in den 3 bis 4 bzw. 6 ausgebildet wurden. Wie in den 7 und 8 gezeigt, wird die Länge der elastomeren Einsätze 15 so gewählt, dass sie sich generell vom Schulterbereich des Reifens bis zum Wulstbereich erstreckt, wobei die Entfernung D zwischen den innen liegenden Enden 16 der Seitenwandeinsätze 15 der Axiallänge des Abstandsstücks 7 gleicht.
Zusammenfassend schafft das Abstandsstück 7, das gelagert oder auf verschiedene Weisen im Zentrum des zylindrischen Teils 10 einer üblichen expandierbaren Reifenaufbautrommel befestigt werden kann, ein Paar angrenzender ausgesparter Bereiche zur Aufnahme des Paares elastmorerer Einsätze, die die sichelförmigen Seitenwandeinsätze eines Notlaufreifens bilden. Das Abstandsstück 7 schafft in Kombination mit der Außenfläche der Einsätze 15 eine generell glatte, kontinuierliche Lagenaufnahmefläche, die sich über den Hauptteil der axialen Länge der Reifenaufbautrommel und umfangsmäßig um sie herum erstreckt, die in geeigneter Weise die Seitenwandeinsätze durch die ausgewählte Axiallänge des Abstandsstücks 7, sowie die gewünschte Dicke der Seitenwandeinsätze, die etwa der Höhe T des Abstandsstücks 7 gleicht, beabstandet. All dieses kann relativ leicht und preiswert erreicht werden, in dem das Abstandsstück 7 aus einer Vielzahl bogenförmiger Segmente gebildet wird, die durch verschiedene Arten von Befestigungsmitteln zu jedem der individuellen Segmente 2 einer üblichen expandierbaren segmentierten Reifenaufbautrommel befestigt sind. Während die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung beschrieben worden sind, ist die Erfindung hierauf nicht beschränkt. Die Ansprüche der Erfindung folgen.

Claims

Reifenaufbautrommel (5), die einen zylindrischen mittigen Teil besitzt, der durch eine Vielzahl nach außen expandierbarer Segmente (2) und ein Paar Wulst aufnehmender Bereiche gebildet wird, die an den mittigem Teil zum aufnehmen der Wulstringe (25) darauf nach außen gerichteter Expansion der Segmente (2) gebildet wird, wobei ein ringförmiges Abstandsstück (7) auf dem mittigen Teil der Trommel (5) befestigt ist und eine im wesentlichen glatte zylindrische Außenfläche (11) mit einem größeren Radius als ein Radius des zylindrischen mittigen Teils (10) der Trommel (5) besitzt und ein Paar beabstandeter ringförmiger ausgesparter Bereiche (22) angrenzend an das Abstandsstück (7) besitzt, um ein Paar elastomerer Einsätze (15) darauf aufzunehmen, wobei das ringförmige Abstandsstück (7) durch eine Vielzahl nach außen expandierbarer bogenförmiger Segmente (8) gebildet wird.
Reifenaufbautrommel nach Anspruch 1, bei der jeder Wulst aufnehmende Bereich eine generell U-förmige Ausnehmung (26) darstellt, die in den Segmenten (8) ausgebildet ist.
Reifenaufbautrommel nach Anspruch 1, bei dem jedes nach außen expandierbares Abstandsstück (7) zugespitzte Kanten (12) besitzt.
Reifenaufbautrommel nach Anspruch 1, einschließlich einer Welle (6) zum Drehen der Trommel (5).
Kombination einer Vielzahl von Reifenkomponenten, einschließlich eines Paares elastomerer Einsätze (15), eines Innerliners oder Futters (23) und mindestens einer Unterbaulage (24) zum Ausbilden einer erststufigen Reifenkarkasse (32) für einen Notlaufreifen, und eine Reifenaufbautrommel (5) nach Anspruch 1, wobei die Trommel (5) ein mittiges ringförmiges Abstandsstück (7) umfaßt, das eine glatte zylindrische Außenfläche (11) und ein Paar ausgesparter Flächen (22) angrenzend an das Abstandsstück (7) besitzt, wobei das Abstandsstück (7) eine Höhe besitzt, die im wesentlichen der Dicke der elastomeren Einsätze (15) gleicht, die auf den ausgesparten Flächen (22) befestigt sind, wobei die Einsätze (15) im wesentlichen glatte Außenflächen besitzen, die generell zu der Außenfläche des Abstandsstücks (7) ausgerichtet sind, um eine generell glatte kontinuierliche zylindrische Lagenauflegefläche zum Aufnehmen mindestens der Unterbaulage (24) darauf vorzusehen.
Kombination nach Anspruch 5, einschließlich eines Paares von Wulst (25) aufnehmenden Nuten (26), die in der Reifenaufbautrommel (5) außerhalb der ausgesparten Flächen (22) zum Aufnehmen der Wulste darin ausgebildet sind.
Kombination nach Anspruch 5, bei der der Innerliner zwischen der Unterbaulage (24) und der Lagenauflegefläche angeordnet ist, die durch die Außenfläche der elastomeren Einsätze (15) und der Außenfläche des mittigen Abstandsstücks (7) ausgebildet wird.
Kombination nach Anspruch 5, bei der das mittige Abstandsstück in einem Paar nach unten und außen sich zuspitzender Endkanten endet.
Kombination nach Anspruch 5, bei der der Innerliner zwischen den elastomeren Einsätzen (15) und dem beabstandeten Paar ausgesparter Trommelflächen angeordnet ist.
Kombination nach Anspruch 5, bei der die Trommel (5) eine Vielzahl bogenförmiger Segmente (8) umfaßt.
Verfahren zum Aufbauen einer Unterbaulagenkarkasse (32) für einen Notlaufreifen, einschließlich folgender Stufen: Vorsehen einer expandierbaren Reifenaufbautrommel (5), die ein ringförmiges Abstandsstück (7) besitzt, das eine glatte mittige äußere Zylinderfläche und ein Paar angrenzender ausgesparter Einsatz aufnehmender Bereiche angrenzend an das Abstandsstück (7) und ein Paar äußerer Wulst aufnehmender Bereiche besitzt, Einsetzen eines elastomeren Einsatzes (15), die jeweils einer generell glatte Außenfläche in jeder der ausgesparten Einsatz aufnehmenden Bereiche besitzen, wodurch die mittige äußere Zylinderfläche des Abstandsstücks und die Außenfläche des Einsatzpaares eine generell glatte kontinuierliche Lagen aufnehmende Fläche bilden, Einsetzen des Innerliners (23) über das Abstandsstück (7), die Einsatz aufnehmenden Bereiche und die Wulst aufnehmenden Bereiche, Einsetzen einer Unterbaulage (24) über den Innerliner (23) und die Lagen aufnehmende Fläche unter Ausbildung einer generell geraden glatten Unterbaulagenkarkasse (32), und Einsetzen eines Ringwulstes in jeden der Wulst aufnehmenden Bereiche auf einer Reifenaufbautrommel nach Anspruch 1.
Verfahren nach Anspruch 11, einschließlich der Stufe des Einsetzens des Innerliners (23) direkt in Kontakt mit der Lagen aufnehmenden Fläche.
Verfahren nach Anspruch 11, einschließlich der Stufe des Einsetzens des Innerliners zwischen die elastomeren Einsätze (15) und die ausgesparten Einsatz aufnehmenden Bereiche der Trommel (5) .
Verfahren nach Anspruch 11, einschließlich der Stufe des Vorsehens des Abstandsstücks (7) mit einer radialen Höhe, die im wesentlichen der maximalen Dicke des elastomeren Einsatzes (15) gleicht.
Verfahren nach Anspruch 11, einschließlich der Stufe des Vorsehens des Abstandsstücks (7) mit einer axialen Breite, die im wesentlichen der Entfernung zwischen den Innenkanten der elastomeren Einsätze (15) gleicht.
Verfahren nach Anspruch 11, einschließlich der Stufe des Expandierens der Trommel (5) radial nach außen, um die Wulste in den Wulst aufnehmenden Bereichen zu befestigen.