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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen
eines Luftreifens, im Spezielleren auf ein Verfahren zum Herstellen
einer Laufflächenverstärkung, die
das Reifengewicht verringern kann.
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Im
Allgemeinen sind Radialreifen in dem Laufflächenabschnitt mit einem Breaker
versehen, um den Laufflächenabschnitt
zu verstärken.
Ferner ist, insbesondere im Fall einer Verwendung bei hohen Geschwindigkeiten,
ein Band an der radialen Außenseite
des Breakers angeordnet.
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Der
Breaker umfasst zwei gekreuzte Lagen von parallelen Korden, wobei
die Lagen derart übereinander
angeordnet sind, dass die Korde einer Lage kreuzweise zu der anderen
Lage liegen.
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Herkömmlicherweise
wird solch ein Breaker derart hergestellt, dass zuerst ein Streifen
von gummiertem, nicht gewebtem Kordgewebe gewickelt wird und dann
ein weiterer Streifen von gummiertem, nicht gewebtem Kordgewebe,
dessen Kordneigung kreuzweise ist, um die vorhergehende Wicklung
gewickelt wird. Wie in 7 gezeigt, besitzt jeder Streifen
eine konstante Breite La und eine Länge, die größer als die Umfangslänge des
Breakers ist, und die Umfangsenden eines jeden Streifens sind gespleißt, wie
in 8 gezeigt. Somit weist der Breaker zumindest zwei
Spleißungen
auf.
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Wenn
der gespleißte
Abschnitt dicker wird, verschlechtern sich die einheitliche Beschaffenheit
und Konizität
des Reifens und im Ergebnis besteht die Tendenz, dass Spurhaltigkeit,
Fahrkomfort und dergleichen verschlechtert werden. Üblicherweise
ist die Beschichtungsdicke (t) des Gummierungsgummis (g) in einem Bereich
von mehr als etwa 0,5 mm festge legt, um den Streifen als eine kontinuierliche
Bahn handhaben zu können.
Somit wird in dem anderen Abschnitt als den gespleißten Abschnitten
die Gesamtdicke (t0) von zwei gekreuzten Breakerlagen in etwa gleich
der Dicke des Kords × 2
+ der Beschichtungsdicke (t) × 4,
wie in 9 gezeigt. Dies macht es schwierig, das Reifengewicht
zu verringern.
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Die
offen gelegte japanische Patentanmeldung JP-A-5-16610 offenbart
die Verwendung eines Streifens aus zwei axial gewebten Kordgeweben
anstelle der oben erwähnten
zwei gekreuzten Lagen aus gummiertem, nicht gewebtem Kordgewebe.
In diesem Fall wird ein Kordabstand, der dem Kordabstand (d) des
herkömmlichen
Breakers entspricht, null und die Gesamtdicke des Breakers kann
demgemäß verringert
werden. Da aber die Korde einander im Wesentlichen in ihren Kreuzungen
berühren,
werden Sie durch das Pantograph-Phänomen, das die Laufflächenverformung
während
einer Fahrt begleitet, aneinander gerieben und somit besteht die
Tendenz, dass die Haltbarkeit abnimmt.
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Weitere
Verfahren zum Herstellen von Luftreifen, wobei Korde auf Trommeln
gelegt werden, sind aus den US-A-5 505 802, US-A-3 024 828, US-A-4 745 957 und US-A-3
721 599 bekannt.
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Es
ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Luftreifen
bereitzustellen, in dem das Reifengewicht effektiv verringert ist,
indem das Gewicht der Laufflächenverstärkungsstruktur
verringert ist, und der Schaden an den Korden durch Reiben verhindert
wird, um die Haltbarkeit zu verbessern, und ferner die einheitliche
Beschaffenheit, die Spurhaltigkeit, der Fahrkomfort und dergleichen
verbessert sind.
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Um
die oben erwähnten
Probleme zu lösen,
ist die Erfindung gemäß den Merkmalen
der unabhängigen
Ansprüche
1 und 7 definiert.
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Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung werden nun im Detail in Verbindung mit
den beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
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1 ist
eine Querschnittsansicht eines Luftreifens, der durch ein Verfahren
gemäß der vorliegenden Erfindung
hergestellt werden kann.
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2 ist
eine schematische perspektivische Ansicht eines zylindrischen Kordnetzes
für die
Laufflächenverstärkung.
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3 sind
Querschnittsansichten eines gummibeschichteten Kords zum Herstellen
der Laufflächenverstärkung.
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4 ist
eine vergrößerte perspektivische
Ansicht, die ein Beispiel des zylindrischen Kordnetzes zeigt.
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5 ist
eine vergrößerte perspektivische
Ansicht, die ein weiteres Beispiel des zylindrischen Kordnetzes
zeigt.
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6 ist
eine Querschnittsansicht von gummibeschichteten Korden, die zum
Herstellen der Laufflächenverstärkung zu
einem Band zusammengefasst sind.
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7 ist
eine Draufsicht eines Streifens aus gummiertem, nicht gewebtem Kordgewebe
zum Herstellen des herkömmlichen
Breakers.
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8 zeigt
den Streifen aus gummiertem, nicht gewebtem Kordgewebe, der gewickelt
und gespleißt ist.
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9 ist
eine vergrößerte Querschnittsansicht
des herkömmlichen
Breakers.
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Ein
Luftreifen 1 besitzt einen Laufflächenabschnitt 2, ein
Paar Seitenwandabschnitte 3 und ein Paar Wulstabschnitte 4.
Der Reifen 1 ist mit einer Karkasse 6, die sich
zwischen den Wulstabschnitten 4 und einer radial außerhalb
der Karkasse 6 in dem Laufflächenabschnitt 2 angeordneten
steifen Laufflächenverstärkung 7 erstreckt,
versehen.
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Die
Karkasse 6 umfasst zumindest eine Lage von radial unter
einem Winkel von 70 bis 90 Grad in Bezug auf den Reifenäquator angeordneten
Korden, die sich zwischen den Wulstabschnitten 4 durch
den Laufflächenabschnitt 2 und
die Seitenwandabschnitte 3 erstrecken und um den Wulstkern 5 in
jedem der Wulstabschnitte 4 von der Innenseite zu der Außenseite
des Reifens derart umgeschlagen sind, dass sie ein Paar Karkassumschläge 6B und
einen Karkasshauptabschnitt 6A dazwischen bilden. Zwischen
dem Karkasshauptabschnitt 6A und jedem Umschlag 6B ist
ein Wulstkernreitergummi 8, der sich von dem Wulstkern 5 radial
nach außen
erstreckt, angeordnet, der den Wulstabschnitt 4 verstärkt. Für die Karkassenkorde
werden geeigneterweise Korde aus organischen Fasern wie z. B. aus
Nylon, Polyester, Rayon und aromatischem Polyamid verwendet.
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Die
Laufflächenverstärkung 7 wird
aus einem zylindrischen Endloskordnetz 12 hergestellt.
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Das
Kordnetz 12 besteht aus einer ersten Anordnung 21 von
Korden 10, die in eine Richtung in Bezug auf den Reifenäquator geneigt
sind (nachfolgend die „ersten
Korde 11A"),
und einer zweiten Anordnung 22 von Korden 10,
die in eine Richtung in Bezug auf den Reifenäquator, die jener der ers ten
Anordnung 21 entgegengesetzt ist, geneigt sind (nachfolgend
die „zweiten
Korde 11B").
Der Neigungswinkel (alpha1) der ersten Korde 11A und der
Neigungswinkel (alpha1) der zweiten Korde 11B sind derselbe
Absolutwert in einem Bereich von 10 bis 35 Grad in Bezug auf den
Reifenäquator,
die Neigungen sind jedoch entgegengesetzt in Bezug auf den Reifenäquator.
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Das
zylindrische Kordnetz 12 wird unter Verwendung einer Trommel
D hergestellt, und zwar, indem ein einzelner Kord 10, der
mit Gummi G beschichtet ist (nachfolgend der „einzelne Kord"), oder eine Vielzahl (2
bis 11) von Korden 10, die in Gummi G eingebettet sind,
auf die Oberfläche
der Trommel D aufgebracht werden. Die Oberfläche der Trommel D kann zylindrisch
sein, üblicherweise
und vorzugsweise ist sie jedoch mit einem Profil in einer bestimmten
Form ähnlich
jener des fertigen Reifens versehen. Der Beschichtungsgummi G ist
vulkanisiert oder halb vulkanisiert.
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In
dieser Ausführungsform
wird das zylindrische Kordnetz 12 gebildet, indem die einzelnen
Korde 10 zu einem kontinuierlichen, kreisringförmigen Netz
gewebt werden, wie in 2 gezeigt, wobei die Korde,
die irgendwelche von den Korden kreuzen, sich zwischen der Außenseite
und Innenseite des gekreuzten Kords entlang seiner Länge abwechseln,
wie in 4 gezeigt.
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In
den Kreuzungen P zwischen den ersten Korden 11A und den
zweiten Korden 11B muss die Dicke T des Beschichtungsgummis
G in einem Bereich von 0,10 bis 0,40 mm, bevorzugter 0,15 bis 0,30
mm festgelegt sein, um einen direkten Kontakt zwischen den ersten
Korden 11A und zweiten Korden 11B zu verhindern. Wenn
die Dicke T kleiner als 0,10 mm ist, kann die Beschädigung des
Kords nicht verhindert werden. Wenn die Di cke T größer als
0,40 mm ist, wird es unmöglich,
eine Verringerung der Dicke der Laufflächenverstärkung 7 zu erreichen.
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In
den Kreuzungen P ist die Dicke des Kordnetzes verdoppelt, in dem
anderen Abschnitt liegen die ersten Korde 11A und zweiten
Korde 11B jedoch auf derselben Ebene. Daher entspricht
die Dicke des Kordnetzes der Dicke der Korde einschließlich des
Gummis G.
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In
dem Kordnetz 12 werden vorzugsweise Stahlkorde oder Korde
aus organischen Fasern mit einem hohen Modul wie z.B. aromatisches
Polyamid verwendet. In diesem Beispiel werden Stahlkorde verwendet.
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Im
Fall von Personenwagenreifen wird die Korddichte der Laufflächenverstärkung 7 wie
folgt bestimmt.
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In
Bezug auf jede der Kordanordnungen 21 oder 22 liegt
die Gesamtquerschnittsfläche
in mm2 der Korde 10, die in einer
Einheitsbreite von 50 mm (rechtwinklig zu der Kordrichtung) angeordnet
sind, in einem Bereich von 5,0 bis 12,0. Die Gesamtquerschnittsfläche kann
erhalten werden, indem die Kordzahl pro 50 mm Breite und die Querschnittsfläche in mm2 eines Kords multipliziert werden. Durch
Verwenden des Kordnetzes wird es möglich, die Gesamtquerschnittsfläche in einen
Bereich um das 2,5 bis 8,0-fache kleiner als der herkömmlichen
Breaker zu verringern.
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Es
ist wünschenswert,
das zylindrische Kordnetz 12 auf der Trommel halb zu vulkanisieren,
um eine Formbeständigkeitskraft
bereitzustellen. Um solch eine Halbvulkanisierung durchzuführen, kann
ein direktes Erhitzen, ein Erhitzen durch magnetische Induktion
oder dergleichen verwendet werden.
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5 zeigt
ein weiteres Beispiel des zylindrischen Kordnetzes 12.
In diesem Beispiel ist, anders als bei dem vorhergehenden Beispiel,
die zweite Kordanordnung 22 auf der ersten Kordanordnung 21 angeordnet, ohne
die Korde zu weben. In dem anderen Abschnitt, der nicht durch die
Kreuzungen P definiert ist, liegen die Korde 11A der ersten
Anordnung 21 und die Korde 11B der zweiten Anordnung 22 jedoch
auf derselben Ebene. Somit sind die Korde in den Kreuzungen P gekrümmt, um
einander zu binden, ähnlich
wie bei dem vorhergehenden Beispiel. In diesem Beispiel wird das
zylindrische Kordnetz 12 wie folgt gebildet. Zuerst werden
die oben erwähnten
einzelnen Korde auf die Trommel D nebeneinander aufgebracht, während sie
unter dem Neigungswinkel (alpha1) geneigt sind, um die erste Anordnung 21 der
Korde 11A zu bilden. Dann werden die einzelnen Korde nebeneinander
auf die erste Anordnung 21 um die Trommel D herum aufgebracht,
während
sie unter dem Neigungswinkel (alpha) geneigt sind, um die zweite
Kordanordnung 22 herzustellen. Daher sind, wie in 5 gezeigt,
die Korde, die irgendwelche von den Korden kreuzen, entweder die
Außenseite
oder die Innenseite des gekreuzten Kords entlang dessen Länge, im
Gegensatz zu dem in 4 gezeigten vorhergehenden Beispiel.
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Daher
besitzen die in 4 und 5 gezeigten
Kordnetze 12 im Gegensatz zu dem herkömmlichen Breaker, der zwei
Spleißungen
aufweist, keinen Stoß.
Demgemäß sind die
einheitliche Beschaffenheit und Konizität des Reifens verbessert und
der Fahrkomfort kann verbessert werden. In dem in 5 gezeigten
Beispiel und dem vorhergehenden in 4 gezeigten
Beispiel werden beim Herstellen des Kordnetzes 12 die ersten
Korde 11A und die zweiten Korde 11B zwischen die
Trommel D und eine biegsame Walze gepresst, um sie auf derselben
Ebene anzuordnen. Da die ersten und die zweiten Korde 11A und 11B miteinander
durch ihre gekrümmten
Abschnitte in den Kreuzungen P, die in 4 und 5 vergrößert gezeigt
sind, in Eingriff stehen, sind die Steifigkeit und die Umreifungswirkung
verbessert und die Spurhaltigkeit kann effektiv verbessert werden.
Ferner ist durch das Ineingrifftreten der Korde die Spannung auf
die Korde verteilt, wodurch die Schnelllaufhaltbarkeit verbessert
ist. Im Ergebnis wird es nicht notwendig, ein herkömmliches
Band an der radialen Außenseite
des Kordnetzes 12 anzuordnen, und eine weitere Gewichtsverringerung
ist möglich.
Da die Korde 11A und 11B in einem wesentlichen
Teil des Kordnetzes 12 auf derselben Ebene liegen, wird
die Restseitenführungskraft
null. Dank dieses Effekts kann ein einseitiges Schieben des Fahrzeugs
verhindert werden und die Spurhaltigkeit ist verbessert. Anders
als bei dem herkömmlichen
Breaker tritt ein Laufflächengummi 2G in
die Gitter des Kordnetzes 12 ein. Daher ist die Steifigkeit
des Laufflächenabschnitts 2 verbessert
und die Festigkeit gegen ein Loslösen dazwischen ist erhöht.
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In
der oben stehenden Beschreibung werden die einzelnen Korde verwendet,
um das Kordnetz 12 herzustellen. Anstelle der einzelnen
Korde kann jedoch eine Vielzahl von Bändern verwendet werden, wobei
eine Vielzahl (2 bis 11) von Korden 10 in Form eines Bandes
in dem Gummi G eingebettet ist, wie in 6 gezeigt. Die
Verwendung der Bänder
ist für
die Funktionseffizienz vorzuziehen.
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Um
einen einzelnen Kord oder eine Vielzahl von Korden mit Gummi zu
beschichten, wird solch ein Verfahren verwendet, in dem ein Kord
oder Korde, der/die durch die Düse
eines Kautschukextruders läuft/laufen, zusammen
mit Gummi gezogen wird/werden.
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Nachdem
das zylindrische Kordnetz 12 auf der Trommel D ausgebildet
wurde, wird der Laufflächengummi 2G auf
die Außenseite
des zylindrisches Kordnetzes 12 aufgebracht, während er
gegen das zylindrische Kordnetz 12 gepresst wird, um dadurch
eine kreisringförmige
Anordnung aus dem Laufflächengummi 2G und
der Laufflächenverstärkung 7 herzustellen.
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Andererseits
wird unter Verwendung einer Reifenaufbautrommel ein Hauptkörper des
Reifens ausgebildet. Ein Innerliner oder eine dünne Bahn aus luftundurchlässigem Gummi
wird um eine Reifenaufbautrommel herum gewickelt. Um die Karkasslage
herzustellen, wird darauf ein Streifen aus gummiertem, nicht gewebtem
Kordgewebe gewickelt. An der Außenseite
der zylindrisch gewickelten Karkasse werden die Wulstkerne 5 und
Wulstkernreiter 8 angeordnet. Die Ränder der Karkasse werden um
die Wulstkerne umgeschlagen und die Form der Karkasse ändert sich
von der zylindrischen zu einer ringförmigen Form, während zeitgerecht Gummiteile
wie ein Seitenwandgummi, ein als Abriebgummi bezeichneter Wulstgummi
und, falls vorhanden, eine Verstärkungskordschicht
aufgebracht werden. Dann werden der/die oben erwähnte Laufflächengummi und Verstärkungsanordnung
um diesen ringförmigen
Reifenhauptkörper
gelegt. Der solchermaßen
hergestellte Rohreifen wird in eine Heizform eingelegt und erhitzt,
um vulkanisiert zu werden.
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Vergleichstests
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Radialreifen
der Größe 165SR13
(Felgengröße 13 × 4,5) wurden
hergestellt und auf das einseitige Schieben, Haltbarkeit und Schnelllauf-Reifenhaltbarkeit
getestet. Die Testergebnisse und die Spezifikationen der Laufflächenverstärkungen
(herkömmlicher
Breaker) sind in Tabelle 1 gezeigt.
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Test zum einseitigen Schieben:
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Ein
japanischer, an allen Rädern
mit Testreifen versehener FF-Wagen mit 1600 cm3 wurde
100 Meter gerade gefahren, ohne das Lenkrad zu halten, und die Versetzung
des Wagens wurde gemessen. Der Durchschnittswert von fünfmaligen
Messungen ist in Tabelle 1 durch einen Index angegeben, der darauf
basiert, dass er bei dem herkömmlichen
Reifen gleich 100 ist. Je kleiner der Index ist, umso kleiner ist
die Versetzung.
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Haltbarkeitstest:
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Der
Testwagen fuhr hundert Mal Achterkurven (Radius 20 m) und danach
wurden die Brüche
der Korde gezählt.
Die Zahl ist in Tabelle 1 durch einen Index angegeben, der darauf
basiert, dass er bei dem herkömmlichen
Reifen gleich 100 ist. Je höher
der Index ist, umso höher
ist die Haltbarkeit.
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Schnelllauf-Reifenhaltbarkeitstest:
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Der
Test wurde unter Verwendung einer Reifentestwalze gemäß der ECE30-Norm
durchgeführt.
Die Fahrgeschwindigkeit des Testreifens wurde von 170 km/h alle
20 Minuten in Schritten von 10 km/h erhöht. Das Fahren wurde fortgesetzt,
bis der Reifen gebrochen war. In Tabelle 1 ist eine Geschwindigkeit
angegeben, die um eine Stufe niedriger als die Geschwindigkeit ist,
bei der der Reifen gebrochen ist. (Fülldruck: 265 kPa, Reifenbelastung:
380 kgf/cm2)
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Gewicht:
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Das
Gewicht des Kordnetzes und Breakers, bestehend aus zwei gekreuzten
Lagen, wurde gemessen und durch einen Index angegeben, der darauf
basiert, dass er bei dem Breaker gleich 100 ist.
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Die
Testergebnisse haben bestätigt,
dass das Gewicht deutlich verringert werden kann, während das einseitige
Schieben, die Haltbarkeit und Schnelllaufhaltbarkeit verbessert
sind.