DE60122460T2

DE60122460T2 - Kord/Gummi Band zur Herstellung eines Reifenbestandteils, Reifenbestandteil und Reifen

Info

Publication number: DE60122460T2
Application number: DE60122460T
Authority: DE
Inventors: c/o Sumitomo Rubber Ind. Ltd. Yoshikazu Kobe-shi Tanaka
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2000-12-20
Filing date: 2001-12-18
Publication date: 2007-02-22
Anticipated expiration: 2021-12-19
Also published as: EP1216852B1; EP1216852A3; JP3706540B2; US7055568B2; US20020084016A1; JP2002187219A; EP1216852A2; DE60122460D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein kordeingebettetes Kautschukband, das zu einer Reifenkomponente gewickelt wird, eine Reifenkomponente, die aus Wicklungen eines solchen Bandes hergestellt wird, und einen Luftreifen, der eine solche Reifenkomponente umfasst.
In den letzten Jahren wurde zum Zweck der Verringerung der Anlagenkosten und Produktionskosten und der Einrichtung eines flexiblen Fertigungssystems vorgeschlagen, Gummikomponenten (g) wie z. B. einen Laufflächengummi eines Luftreifens durch Wickeln eines unvulkanisierten Bandes (a) um eine Trommel (d) zu einer Zielform herzustellen, wie in 8 gezeigt. Ein unvulkanisiertes Band ist sehr weich und dehnt sich und reißt sehr leicht. Somit ist ein unvulkanisiertes Band schwierig zu handhaben. Wenn sich das Band während des Wickelns dehnt, sind die Wicklungen in Unordnung und die Maßgenauigkeit ist verringert. Wenn die Wicklungsgeschwindigkeit erhöht ist, treten solche Probleme oft auf. Somit ist es sehr schwierig, die Produktionseffizienz zu erhöhen.
Ein Band gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 ist aus der JP 11 020 405 A bekannt. Dieses Band ist mit Bandkorden versehen, die im Wesentlichen parallel in der Umfangsrichtung des Reifens angeordnet sind, während sich abwechselnd wiederholende, vorstehende Teile nach außen in der radialen Richtung des Reifens vorstehen und ausgesparte Teile nach innen in der radialen Richtung des Reifens vorstehen.
Die US 5 026 444 offenbart ein Verfahren zur Herstellung einer mit Fasern versehenen Polymerbahn und eines Kraftübertragungsriemens unter Verwendung dieser Bahnen. Der Riemen umfasst drei verschiedene Schichten, wobei die mittlere Schicht durch eine unvulkanisierte, mit Fa sern versehene Polymerbahn definiert ist, wobei die Längsachsen von Fasern im Wesentlichen parallel zu der Längsachse des Riemens angeordnet sind.
Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Kautschukband zur Herstellung von Reifenkomponenten bereitzustellen, in dem die oben erwähnten Nachteile durch Einbetten eines Kord in dem Band beseitigt sind.
Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Reifenkomponente bereitzustellen, die durch Wickeln des kordeingebetteten Kautschukbandes hergestellt wird.
Es ist noch ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Luftreifen bereitzustellen, der eine Reifenkomponente umfasst, die aus Wicklungen des kordeingebetteten Kautschukbandes hergestellt ist.
Diese Ziele werden durch die Merkmale der Ansprüche 1, 4 bzw. 5 erreicht.
Der Kord oder die Korde verhindert/n eine Dehnung des Bandes in der Längsrichtung und stellt/en einen Halt für den unvulkanisierten Kautschuk bereit.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun im Detail in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen:
1 eine Querschnittsansicht eines Luftreifens gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
2A eine Schnittansicht eines Beispiels des Bandes ist, das jedoch nicht gemäß der Erfindung ist;
2B eine Schnittansicht eines Beispiels des Bandes gemäß der Erfindung ist;
3A, 3B und 3C schematische Querschnittsansichten von Reifenkomponenten gemäß der vorliegenden Erfindung sind;
4 eine schematische, perspektivische Ansicht ist, die ein weiteres Beispiel der Reifenkomponente zeigt;
5 eine schematische Schnittansicht eines noch weiteren Beispiels der Reifenkomponente ist;
6 eine schematische Darstellung zur Erklärung einer Vorrichtung zur Herstellung des Bandes ist;
7 eine schematische Darstellung zur Erklärung eines weiteres Beispiels der Vorrichtung ist; und
8 eine Schnittansicht einer Reifengummikomponente ist, die durch Wickeln eines Kautschukbandes gemäß dem Stand der Technik gebildet ist.
In 1 ist ein Luftreifen 20 gemäß der vorliegenden Erfindung aus Reifenkomponenten 2, die Gummikomponenten 4 und kordverstärkte Komponenten 5 umfassen, gebildet.
Der Reifen 20 umfasst einen Laufflächenabschnitt 22, ein Paar Seitenwandabschnitte 23, ein Paar axial beabstandeter Wulstabschnitte 24 jeweils mit einem Wulstkern 25 darin, eine Karkasse 26, die sich zwischen den Wulstabschnitten 24 erstreckt, und einen Gürtel, der radial außerhalb der Karkasse in dem Laufflächenabschnitt angeordnet ist. Der Gürtel umfasst einen Breaker 27 und optional ein Band 10 außerhalb des Breakers 27.
Die Karkasse 26 umfasst eine Lage von Karkassenkorden, die radial unter einem Winkel in einem Bereich von 70 bis 90 Grad in Bezug auf den Reifenäquator angeordnet sind und die sich zwischen den Wulstabschnitten 24 durch den Laufflächenabschnitt 22 und Seitenwandabschnitte 23 erstrecken und um den Wulstkern 25 in jedem Wulstabschnitt 24 umgeschlagen sind.
Der Breaker 27 umfasst zwei gekreuzte Lagen 27A und 27B von parallelen Korden, die unter einem Winkel von 10 bis 35 Grad in Bezug auf den Reifenäquator angeordnet sind.
Als Karkassenkorde und Breakerkorde können Korde aus organischen Fasern, z. B. Nylon, Polyester, Rayon und aromatischem Polyamid und dergleichen, sowie Stahlkorde verwendet werden.
Die kordverstärkten Komponenten 5 umfassen zumindest die Karkasse 26 und den Breaker 27.
Die Gummikomponenten 4 umfassen einen radial äußeren Laufflächengummi G1 und einen radial inneren Laufflächen-Basisgummi G1A, die in dem Laufflächenabschnitt 22 angeordnet sind, einen Seitenwandgummi G2, der in jedem der Seitenwandabschnitte 23 angeordnet ist, einen Wulstbandgummi G3, der in jedem der Wulstabschnitte 24 angeordnet ist, und einen keilförmigen Breaker-Polstergummi G4, der zwischen jeder Kante des Breakers 27 und der Karkasse 26 angeordnet ist.
In dieser Ausführungsform ist der Laufflächen-Basisgummi G1A und ein axial innerer Teil des Seitenwandgummis G2 (hierin nachfolgend der „Seitenwand-Basisgummi G2A") jeweils durch Wickeln eines Bandes 1 gebildet.
Wie in den 2A und 2B gezeigt, ist das Band 1 aus einem unvulkanisierten Kautschuk 6 hergestellt, in dem mindestens ein, aber höchstens drei Kord/e 7 entlang der Länge davon eingebettet ist/sind.
In 2A, die ein Vergleichsbeispiel des Bandes 1 zeigt, ist die Dicke TA des Bandes 1 konstant über die gesamte Bandbreite und größer als die Korddicke T1.
In 2B, die ein Beispiel des Bandes 1 zeigt, ist die Dicke TA des Bandes 1 in der Position des Kords groß genug, um den Kord vollständig zu bedecken. Der übrige, größte Teil weist allerdings eine konstante Dicke von nicht mehr als der Korddicke T1 auf.
Das Band 1 wird um eine Trommel (d) zu einer vorbestimmten Ziel-Querschnittsform K gewickelt, um eine Rohreifenkomponente zu bilden, die verwendet wird, um einen Rohreifen herzustellen.
Beispielsweise ist in dem Fall des Laufflächen-Basisgummis G1A, wie in 3A gezeigt, die Ziel-Querschnittsform K derart, dass die Kantenabschnitte verjüngt sind, der Hauptabschnitt dazwischen jedoch im Wesentlichen eine konstante Dicke aufweist.
Um den Unterschied der tatsächlichen Querschnittsform der Wicklungen von der Zielform K zu verringern wird bevorzugt, dass die Dicke TA des anderen Abschnitts als der Kordposition in einem Bereich von 0,5 bis 1,5 mm liegt. Die Breite WA des Bandes 1 kann in einem Bereich von 10 bis 30 mm festgelegt sein.
Die wichtige Hauptfunktion des/der Kords/Korde besteht in der Verstärkung des Bandes selbst, um eine Maßbeständigkeit in seiner Längsrichtung bereitzustellen, und darin, das sehr dünne unvulkanisierte Kautschukband der Trommel stabil zuzuführen. Es wird jedoch auch bevorzugt, den/die Kord/e mit einer zusätzlichen Funktion zur Verstärkung der Reifenkomponente zu versehen.
Im Hinblick auf die Hauptfunktion können verschiedene Materialen, verschiedene Größen und verschiedene Querschnittsformen wie z. B. kreisförmig und oval verwendet werden, solange die Reißfestigkeit des/der Kords/Korde 7 mindestens 1000 kgf/cm² beträgt.
Im Hinblick auf die zusätzliche Funktion wird bevorzugt, dass der Kord 7 mit einer Reißfestigkeit von mehr als etwa 9000 kgf/cm² und einem Durchmesser D von 0,5 bis 1,0 mm verwendet wird, um eine Reifenleistung, ein Reifengewicht und eine Reifenproduktionseffizienz zu verbessern.
Für die Korde 7 können Korde aus organischen Fasern, z. B. Nylon, Polyester, Rayon, aromatischem Polyamid, Baumwollgarn und dergleichen verwendet werden.
Die Gesamtbreite W1 des/der Kords/Korde 7 ist in einem Bereich des 1/100- bis 1/2-fachen der Breite WA des Bandes 1 festgelegt. Die Ge samtbreite W1 ist das Produkt einer Kordbreite Wa und der Kordzahl. (Üblicherweise ist, da der Kord eine kreisförmige Querschnittsform aufweist, die Kordbreite Wa gleich der oben erwähnten Dicke T1.) In dem Fall des Laufflächen-Basisgummis G1A wird vorzugsweise ein Kord aus organischen Fasern wie z. B. Nylonkorde als Kord 7 verwendet.
In dem Fall von 3A betragen die Wicklungsteilungen P etwa das 1/3-fache der Breite WA des Bandes 1. Infolgedessen wird der dreischichtige Hauptabschnitt mit einer Dicke T von etwa dem 3-fachen der Dicke TA des Bandes 1 gebildet.
In dem Fall von 3B beträgt, da die Wicklungsteilungen P etwa das 1/4-fache der Breite WA betragen, die Dicke T etwa das 4-fache der Dicke TA.
In 3C wird, da die Wicklungsteilungen P etwa das 1/2-fache der Breite WA betragen, die Dicke T etwa das 2-fache der Dicke TA.
In jedem Fall wird eine spiralförmige Kordstruktur 10, die als ein Laufflächenband dient, gleichzeitig in dem Laufflächen-Basisgummi G1A gebildet.
Wie oben stehend erklärt, können die Querschnittsform und Dicke T der Reifenkomponente und die Kordteilungen CP der spiralförmigen Kordstruktur 10 einfach durch Ändern der Wicklungsteilungen P, der Bandbreite WA und der Banddicke TA gesteuert werden.
In dem Fall des Laufflächen-Basisgummis G1A wird auch bevorzugt, dass der unvulkanisierte Kautschuk 6 des Bandes 1 Kurzfasern 11 aufweist, die darin verstreut sind und die in der Längsrichtung des Bandes orientiert sind.
Für die Kurzfasern 11 können organische Fasern, z. B Nylon, Polyester, Rayon, Vinylon, aromatisches Polyamid, Baumwolle, Celluloseharz, kristallines Polybutadien und dergleichen, Metallfasern oder Whisker, z. B. Borlegierungen, Glasfasern und dergleichen, allein oder in Kombination verwendet werden.
Mit Hilfe der Kurzfasern 11, die in der Reifenumfangsrichtung orientiert sind, können die Spurhaltigkeit und Haltbarkeit des Reifens verbessert werden. Ferner kann der Einschluss von Kurzfasern 11 dazu beitragen, die Bandzufuhrgeschwindigkeit und -wickelgeschwindigkeit zu erhöhen, die Maßgenauigkeit zu verbessern und den Bandbeförderungsmechanismus weiter zu vereinfachen.
4 zeigt den oben erwähnten Seitenwand-Basisgummi G2A, der durch spiralförmiges Wickeln eines Bandes 1 auf die axial äußere Fläche der Karkasse 26 gebildet ist, die in einem Reifenherstellungsprozess von einer zylindrischen Form zu einer toroidalen Form verändert wurde.
Der Seitenwand-Basisgummi G2A in diesem Beispiel ist relativ dünn im Vergleich mit dem Laufflächen-Basisgummi G1A. Somit wird ein Band 1, dessen Dicke beinahe gleich der des Seitenwand-Basisgummis G2A ist, ohne gegenseitiges Überlappen gewickelt und die Wicklungen stoßen stumpf aneinander. Es ist jedoch auch möglich, die Wicklungen durch Verwendung eines dünneren Bandes zu überlappen.
Des Weiteren ist ein Verschleißschicht-Seitenwandgummi G2B, der eine breite Bahn aus Seitenwandgummimischung ist, auf die axial äußere Sei te des Seitenwand-Basisgummis G2A als axial äußerster Teil des Seitenwandgummis G2 aufgebracht.
Durch den/die Kord/e 7 und Kurzfasern 11 (falls wie oben stehend verwendet) ist eine Seitenwandsteifigkeit erhöht, um die Manövrierbarkeit, die Stabilität bei hoher Geschwindigkeit und dergleichen zu verbessern, ohne den Fahrkomfort zu verschlechtern, was zu einer Reifengewichtsreduktion beitragen kann.
Die oben erwähnten Kautschukbänder 1 können verwendet werden, um ein Band 10 herzustellen, das an der radialen Außenseite des Breakers 27 angeordnet ist. In 5 ist das Band 10 durch Wickeln eines Bandes 1 bei variablen Kordteilungen CP gebildet. An den Kantenabschnitten des Breakers sind die Kordteilungen CP1 kleiner als die Bandbreite WA, in dem zentralen Abschnitt sind die Kordteilungen CP2 im Wesentlichen jedoch gleich der oder etwas kleiner als die Bandbreite WA. In dem zentralen Abschnitt stoßen die Wicklungen stumpf aneinander oder überlappen ein wenig. Wenn das Band 1 gewickelt wird, wobei Räume zwischen den Wicklungen freigelassen werden, besteht die Tendenz, dass Luft darin eingeschlossen wird, und überdies wird die Umreifungskraft in der axialen Richtung ungleichmäßig.
Die 6 und 7 zeigen jeweils eine Vorrichtung zur Herstellung des Bandes 1.
In 6 umfasst die Vorrichtung einen Kautschuk-Schneckenextruder 30, ein Paar Kalanderwalzen 32, die in der Nähe des Kopfes des Extruders 30 angeordnet sind, eine Kordrolle 33, die an der Rückseite des Extruders 30 angeordnet ist, und eine Zugwalze 33 für das Band, die auf der unterstromigen Seite der Kalanderwalzen 32 angeordnet ist.
Der von der Kordrolle 33 zugeführte Kord 7 wird durch den Hauptteil 31 des Extruders 30, eine Durchgangsbohrung 31A, die sich entlang einer Schneckenachse erstreckt, den Kopf und eine Düse 31B und einen Spalt zwischen der Kalanderwalze 32 ausgezogen. Gleichzeitig wird der unvulkanisierte Kautschuk 6 extrudiert und zu dem Band mit der vorbestimmten Dicke TA und Breite WA gewalzt.
In 7 umfasst die Vorrichtung einen Kautschukextruder 30, ein Paar Kalanderwalzen 32, die nahe dem Kopf des Extruders 30 angeordnet sind, eine Kordrolle 33, eine Führungsrolle 34 für den Kord 7 und eine Zugwalze 33 für das Band auf der unterstromigen Seite der Kalanderwalze 32. In diesem Beispiel wird der Kord 7 durch die Kalanderwalzen 32 ausgezogen, ohne durch das Innere des Extruders 30 zu gelangen, und gleichzeitig wird der unvulkanisierte Kautschuk 6 extrudiert und zu dem Band gewalzt. In diesem Fall wird es einfacher als in dem vorigen Beispiel sein, eine Vielzahl von Korden in dem extrudierten, unvulkanisierten Kautschuk einzubetten.
Wie oben stehend beschrieben weist das unvulkanisierte Kautschukband gemäß der vorliegenden Erfindung mindestens einen darin eingebetteten Kord auf. Daher ist die Maßbeständigkeit und Festigkeit des Bandes insbesondere in der Längsrichtung stark verbessert und die Handhabungseigenschaften sind verbessert. Im Ergebnis können die Bandbeförderungs- oder -zufuhrgeschwindigkeit und -wickelgeschwindigkeit erhöht werden. Des Weiteren wird es möglich, eine Vereinfachung des Bandzufuhrmechanismus voranzutreiben. In dem Luftreifen gemäß der vorliegenden Erfindung sind Reifenkomponenten wie z. B. der Laufflächen-Basisgummi, der Seitenwand-Basisgummi und das Laufflächenband aus Wicklungen des Bandes hergestellt. Demgemäß sind die Reifenkomponenten selbst durch den/die Kord/e in dem Band verstärkt, wodurch es überflüssig wird, zu sätzliche verstärkende Kordschichten vorzusehen, oder es möglich wird, solche Schichten zu verringern. Es ist auch möglich, das Reifengewicht und die Reifenleistung zu verbessern. Mit der vorliegenden Erfindung können daher die Anlagen- und Produktionskosten wirksam reduziert werden.

Claims

Band, aus unvulkanisiertem Kautschuk hergestellt, das zu einer Reifenkomponente zu wickeln ist, wobei mindestens ein Kord (7) entlang der Länge der Korde eingebettet ist, wobei die Anzahl des mindestens einen Kords (7) höchstens drei beträgt, und eine Gesamtbreite (W1) des mindestens einen Kords (7) in Richtung der Breite des Bandes im Bereich vom 1/100- bis 1/2-fachen der Breite (WA1) des Bandes liegt, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke (TA) des Bandes (1) in der Position des Kordes (7) groß genug ist, um den Kord (7) vollständig zu bedecken, aber der übrige Teil eine konstante Dicke von nicht mehr als der Korddicke (T1) aufweist.
Band nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Kord (7) einen Durchmesser (D) in einem Bereich von 0,3 bis 1,5 mm aufweist, wobei die Breite (WA) des Bandes in einem Bereich von 10 bis 30 mm liegt, und die Dicke (T) des Bandes in einem Bereich von 0,5 bis 1,5 mm liegt, wenn in einem anderen Abschnitt als der Kordposition gemessen wird.
Band nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in dem unvulkanisierten Kautschuk Kurzfasern vorgesehen sind, und dass die Kurzfasern in der Längsrichtung des Bandes orientiert sind.
Reifenkomponente, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus Wicklungen eines Bandes nach Anspruch 1, 2 oder 3 hergestellt ist.
Luftreifen, gekennzeichnet durch eine Reifenkomponente, die aus Wicklungen eines Bandes nach Anspruch 1, 2 oder 3 hergestellt ist.