DE60304974T2

DE60304974T2 - Selbstdichtender Luftreifen

Info

Publication number: DE60304974T2
Application number: DE60304974T
Authority: DE
Inventors: David Charles 44685 POLING; Susan Lynn 44216 DEEVERS; Samuel Patrick 44720 LANDERS
Original assignee: Goodyear Tire and Rubber Co
Current assignee: Goodyear Tire and Rubber Co
Priority date: 2002-12-06
Filing date: 2003-11-27
Publication date: 2007-03-15
Anticipated expiration: 2023-11-28
Also published as: EP1426201B1; US6915826B2; DE60304974D1; US20040108036A1; EP1426201A1

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Luftreifen mit einer durchstichabdichtenden Schicht. Spezifischer ist die vorliegende Erfindung auf einen Luftreifen gerichtet, in den eine durch Co-Extrudieren eines Dichtmaterials und eines Elastomermaterials gebildete Schicht eingearbeitet ist.
Hintergrund der Erfindung
Luftreifen mit Durchstichabdichteigenschaften sind in der Technik bekannt. Solche Reifen haben das Versehen des Reifens mit einem Streifen unvulkanisierten Kautschuks, der durchstichabdichtende Eigenschaften hat, oder das Einsetzen eines umhüllten oder eingekapselten Dichtmaterials zwischen kalanderten Lagen, das sich entweder in dem Reifen oder an der radial inneren Seite des Reifens befindet, beinhaltet.
Gleich welches Verfahren verwendet wird, wenn die Dichtmassenschicht nicht nachfolgend an das Vulkanisieren an der Innenseite des Reifens angebracht wird, so muss die Dichtmassenschicht wie eine konventionelle Reifenkomponente auf einer Reifenbautrommel in den Reifen eingebaut werden. Um das Dichtmaterial so handhaben zu können wie eine konventionelle Reifenkomponente, muss es über ausreichende Steifigkeit verfügen. Eine erhöhte Steifigkeit des Dichtmaterials führt jedoch zu einer erhöhten Viskosität des Materials, bis zu dem Punkt, wo das Material Durchstiche nicht effizient abdichtet.
Die vorliegende Erfindung ist auf ein Verfahren zum Bauen eines Reifens und einen durchstichabdichtenden Reifen, in den ein niedrigviskoses Dichtmaterial eingearbeitet ist, gerichtet.
US-A-4,286,643 offenbart einen Reifen gemäß der Einleitung von Anspruch 1 mit einer Innenisolierung und einer radial auswärts von der Innenisolierung befindlichen Dichtmassenschicht. Die Dichtmassenschicht umfasst eine Vielzahl von Dichtmassenröhren, wobei die Röhren eine Außenhaut und ein Inneres aus Dichtmaterial haben. DE-A-198 39 199 offenbart auch einen Reifen mit einer Dichtmassenschicht, die radial einwärts von der Innenisolierung gelegen und an der Innenseite der Innenisolierung durch eine an der Innenisolierung befestigte, in Umfangsrichtung verlaufende Folie fixiert ist. Die Dichtmassenschicht zwischen dieser Folie und der Innenisolierung kann durch Wände unterteilt sein.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist ein Aspekt dieser Erfindung, einen Luftreifen zu verschaffen, der eine Fähigkeit des Abdichtens gegen verschiedene durchsticherzeugende Objekte hat.
Es ist ein Luftreifen gemäß Anspruch 1 offenbart.
In einem Aspekt der Erfindung können die Dichtmassenröhren eine Vielfalt von Querschnittskonfigurationen aufweisen, einschließlich kreisförmig, rechteckig oder dreieckig. Der Querschnitt kann von jeder gewünschten Konfiguration sein, die das leichte Aufstapeln und Bilden benachbarter Schichten ermöglicht.
In einem anderen Aspekt ist die Dichtmassenschicht aus mehreren radial benachbarten Schichten von Dichtmassenröhren gebildet. Die Bildung von zumindest zwei bis fünf Schichten von Dichtmassenröhren wird bevorzugt.
In einem anderen Aspekt der Erfindung ist, um bei der Aushärtung der Dichtmassenschicht in dem Reifen zu helfen, die Außenhaut Elastomer und hat dieselbe Zusammensetzung wie die Innenisolierung des Reifens. Alternativ ist die Außenhaut Elastomer und kann dieselbe Zusammensetzung haben wie ein Elastomer, das die Karkassenschicht umfasst.
Es sind auch alternative Standorte für die Dichtmassenschicht offenbart: radial unter der Innenisolierung, zwischen der Innenisolierung und den benachbarten Karkassenlagen, oder zwischen einem Paar von Karkassenlagen.
Es sind auch Verfahren zum Formen der Röhren und der Schichten von Röhren offenbart. In einem Aspekt sind die Dichtmassenröhren spiralförmig aufgewickelt, um die Dichtmassenschicht entweder an der Reifenbautrommel oder einer separaten Trommel zu bilden. Alternativ können die Dichtmassenröhren von co-extrudierten Röhren benachbart zueinander geformt werden, um eine Platte aus Röhren zu bilden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird als Beispiel und unter Verweis auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, worin:
1 eine Querschnittsansicht eines Reifens mit einer Dichtmassenschicht, die keinen Teil der Erfindung darstellt, ist;
2 eine Ausführung der Dichtmassenschicht ist;
3 eine andere Ausführung eines Reifens mit einer Dichtmassenschicht ist; und
4 eine andere Ausführung der Dichtmassenschicht ist.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
In 1 ist ein Querschnitt eines Luftreifens mit einer kontinuierlichen Dichtmassenschicht illustriert, der entlang seiner Äquatorebene EP aufgetrennt ist; die nicht abgebildete Hälfte des Reifens ist idealerweise ein Spiegelbild der abgebildeten Hälfte. Der Reifen hat die folgende Konstruktion: eine Innenisolierung 10, eine aus einer Anzahl von Lagen 14 geformte Karkassenschicht 12, wobei die Karkassenlagen 14 um ein am radialen inneren Ende jeder Seitenwand 18 befindliches Paar Wulstkerne 16 nach oben umgeschlagen sind, ein sich radial über jedem Wulstkern 16 erstreckendes Kernprofil 20, um den Raum zwischen dem Hauptteil der Karkassenlagen 14 und den Umschlagteilen der Karkassenlagen 14 auszufüllen, eine Gürtelstruktur 22 radial auswärts von der Karkassenlage 12, und eine Lauffläche 24 radial auswärts von der Gürtelstruktur, wobei der Reifen ein Paar Schultern 26 aufweist, die sich von den Laufflächenrändern 28 zu den Seitenwänden 18 erstrecken. Der abgebildete Reifen ist nur beispielhaft, und ein Fachmann in der Technik würde würdigen, dass die oben beschriebenen Elemente des Reifens abhängig von der Endnutzung des Reifens variieren werden. Wenn der Reifen beispielsweise als Radialreifen für mittelgroße Lastkraftwagen verwendet werden sollte, so würde die Anzahl von Karkassenlagen zumindest drei und zumindest zwei Stahlgürtellagen betragen.
Radial auswärts von der Innenisolierung 10 befindet sich eine Dichtmassenschicht 30. Die Dichtmassenschicht 30 erstreckt sich zumindest ab einem axialen Standort, der den Laufflächenrändern 28 entspricht. Die Dichtmassenschicht 30 erstreckt sich vorzugsweise in die oberen Bereiche der Seitenwände 18, und für manche Reifen, die während des Gebrauchs Seitenwanddurchstichen unterworfen sind, kann die Dichtmassenschicht 30 sich von Wulstkern 16 zu Wulstkern 16 erstrecken. Die Dichtmassenschicht 30 ist als der Innenisolierung 10 benachbart und radial einwärts von der Karkassenlage 12 abgebildet. Die Dichtmassenschicht 30 kann jedoch auch zwischen benachbarte Karkassenlagen 14, zwischen die Karkassenlage 12 und die Gürtelstruktur 22, oder radial einwärts von der Innenisolierung 10 plaziert werden. Abhängig von der Anzahl von Lagen in der Gürtelstruktur und der beabsichtigten Verwendung des Reifens und seiner Betriebskennzeichen kann die Dichtmassenschicht 30 auch zwischen Lagen der Gürtelstruktur plaziert sein.
Die Dichtmassenschicht 30 ist aus einer Vielzahl individuell geformter Röhren 32 gebildet, siehe 2. Jede Röhre 32 ist durch Co-Extrudieren eines Dichtmaterials 34 und eines Hautmaterials 36 gebildet. Das Dichtmaterial 34 ist auf Basis der gewünschten Eigenschaften der Dichtmasse und der Betriebsbedingungen, denen das Material 34 unterworfen sein kann, ausgewählt. Ein geeignetes Dichtmaterial ist, ist jedoch nicht beschränkt auf, das in dem US-Patent 4,359,078 offenbarte. Das Hautmaterial 36 ist so gewählt, dass es sich leicht an die benachbarten Lagen oder Schichten des Reifens bindet. Idealerweise hat das Hautmaterial 36 dieselbe Zusammensetzung wie eine der Reifenkomponenten, der die Dichtmassenschicht benachbart ist, kann jedoch auch unterschiedlich sein.
Die Dichtmassenschicht 30 weist zumindest zwei Lagen zueinander versetzter Röhren 32 auf. Indem zumindest zwei Lagen auf diese Weise gebildet werden, wird jeder Standort entlang der axialen Breite der Reifenlauffläche, und der Schultern, falls die Dichtmassenschicht 30 sich bis in die Schultern erstreckt, durch die Dichtmassenschicht geschützt. Sollte ein Gegenstand zwischen benachbarten Röhren 32 in der radial äußeren Lage passieren, so wird das Hindernis eine Röhre 32 in der radial inneren Lage durchbohren.
Die größte Abmessung der Röhren ist abhängig von dem Reifen, worin die Dichtmasse eingesetzt wird. Als allgemeine Regel haben die Röhren 32 für Personenkraftwagen- und Lieferwagenreifen eine Höchstabmessung im Bereich von 1,5 bis 3 mm. Für Radialreifen für mittelgroße Lastkraftwagen haben die Röhren 32 eine Höchstabmessung im Bereich von 2 bis 4 mm.
1 illustriert die Dichtmassenschicht 30, die sich kontinuierlich von dem Seitenwandbereich zur Äquatorebene E des Reifens erstreckt. Vorzugsweise kann die Dichtmassenschicht in diskreten Bereichen des Reifens angebracht werden, wo der Reifen am verletzlichsten ist, wie etwa unter den Rillen und/oder im oberen Seitenwandbereich, siehe 3.
4 illustriert eine andere Ausführung der Dichtmassenröhren. Die Röhren haben eine rechteckige Konfiguration und sind wiederum in einem überlappenden Muster gestapelt, um eine mehrlagige Dichtmassenschicht zu bilden. Jede beliebige Querschnittskonfiguration kann für die Röhren 32 verwendet werden und ist nur durch die Maschinenausrüstung begrenzt, die in der Lage ist, die Röhren 32 zu extrudieren oder zu produzieren. Der Querschnitt sollte ein sich zu leichtem Aufstapeln zur Bildung benachbarter Lagen eignender sein. Solche Konfigurationen beinhalten, sind jedoch nicht begrenzt auf, kreisförmige, quadratische, rechteckige, dreieckige, trapezförmige, parallelogrammförmige oder rautenförmige.
Die Dichtmassenschicht 30 kann zu der Zeit gebildet werden, wenn der Reifen gebaut oder vorgeformt wird, und an der Reifenbautrommel als eine Einzelschicht angebracht werden, mit entsprechenden Abänderungen, falls die Schicht nicht durchlaufend über die Reifenbreite ausgebildet ist. Wenn sie zur Zeit des Reifenbaus geformt wird, so sind die co-extrudierten Dichtmassenröhren 32 als eine einzige kontinuierliche Länge co-extrudierter Röhre in der gewünschten Querschnittsform geformt worden. Die Röhre wird dann in einer einzigen Lage spiralförmig aufgewickelt und umgekehrt spiralförmig derart aufgewickelt, dass mehrfache Lagen zueinander versetzter Röhren 32 gebildet werden. Wenn die Dichtmassenschicht 30 als eine vorgeformte Schicht angebracht wird, so kann die Röhre als eine einzige Röhre von kontinuierlicher Länge extrudiert und spiralförmig auf eine separate Bautrommel aufgewickelt werden (am besten, wenn die Schicht 30 als Muffe auf der Reifenbautrommel angebracht werden soll), oder eine breite Platte kann aus einem Extruder geformt werden, der mit einer ausreichenden Anzahl von Düsen ausgestattet ist, um die Platte mit der gewünschten Breite zu bilden.
Jedes Formverfahren hat seine Vorteile. Spiralförmiges Aufwickeln auf entweder der Reifenbautrommel oder einer separaten Trommel eliminiert eine Spleißstelle aus der Dichtmassenschicht 30. Spiralförmiges Aufwickeln auf der Reifenbautrommel eliminiert einen Fertigungsschritt und die Notwendigkeit, einen Vorrat an Muffen aus Dichtmassenschichten mit festem Durchmesser zu haben. Das Vorformen als Platte verringert die Bauzeit auf der Reifenbautrommel.

Claims

Ein Luftreifen, umfassend eine Karkassenlage (12), eine radial einwärts von der Karkassenlage (12) befindliche Innenisolierung (10), und eine radial einwärts von der Innenisolierung (10) befindliche Dichtmassenschicht (30), wobei die Dichtmassenschicht (30) eine Vielzahl individuell geformter Dichtmassenröhren (32) mit einer Außenhaut (36) und einem Inneren aus Dichtmaterial (34) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtmassenschicht (30) über die Breite des Reifens nicht kontinuierlich ist, wobei die Röhren (32) sich in diskreten Bereichen des Reifens befinden.
Ein Reifen in Übereinstimmung mit Anspruch 1, wobei die Dichtmassenröhren (32) eine kreisförmige oder eine rechteckige Querschnittskonfiguration haben.
Ein Reifen in Übereinstimmung mit Anspruch 1 oder 2, wobei die Dichtmassenschicht (30) aus mehreren radial benachbarten Lagen von Dichtmassenröhren (32) gebildet ist.
Ein Reifen in Übereinstimmung mit Anspruch 3, wobei die Dichtmassenschicht (30) zwei bis fünf radial benachbarte Lagen von Dichtmassenröhren (32) aufweist.
Ein Reifen in Übereinstimmung mit zumindest einem der vorgenannten Ansprüche, wobei die Dichtmassenröhren (32) spiralförmig aufgewickelt sind, um die Dichtmassenschicht (30) zu bilden.
Ein Reifen in Übereinstimmung mit zumindest einem der vorgenannten Ansprüche, wobei die Dichtmassenröhren (32) benachbart zueinander co-extrudiert sind, um eine Platte zu bilden.
Ein Reifen in Übereinstimmung mit zumindest einem der vorgenannten Ansprüche, wobei die Außenhaut (36) dieselbe Zusammensetzung hat wie eine der Reifenkomponenten, der die Dichtmassenschicht (30) benachbart ist.
Ein Reifen in Übereinstimmung mit zumindest einem der vorgenannten Ansprüche, wobei die Außenhaut (36) dieselbe Zusammensetzung hat wie die Innenisolierung (10) oder wie ein Elastomer, das die Karkassenschicht (12) umfasst.
Ein Reifen in Übereinstimmung mit zumindest einem der vorgenannten Ansprüche, wobei die Karkassenschicht (12) aus zumindest zwei Lagen besteht und die Dichtmassenschicht (30) sich zwischen den zwei radial innersten Karkassenlagen (14) befindet.
Ein Reifen in Übereinstimmung mit Anspruch 1, wobei die diskreten Bereiche des Reifens Bereiche sind, wo der Reifen am verletzlichsten ist.
Ein Verfahren zur Herstellung eines Luftreifens, wobei der Reifen eine Karkassenschicht (12), eine radial einwärts von der Karkassenschicht (12) befindliche Innenisolierung (10), und eine Dichtmassenschicht (30) umfasst, welche letztere eine Vielzahl individuell geformter Dichtmassenröhren (32) mit einer Außenhaut (36) und einem Inneren aus Dichtmassenmaterial (34) umfasst, wobei die Dichtmassenschicht (30) radial auswärts von der Innenisolierung (10) gelegen ist, wobei das Verfahren folgendes umfasst: Formen der Dichtmassenschicht (32) durch spiralförmiges Aufwickeln der Dichtmassenröhre (32) entweder auf eine Reifenbautrommel oder eine separate Trommel, oder durch Co-Extrudieren von Röhren nebeneinander, um eine Platte aus Röhren zu bilden, und Formen der Dichtmassenschicht (30) zwischen der Innenisolierung (10) und benachbarten Karkassenlagen (14), zwischen den Lagen einer Gürtelstruktur des Reifens, oder zwischen einem Paar Karkassenlagen (14), dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Lagen zueinander versetzter Dichtmassenröhren (32) in einer nicht kontinuierlichen Art und Weise über die Breite des Reifens gebildet sind.