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Hintergrund der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Luftreifen für zweirädrige oder
vierrädrige
Fahrzeuge, und insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, auf
einen Luftreifen für
Kraftfahrzeuge.
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Insbesondere
bezieht sich die vorliegende Erfindung auf einen Luftreifen mit
einem Karkassenaufbau, der wenigstens eine Karkassenlage und wenigstens
einen ringförmigen
Verstärkungsaufbau
hat, der der Karkassenlage zugeordnet ist, mit einem Laufflächenband
aus elastomerem Material an einer radial äußeren Position bezogen auf
den Karkassenaufbau, mit einem Gurtaufbau, der zwischen dem Karkassenaufbau
und dem Laufflächenband
angeordnet ist, und mit einem Paar von axial gegenüberliegenden
Seitenwänden
an dem Karkassenaufbau, wobei das Laufflächenband eine Bauweise mit
einer Vielzahl von sich radial erstreckenden und axial aneinander
grenzenden Sektoren hat.
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Stand der Technik
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Auf
dem Gebiet der Luftreifen für
Fahrzeuge besteht eines der größten Bedürfnisse
darin, dass eine geeignete Abführung
von Wasser oder Schlamm, das/der unter der Bodenkontaktfläche des
Luftreifens auf nasser Straße
oder dem Boden vorhanden ist, gewährleistet wird. Die Fähigkeit,
Wasser unter der Bodenkontaktfläche
des Luftreifens wirksam abzuführen,
beeinflusst seine Straßenhaftung
auf dem nassen Boden beträchtlich,
was deutliche Auswirkungen auf die Fahrsicherheit hat.
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Bei
Luftreifen erfolgt diese Abführwirkung
häufig über eine
oder mehrere Längsnuten,
die in dem Laufflächenband
ausgebildet sind und sich im Wesentlichen über seine gesamte Umfangsabwicklung
erstrecken.
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Bei
bekannten Luftreifen ist jedoch die tatsächliche Abführkapazität dieser Längsnuten bei rollenden Luftreifen
geringer als die auf der Basis der geometrischen Ausgestaltung der
Nut erwartete theoretische Kapazität. Wenn der Luftreifen mit
dem Boden in Kontakt kommt, unterliegen die Seitenwände dieser
Nuten einer elastischen Verformung aufgrund des auf den Luftreifen
wirkenden Gewichts, wobei die elastische Verformung dazu führt, den
Querschnitt der Nuten unter der Bodenkontaktfläche des Luftreifens und dadurch
den nutzbaren Querschnitt, der tatsächlich zum Abführen des
Wassers in der Lage ist, bezogen auf den Querschnitt der Nuten im
Ruhezustand zu verringern.
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Diese
Negativerscheinung führt
u. a. dazu, den allmählichen
Verschleiß des
Laufflächenbandes
aufgrund der Verjüngung
längs der
radialen Einwärtsrichtung
der Längsnuten,
was bereits per se zur Verringerung des Querschnitts der Nuten führt, bei
einer entsprechenden weiteren fortschreitenden Verringerung der
tatsächlichen
Abführkapazität des Luftreifens
und der Straßenhaftung
des Luftreifens auf nassem Boden zu verschlechtern.
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Obwohl
Dokumente bekannt sind, die Luftreifen beschreiben, die mit einem
Laufflächenband
versehen sind, das eine Vielzahl von axial aneinandergrenzenden
Abschnitten aufweist, wie z. B. die japanischen Patentanmeldungen,
veröffentlicht
unter den Nummern
JP 07-108805 und
JP 04-185507 , oder das
US-Patent 6,523,585 , befasst
sich keine von ihnen mit diesem speziellen Problem und bietet auch
keine zufrieden stellenden Lösungen
dafür.
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Das der Erfindung zugrunde
liegende Problem
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Die
vorliegende Erfindung hat das Ziel, einen Luftreifen bereitzustellen,
der mit einem Laufflächenband versehen
ist, das eine Vielzahl von axial benachbarten Abschnitten und wenigstens
eine Längsnut
aufweist, und der eine verbesserte Abführkapazität und eine bessere Straßenhaftung
beim Laufen auf nassem Boden hat.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Gemäß einem
ersten Aspekt der Erfindung wird dieses Ziel durch einen Luftreifen
erreicht, wie er im beiliegenden Anspruch 1 definiert ist.
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Insbesondere
hat die Anmelderin gefunden, dass wegen einer speziellen Kombination
einer speziellen Laufflächenbandauslegung
aufgrund spezieller mechanischer Eigenschaften der axial benachbarten
Abschnitte des Laufflächenbandes
es möglich
ist, einen Luftreifenaufbau zu erhalten, der in der Lage ist, den
Querschnitt der Längsnuten,
die in dem Laufflächenband
ausgebildet sind, im Wesentlichen unverändert zu halten, wenn der Reifen
rollt, und dass es im Zusammenhang damit möglich ist, ihm eine tatsächliche
Wasserabführleistung
zu geben, die im Wesentlichen gleich der theoretischen Wasserabführleistung
ist, die auf der Basis des Querschnitts der Längsnuten im Ruhezustand erhalten
wird.
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Insbesondere
hat die Anmelderin gefunden, dass das vorstehend erwähnte Ziel
durch einen Luftreifen erreicht werden kann, der mit einem Laufflächenband
versehen ist, das
- (i) wenigstens einen ersten
Abschnitt hat, der sich radial erstreckt und im Wesentlichen aus
einem ersten elastomeren Material besteht,
- (ii) eine Vielzahl von zweiten Abschnitten hat, die sich radial
erstrecken, auf axial gegenüberliegenden
Seiten des wenigstens einen Abschnitts angeordnet sind und im Wesentlichen
aus einem zweiten elastomeren Material bestehen, und
- (iii) wenigstens eine Längsnut
aufweist, die in dem wenigstens einen ersten Abschnitt ausgebildet
ist und sich im Wesentlichen über
die ganze Umfangsabwicklung des Laufflächenbandes erstreckt,
wobei
das erste elastomere Material einen Elastizitätsmodul E' unter Kompression bei 23°C hat, der
größer ist als
der Elastizitätsmodul
unter Kompression bei 23°C
des zweiten elastomeren Materials, und
wobei der Elastizitätsmodul
unter Kompression bei 23°C
des ersten elastomeren Materials zwischen etwa 20 und etwa 80 MPa
liegt.
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Zu
spezifizieren ist hier, dass bei der vorliegenden Beschreibung und
den darauf folgenden Ansprüchen
der Ausdruck "elastomeres
Material" verwendet
wird, um eine Zusammenset zung mit wenigstens einem elastomeren Polymer
und wenigstens einem verstärkenden
Füllstoff,
wie Ruß und/oder
Siliciumdioxid, zu kennzeichnen. Vorzugsweise weist eine solche
Zusammensetzung auch Zusatzstoffe, wie beispielsweise ein Vernetzungsmittel
und/oder einen Weichmacher auf. Aufgrund des Vorhandenseins der
Vernetzungsmittels kann ein solches Material durch Erhitzen zur
Bildung des Endprodukts vernetzt werden.
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In
der vorliegenden Beschreibung und in den danach folgenden Ansprüchen soll
insbesondere der Wert des Elastizitätsmoduls E' unter Kompression mit Hilfe herkömmlicher
Vorrichtungen dadurch gemessen werden, dass ein zylindrisches Teststück aus vulkanisiertem
elastomeren Material mit einer Länge
von 25 mm und einem Durchmesser von 14 mm, das einer Kompressionsvorbelastung
bis zu einer Längsverformung
von 25% seiner Ursprungshöhe
und gehalten auf einer Temperatur von 23°C unterworfen wird, einer dynamischen sinusförmigen Verformung
mit einer maximalen Breite von ±3,50% der Höhe unter
Vorbelastung bei einer Frequenz von 100 Zyklen pro Sekunde (100
Hz) ausgesetzt wird.
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Die
Anmelderin hat beobachtet, obwohl sie nicht an irgendeine Auslegungstheorie
gebunden sein möchte,
dass durch Ausbilden der Längsnut
oder der Längsnuten
an sich radial erstreckenden Abschnitten des Laufflächenbandes,
das aus einem elastomeren Material mit den vorstehend erwähnten Eigenschaften des
Elastizitätsmoduls
E' unter Kompression
besteht, der als solcher für
hohe Steifigkeitseigenschaften verantwortlich ist, es möglich ist,
die Verformungsgröße, der
die Seitenwände
dieser Nuten unterliegen, auf tatsächlich vernachlässigbare
Werte zu verringern, wenn das Laufflächenband mit dem Boden in Berührung kommt.
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Aufgrund
einer solchen Eigenschaft erreicht der Luftreifen der Erfindung
dadurch eine verbesserte Wasserabführwirkung und ein verbessertes
Verhalten auf nassem Boden bezogen auf bekannte Luftreifen der gleichen
Bauweise und bei allen Verschleißzuständen des Laufflächenbandes,
was einen großen
Vorteil bezüglich
der Fahrsicherheit bietet.
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Vorzugsweise
hat das erste elastomere Material einen Elastizitätsmodul
(E') unter Kompression
bei 23°C
zwischen etwa 30 und etwa 50 MPa.
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Bei
Einhalten der vorstehenden Werte des Elastizitätsmoduls unter Kompression
E' bei 23°C für das erste
elastomere Material hat sich gezeigt, dass es in vorteilhafter Weise
möglich
ist, eine optimale Steifigkeit der Seitenwände der Längsnut(en) zu erreichen, so
dass der Querschnitt (der wasserabführende Querschnitt) im Wesentlichen
konstant bleibt, wenn das Laufflächenband
in Berührung
mit dem Boden kommt.
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Vorzugsweise
hat das zweite elastomere Material einen Elastizitätsmodul
(E') unter Kompression
bei 23°C
zwischen etwa 4 und etwa 15 MPa, und besonders bevorzugt zwischen
etwa 7 und etwa 12 MPa.
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Verfolgt
man die vorstehenden Werte des Elastizitätsmoduls unter Kompression
E bei 23°C
für das zweite
elastomere Material, so zeigt sich, dass es in vorteilhafter Weise
möglich
ist, eine optimale Leistung des Luftreifens hinsichtlich des Fahrverhaltens
sowohl auf trockenem als auch auf nassem Boden zu erreichen.
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Für die Zwecke
der Erfindung können
die axial benachbarten Abschnitte des Laufflächenbandes dadurch erhalten
werden, dass geeignete elastomere Materialien gebildet und vulkanisiert
werden, deren Zusammensetzung der Fachmann leicht bestimmen kann,
damit die gewünschten
Werte der Elastizitätsmodule
unter Kompression erreicht werden.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist das Verhältnis
zwischen dem Elastizitätsmodul
E' unter Kompression
bei 23°C
für das
erste elastomere Material und dem Elastizitätsmodul E' unter Kompression bei 23°C für das zweite
elastomere Material des Laufflächenbandes
nicht kleiner als etwa 1,30.
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Besonders
bevorzugt liegt das Verhältnis
zwischen dem Elastizitätsmodul
E' unter Kompression
bei 23°C
für das
erste elastomere Material und dem Elastizitätsmodul E' unter Kompression bei 23°C für das zweite
elastomere Material des Laufflächenbandes
zwischen etwa 1,5 und etwa 20, und noch mehr bevorzugt zwischen
etwa 2,3 und etwa 7.
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Auch
in diesem Fall hat man festgestellt, dass durch Beachten dieser
Verhältnisse
es in vorteilhafter Weise möglich
ist, eine optimale Leistung des Luftreifens hinsichtlich Wasserabführkapazität unter
der Bodenkontaktfläche
und hinsichtlich Straßenhaftung
zu erreichen.
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Vorzugsweise
liegt die IRHD-Härte
bei 23°C
für das
erste elastomere Material gemessen nach der Norm ISO 48 zwischen
etwa 75 und etwa 95, und besonders bevorzugt zwischen etwa 80 und
etwa 90.
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Dieses
bevorzugte Merkmal erlaubt es in vorteilhafter Weise, eine optimale
Steifigkeit der Seitenwände
der Längsnut(en)
zu erhalten und ihren Querschnitt (den Wasserabführquerschnitt) im Wesentlichen
konstant zu halten, wenn das Laufflächenband in Berührung mit
dem Boden kommt.
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Vorzugsweise
liegt die IRHD-Härte
bei 23°C
des zweiten elastomeren Materials gemessen nach der Norm ISO 48
zwischen etwa 35 und etwa 80, und besonders bevorzugt zwischen etwa
45 und etwa 75.
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Bei
Beachtung der vorstehend erwähnten
Härtewerte
für das
zweite elastomere Material hat sich gezeigt, dass es in vorteilhafter
Weise möglich
ist, eine optimale Leistung des Luftreifens hinsichtlich Fahrverhalten
sowohl auf trockenem als auch auf nassem Boden zu erreichen.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist das Verhältnis
zwischen der IRHD-Härte bei 23°C des ersten
elastomeren Materials gemessen nach der Norm ISO 48 und der IRHD-Härte bei
23°C des zweiten
elastomeren Materials gemessen nach der Norm ISO 48 nicht kleiner
als etwa 1,10.
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Besonders
bevorzugt liegt das Verhältnis
zwischen der IRHD-Härte
bei 23°C
des ersten elastomeren Materials gemessen nach der Norm ISO 48 und
der IRHD-Härte
bei 23°C
des zweiten elastomeren Materials gemessen nach der Norm ISO 48
zwischen etwa 1,15 und etwa 2,70.
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Auf
diese Weise war es in vorteilhafter Weise möglich, einen optimalen Kompromiss
zwischen einer ausreichenden Steifigkeit der Seitenwände der
Längsnut(en)
und deshalb der Wasserabführkapazität des Luftreifens
sowie seiner Leistung hinsichtlich Fahrverhalten sowohl auf trockenem
als auch auf nassem Boden zu erreichen.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist das Laufflächenband
mit einer Vielzahl von Längsnuten
zum Abführen
von Wasser aus der Bodenkontaktfläche des Luftreifens versehen,
die in jeweils ersten Abschnitten ausgebildet sind, die sich radial
erstrecken und axial voneinander beabstandet sind und im Wesentlichen
aus dem ersten elastomeren Material bestehen.
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Die
Anordnung und Anzahl der Längsnuten
der jeweiligen Abschnitte, in denen sie ausgebildet sind, kann vom
Fachmann leicht nach den speziellen Anwendungserfordernissen bestimmt
werden. Somit können beispielsweise
die Längsnuten
mit einer konstanten Teilung zwischen einander entsprechend den
Eigenschaften, die man dem Laufflächenmuster geben möchte, axial
beabstandet sein oder nicht.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung erstreckt sich der wenigstens eine erste Abschnitt
im Wesentlichen über
die gesamte Dicke des Laufflächenbandes,
so dass der gewünschte
technische Effekt erreicht wird, die Eigenschaften einer Quersteifigkeit
und Form der Quernuten im Wesentlichen für die gesamte Einsatzzeit des
Luftreifens aufrechtzuerhalten.
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Bei
einer alternativen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann
der Luftreifen auch mit einer Schicht aus einem geeigneten elastomeren
Material versehen sein, die zwischen dem Laufflächenband und dem Gurtaufbau
angeordnet wird.
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Dadurch
ist es in vorteilhafter Weise möglich,
falls erforderlich, spezielle Eigenschaften des Luftreifens zu optimieren,
beispielsweise die Quersteifigkeit oder den Rollwiderstand.
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Innerhalb
des Rahmens dieser Ausführungsform
der Erfindung kann die Schicht im Wesentlichen aus dem ersten elastomeren
Material bestehen.
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Auf
diese Weise bilden die ersten Abschnitte einen einzigen Körper mit
dieser radial inneren Schicht, von der aus sie sich längs einer
radial äußeren Richtung
erstrecken. Vorteilhafterweise ermöglicht es diese bevorzugte
Ausgestaltung, den Elastizitätsmodul
des zweiten elastomeren Materials mit einer Unterschicht zu kompensieren,
die einen Elastizitätsmodul
hat, der größer ist
als der des zweiten elastomeren Materials (das hauptsächlich in
Kontakt mit der Straßenoberfläche kommt),
wodurch eine Gesamtsteifigkeit der Lauffläche sowohl in Längs- als auch in Querrichtung
erreicht wird, die so angepasst ist, dass die Leistungen des Reifens, wie
das Fahrverhalten, optimiert werden.
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Ferner
kann innerhalb des Rahmens dieser Ausführungsform der Erfindung diese
Schicht im Wesentlichen aus dem zweiten elastomeren Material bestehen.
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Dadurch
ist es in vorteilhafter Weise möglich,
eine Verringerung der Gesamtsteifigkeit des Laufflächenbandes
(bezogen auf die vorherige Situation oder die Situation, in der
die vorstehend erwähnte
Schicht fehlt) sowohl in der Längs-
als auch in der Querrichtung zur Optimierung der Leistungen des
Reifens, wie des Fahrverhaltens, zu erreichen.
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Vorzugsweise
hat die zwischen dem Laufflächenband
und dem Gurtaufbau angeordnete Schicht eine Dicke zwischen 1 und
5 mm, so dass man in der Lage ist, die vorstehend erwähnten technischen
Effekte voll zu erreichen.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
ist die Breite des vorstehend erwähnten wenigstens einen ersten
radialen Abschnitts wenigstens gleich der Breite der darin ausgebildeten
Längsnut.
Dadurch ist es vorteilhafterweise möglich, die technische Wirkung
zu erreichen, den Querschnitt der Nut unverändert beizubehalten, wenn das
Laufflächenband
in Kontakt mit dem Boden kommt.
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Vorzugsweise
liegt die Differenz zwischen der Breite des wenigstens einen ersten
Abschnitts und der Breite der wenigstens einen Längsnut zwischen 4 und 10 mm.
Dadurch ist es vorteilhafterweise möglich, dass man auf beiden
Seiten der Nut eine mehr als ausreichende Menge des elastomeren
Materials hat, um unerwünschte
Verformungen der Seitenwände
der Nuten unter der Bodenkontaktfläche des Luftreifens zu vermeiden,
wenn das Laufflächenband
in Berührung
mit dem Boden kommt.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
verjüngen
sich die axial gegenüberliegenden
Seitenwände der
Längsnut(en),
die in den ersten Abschnitten des Laufflächenbandes ausgebildet sind,
in einer radial inneren Richtung und sind im Wesentlichen geradlinig.
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Darüber hinaus
ist vorzugsweise die vorstehend erwähnte wenigstens eine Längsnut rittlings
zur Mittenebene des sich jeweils radial erstreckenden ersten Abschnitts
aus Symmetriegründen
und zum Erreichen von im Wesentlichen gleichen Steifigkeitseigenschaften
der axial gegenüberliegenden
Seitenwände
der Nut angeordnet.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Aufbau eines
Luftreifens vorgesehen, wie er in dem beiliegenden Anspruch 19 definiert
ist.
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Ein
solches Verfahren weist im Wesentlichen die Schritte auf:
- a) Aufbauen eines Karkassenaufbaus, der wenigstens
eine Karkassenlage hat, die wenigstens einem ringförmigen Verstärkungsaufbau
zugeordnet ist,
- b) Hinzufügen
eines Gurtaufbaus,
- c) Anordnen an einer radial äußeren Position
bezüglich
des Gurtaufbaus wenigstens eines sich radial erstreckenden ersten
Abschnitts des Laufflächenbandes,
der im Wesentlichen aus einem ersten elastomeren Material besteht,
das nach dem Vulkanisieren einen Wert des Elastizitätsmoduls
E' unter Kompression
bei 23°C
zwischen etwa 20 und etwa 80 MPa hat, und
- d) Anordnen an einer radial äußeren Position
bezüglich
des Gurtaufbaus einer Vielzahl von sich radial erstreckenden zweiten
Abschnitten des Laufflächenbandes,
die axial beabstandet sind und im Wesentlichen aus einem zweiten
elastomeren Material bestehen, das nach dem Vulkanisieren einen
Wert des Elastizitätsmoduls
E' unter Kompression
bei 23°C
hat, der niedriger ist als der Wert des Elastizitätsmoduls
E' unter Kompression
bei 23°C
des ersten elastomeren Materials,
wobei die Schritte c)
und d) so ausgeführt
werden, dass die zweiten Abschnitte an axial gegenüberliegenden Seiten
des wenigstens einen ersten Abschnitts angeordnet sind.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung
einiger bevorzugter Ausführungsformen
von Luftreifen und von Verfahren zu ihrer Herstellung nach der Erfindung
besser ersichtlich, wobei die Beschreibung nicht beschränkend ist
und auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug nimmt, in denen
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1 eine
Querschnittsansicht einer ersten Ausführungsform eines Luftreifens
nach der vorliegenden Erfindung zeigt,
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2 eine
Querschnittsansicht in vergrößertem Maßstab von
einigen Einzelheiten des Luftreifens von 1 zeigt,
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2A eine Querschnittsansicht in weiter
vergrößertem Maßstab eines
sich radial erstreckenden Abschnitts und einer darin ausgebildeten
Längsnut
des Laufflächenbandes
des Luftreifens von 1 zeigt,
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3A eine
Querschnittsansicht in vergrößertem Maßstab von
einigen Einzelheiten einer zweiten Ausführungsform eines Luftreifens
nach der vorliegenden Erfindung zeigt,
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3B eine
Querschnittsansicht in vergrößertem Maßstab einiger
Einzelheiten einer dritten Ausführungsform
eines Luftreifens nach der vorliegenden Erfindung zeigt,
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4 eine
schematische Draufsicht einer robotisierten Station zum Montieren
des Laufflächenbandes des
Luftreifens nach der Erfindung zeigt,
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5 eine
schematische Draufsicht auf eine robotisierte Station zum Montieren
des Laufflächenbandes
des Luftreifens nach der vorliegenden Erfindung auf einer im Wesentlichen
zylindrischen Zusatztrommel zeigt und
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6 eine
schematische perspektivische Ansicht der robotisierten Station zur
Montage des Laufflächenbandes
des Luftreifens nach der Erfindung auf einem im Wesentlichen starren
torusförmigen
Träger
zeigt.
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Ins Einzelne gehende Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsformen
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Gemäß 1 und 2 wird
ein Luftreifen nach einer ersten bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung hergestellt, der bei dem speziellen Beispiel ein Kraftfahrzeug
ausrüsten
soll und insgesamt mit 1 bezeichnet ist.
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Der
Luftreifen 1 hat einen Karkassenaufbau 2, der
mit wenigstens einer Karkassenlage 2a versehen ist, deren
gegenüberliegende
Seitenränder
außen
um jeweilige ringförmige
Verstärkungsaufbauten 3,
die gewöhnlich
als "Wulstkerne" bekannt sind, herumgefaltet
werden, von denen jeder in einem Wulst 4 eingeschlossen
ist, der längs
eines inneren Umfangsrandes des Luftreifens 1 ausgebildet
ist und mit dem der Luftreifen an einer Felge (nicht gezeigt) angreift,
die einen Teil des Fahrzeugrades bildet.
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Der
Luftreifen 1 hat ferner ein Laufflächenband 6 aus einem
elastomeren Material an einer radial äußeren Position bezogen auf
den Karkassenaufbau 2, einen Gurtaufbau 5, der
zwischen dem Karkassenaufbau 2 und dem Laufflächenband 6 angeordnet
ist, sowie ein Paar von Seitenwänden 7, 8 auf
axial gegenüberliegenden
Positionen an dem Karkassenaufbau 2.
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Vorzugsweise
hat der Gurtaufbau 5 eine oder mehrere Gurtlagen, die beispielsweise
mit einem Gewebe aus Metallkorden oder Drähten hergestellt sind, die
in eine Kautschukbahn eingebettet sind, parallel zueinander in jeder
Lage angeordnet sind und sich mit denen der benachbarten Schicht
und mit einem oder mehreren so genannten 0°-Korden kreuzen, die wendelförmig und
koaxial auf den Luftreifen 1 an einer radial äußeren Position
bezogen auf die sich kreuzenden Kordgewebe gewickelt sind.
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Bei
der in 1 gezeigten Ausführungsform hat das am Umfang
um den Gurtaufbau 5 herum aufgebrachte Laufflächenband 6 eine
Vielzahl von ersten Abschnitten 9, die axial voneinander
beabstandet sind und sich radial in dem Laufflächenband erstrecken, sowie
eine Vielzahl von zweiten Abschnitten 10, die axial beabstandet
sind und sich ebenfalls radial von sich axial gegenüberliegenden
Seiten der ersten Abschnitte 9 aus erstrecken.
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Das
so ausgebildete Laufflächenband 6 ist
mit einer radial äußeren Fläche 6a versehen,
die für
einen Rollkontakt mit dem Boden angepasst und mit einem Laufflächenmuster
versehen ist, das eine Vielzahl von Längsnuten 11 zum Abführen von
Wasser oder Schlamm aus der Bodenkontaktfläche des Luftreifens 1 aufweist,
wobei die Längsnuten 11 eine
Vielzahl von Rippen und/oder Blöcken
bilden.
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Jede
Längsnut 11 ist
ihrerseits mit einem Paar von axial gegenüberliegenden Seitenwänden 11a, 11b versehen,
die sich vorzugsweise längs
einer radial inneren Richtung verjüngen.
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Vorzugsweise
sind die Seitenwände 11a, 11b der
Längsnuten 11 ebenfalls
im Wesentlichen geradlinig.
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Nach
einem Merkmal der Erfindung sind die Längsnuten in den ersten Abschnitten 9 ausgebildet,
die im Wesentlichen aus einem ersten elastomeren Material bestehen,
das einen Elastizitätsmodul
E unter Kompression bei 23°C
hat, der größer ist
als der Elastizitätsmodul
E' unter Kompression
bei 23°C
des elastomeren Materials, das den zweiten Abschnitt 10 bildet.
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Vorzugsweise
sind die Längsnuten 11 rittlings
zur Mittenebene m des ersten Abschnitts 9 angeordnet.
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Nach
der Erfindung und zum Erreichen ausreichender Eigenschaften von
Steifigkeit und Widerstand gegen elastische Verformung der Seitenwände 11a, 11b der
Nuten 11 hat das erste elastomere Material, das die ersten
Abschnitte 9 des Laufflächenbandes 6 bildet,
einen Elastizitätsmodul
E' unter Kompression
bei 23°C,
der zwischen etwa 20 und etwa 80 MPa liegt.
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Dadurch
ist es in vorteilhafter Weise möglich,
den gewünschten
technischen Effekt zu erreichen, nämlich den Querschnitt der Nut 11 unverändert zu
halten, wenn das Laufflächenband 6 in
Berührung
mit dem Boden kommt.
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Vorzugsweise
liegt die Differenz zwischen der Breite der ersten radialen Abschnitte 9 und
der Breite der Längsnuten 11 zwischen
4 und 10 mm, so dass man auf beiden Seiten der Nut 11 eine
mehr als ausreichende Menge an elastomerem Material hat, um unerwünschte Verformungen
der Seitenwände 11a, 11b der Längsnuten 11 unter
der Bodenkontaktfläche
des Luftreifens 1 zu vermeiden, wenn das Laufflächenband 6 in Berührung mit
dem Boden kommt.
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Besonders
bevorzugt hat das erste elastomere Material, das die ersten Abschnitte 9 des
Laufflächenbandes 6 bildet,
einen Elastizitätsmodul
E' unter Kompression
bei 23°C
zwischen etwa 30 und etwa 50 MPa.
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Vorzugsweise
bestehen die zweiten Abschnitte 10 im Wesentlichen aus
einem zweiten elastomeren Material, das einen Elastizitätsmodul
E' unter Kompression
bei 23°C
zwischen etwa 4 und etwa 15 MPa und besonders bevorzugt zwischen
etwa 7 und 12 MPa hat.
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Die
elastomeren Materialien der ersten und zweiten Abschnitte 9, 10 werden
bevorzugt so gewählt, dass
das Verhältnis
zwischen dem Elastizitätsmodul
E' unter Kompression
bei 23°C
des ersten elastomeren Materials und dem Elastizitätsmodul
E' unter Kompression
bei 23°C
des zweiten elastomeren Materials des Laufflächenbandes nicht kleiner als
etwa 1,30 ist.
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Besonders
bevorzugt liegt das Verhältnis
zwischen dem Elastizitätsmodul
E' unter Kompression
bei 23°C
des ersten elastomeren Materials und dem Elastizitätsmodul
E' unter Kompression
bei 23°C
des zweiten elastomeren Materials des Laufflächenbandes zwischen etwa 1,5
und etwa 20, und besonders bevorzugt zwischen etwa 2,3 und etwa
7.
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Vorzugsweise
liegt die IRHD-Härte
bei 23°C
für das
erste elastomere Material gemessen nach der Norm ISO 48 zwischen
etwa 75 und etwa 95, und besonders bevorzugt zwischen etwa 80 und
etwa 90.
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Die
IRHD-Härte
bei 23°C
des zweiten elastomeren Materials gemessen nach der Norm I-SO 48 liegt vorzugsweise
zwischen etwa 35 und etwa 80, und besonders bevorzugt zwischen etwa
45 und etwa 75.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist das Verhältnis
zwischen der IRHD-Härte bei 23°C für das erste
elastomere Material gemessen nach der Norm ISO 48 und der IRHD-Härte bei
23°C für das zweite
elastomere Material gemessen nach der Norm ISO 48 nicht kleiner
als etwa 1,10.
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Besonders
bevorzugt liegt das Verhältnis
zwischen der IRHD-Härte
bei 23°C
für das
erste elastomere Material gemessen nach der Norm ISO 48 und der
IRHD-Härte
bei 23°C
für das
zweite elastomere Material gemessen nach der Norm ISO 48 zwischen
etwa 1,15 und etwa 2,70.
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Dadurch
ist es den ersten und zweiten axial benachbarten Abschnitten 9, 10 des
Laufflächenbandes 6 in
vorteilhafter Weise möglich,
aufgrund ihrer unterschiedlichen mechanischen Eigenschaften den
Querschnitt der Längsnuten 11 im
Wesentlichen konstant zu halten, wenn die radial äußere Fläche 6a des
Laufflächenbandes 6 in
Rollkontakt mit dem Boden kommt.
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Dieses
Merkmal erlaubt es in vorteilhafter Weise, dass man eine bessere
Wasserabführkapazität des Luftreifens 1 bezogen
auf diejenige erhält,
die bei Luftreifen erreichbar ist, die mit einem bekannten Laufflächenband
versehen sind.
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Bei
der in den 1, 2 und 2A gezeigten bevorzugten Ausführungsform
erstrecken sich die ersten Abschnitte 9 des Laufflächenbandes 6 längs einer
radial äußeren Richtung
beginnend von einer Schicht 12 aus, die zwischen dem Laufflächenband 6 und
dem Gurtaufbau 5 angeordnet ist.
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Die
Schicht 12 hat vorzugsweise eine Dicke zwischen 1 und 5
mm.
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Die
Schicht 12 wird vorzugsweise im Wesentlichen von dem ersten
elastomeren Material gebildet, und die ersten Abschnitte 9 erstrecken
sich einstückig
von einer Schicht längs
einer radial äußeren Richtung
aus. Auf diese Weise führt
die Schicht 12 eine vorteilhafte Tragwirkung der ersten
Abschnitte 9 aus, was ihre Eigenschaften hinsichtlich Steifigkeit
und Verformungswiderstand weiter erhöht.
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Für die Zwecke
der Erfindung ist die Form des ersten und zweiten Abschnitts 9, 10 des
Laufflächenbandes 6 nicht
kritisch und kann in vorteilhafter Weise vom Fachmann nach speziellen
Anwendungserfordernissen gewählt
werden. So können
beispielsweise solche Abschnitte einen Querschnitt haben, der im
Wesentlichen rechteckig oder alternativ im Wesentlichen trapezförmig ist.
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Die
Form der axial gegenüberliegenden
Seitenwände 9a, 9b und 10a, 10b der
ersten und zweiten Abschnitte 9, 10 des Laufflächenbandes 6 ist
für die
Zwecke der Erfindung ebenfalls nicht kritisch. Solche Wände können beispielsweise
im Wesentlichen geradlinig oder alternativ mit wenigstens einem
im Wesentlichen gekrümmten
Abschnitt versehen sein.
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Der
Fachmann kann auch unter diesen verschiedenen möglichen Ausgestaltungen leicht
die geeignetste oder die vorteilhafteste entsprechend den Herstellungsverfahren
auswählen,
die für
den Aufbau des Laufflächenbandes
geeignet sind.
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Der
erste und der zweite Abschnitt 9, 10 sind auch
alternativ axial entsprechend den Positionieranforderungen für die Längsnuten 11 mit
einer Teilung p verteilt, die längs
der Querabwicklung des Laufflächenbandes 6 variabel
oder konstant sein kann.
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Obwohl
der Luftreifen 1 dieser bevorzugten Ausführungsform
gerade mit einer Schicht dargestellt ist, die den ersten und zweiten
axial benachbarten Abschnitt 9, 10 umfasst, schließt dies
nicht aus, dass das Laufflächenband
zwei oder mehr aufeinandergelegte Schichten aufweisen kann, um speziellen
und eventuellen Anwendungserfordernissen zu genügen.
-
Darüber hinaus
können
sich Anzahl und Ausmaß der
Querabwicklung des ersten und zweiten Abschnitts 9, 10 des
Laufflächenbandes 6 von
denen unterscheiden, die als Beispiel für veranschaulichende und nicht
begrenzende Zwecke in 1 und 2 aufgeführt sind
und leicht vom Fachmann in Übereinstimmung mit
speziellen Anwendungserfordernissen des Luftreifens 1 bestimmt
werden können.
-
In 3A und 3B sind
weitere bevorzugte Ausführungsformen
des Luftreifens 1 der Erfindung dargestellt.
-
In
der folgenden Beschreibung und in diesen Figuren sind die Elemente
des Luftreifens 1, die bau- oder funktionsmäßig zu den
bei der Ausführungsform
von 1, 2 und 2A äquivalent
sind, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und werden nicht
weiter beschrieben.
-
Bei
der in 3A gezeigten Ausführungsform
erstrecken sich der erste und zweite Abschnitt 9, 10 des Laufflächenbandes 6 radial
im Wesentlichen über
die gesamte Dicke des Laufflächenbandes,
wobei auch in diesem Fall im Wesentlichen die gleichen technischen
Gesamteffekte des Luftreifens von 1, 2 und 2A erreicht werden.
-
Bei
der in 3B gezeigten Ausführungsform
erstrecken sich die zweiten Abschnitte 10 des Laufflächenbandes 6 integral
längs einer
radial äußeren Richtung
ausgehend von einer Schicht 12, die vorzugsweise eine Dicke
zwischen 1 und 5 mm hat, zwischen dem Laufflächenband 6 und dem
Gurtaufbau 5 angeordnet ist und im Wesentlichen aus dem
zweiten elastomeren Material besteht.
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Auch
in diesem Fall werden im Wesentlichen die gleichen technischen Gesamteffekte
des Luftreifens 1 von 1, 2 und 2A erreicht.
-
Bei
dem folgenden Beispiel, das zur Erläuterung und nicht zur Beschränkung dient,
werden nun einige Ansätze
bevorzugter elastomerer Materialien angegeben, die zur Herstellung
der ersten und zweiten Abschnitte 9, 10 des Laufflächenbandes 6 des
Luftreifens nach der Erfindung verwendet werden können.
-
BEISPIEL
-
Es
wurden elastomere Materialien aufbereitet, die in der folgenden
Tabelle 1 mit A und B bezeichnet sind und die zur Herstellung der
ersten und zweiten Abschnitte
9,
10 nach der vorliegenden
Erfindung des Laufflächenbandes
6 verwendet
werden können.
In Tabelle 1 sind alle Mengen in phr ausgedrückt. TABELLE 1
Bestandteile | Material
A (erste Abschnitte 9) | Material
B (zweite Abschnitte 10) |
E-SBR
1712 | 60 | 70 |
E-SBR
1500 | - | 30 |
MR
SMR20 | 40 | - |
Ruß N234 | 60 | 30 |
SiO2 | 35 | 35 |
SiO2-Bindemittel | 6 | 7 |
Aromatisches Öl | 5 | 10 |
Stearinsäure | 1,5 | 1,5 |
ZnO | 2,5 | 2,5 |
6PPD | 2 | 2 |
DPG | 1 | 1 |
TBBS | - | 1,5 |
CBS | 2,0 | - |
Löslicher
Schwefel | 4,5 | 1,3 |
-
Die
eingesetzten Bestandteile sind die folgenden:
- – E-SBR
1712 = Butadien-Styrol-Copolymer hergestellt in Emulsion und im
Handel erhältlich
unter dem Markennamen KRYNOL®1712 (Bayer),
- – E-SBR
1500 = Butadien-Styrol-Copolymer hergestellt in Emulsion, im Handel
erhältlich
unter dem Markennamen KRYLENE®1500 (BAYER),
- – NR
SMR20 = Naturkautschuk,
- – Ruß N234 =
ein Produkt, das auf dem Markt unter dem Markennamen VULCAN®7H
(CABOT CORPORATION) erhältlich
ist,
- – SiO2 = Siliciumdioxid, auf dem Markt erhältlich unter
dem Markennamen ULTRASIL® VN3 (DEGUSSA),
- – SiO2-Bindemittel = Feststoffzusammensetzung
mit 50% Ruß (N330),
50% Bis(3-triethoxysilyl-propyl)tetrasulfid,
das im Handel unter dem Markennamen X50S® (DEGUSSA)
erhältlich
ist,
- – aromatisches Öl = Produkt,
das auf dem Markt unter dem Markennamen MOBILOIL®90
(MOBIL) erhältlich ist,
- – Stearinsäure = Produkt,
das auf dem Markt unter dem Markennamen STEARINA®TP8
(MIRACHEM) erhältlich
ist,
- – ZnO
= Produkt, das auf dem Markt unter dem Markennamen ZINKOXYD AKTIV® (BAYER)
erhältlich
ist,
- – 6PPD
= N-1,3-Dimethylbutyl-N'-phenyl-p-phenylendiamin,
das auf dem Markt unter dem Markennamen VULCANOX®4020
(BAYER) erhältlich
ist,
- – DPG
= Diphenylguanidin, das auf dem Markt unter dem Markennamen VULKACIT®D
(BAYER) erhältlich ist,
- – TBBS
= N-t-Butyl-2-benzothiazyl-sulfenamid, das auf dem Markt unter dem
Markennamen VULKACIT®NZ (BAYER) erhältlich ist,
- – CBS
= N-Cyclohexyl-2-benzothiazyl-sulfenamid, das auf dem Markt unter
dem Markennamen VULKACIT®CZ (BAYER) erhältlich ist,
und
- – lösbarer Schwefel
= ein Produkt, das auf dem Markt unter dem Markennamen RUBERSUL®400
(REPSOL DERIVADOS) erhältlich
ist.
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Gemäß herkömmlichen
und an sich bekannten Techniken werden die vorstehend erwähnten elastomeren
Materialien einer Vulkanisierung und dann einer Reihe von Tests
unterworfen, die den Zweck haben, einige typische Parameter des
vulkanisierten Materials zu messen. Die in Betracht gezogenen Parameter
sind die folgenden:
E' 23°C = Elastizitätsmodul
unter Kompression gemessen bei 23°C
nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren,
IRHD-Härte = gemessen
bei 23°C
nach der Norm ISO 48,
CA 1 = Traktionskraft (bezogen auf den
Abschnitt des Teststücks)
zum Erhalten einer Verformung von 100% gemessen nach der Norm DIN
53504.
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Die
Ergebnisse der ausgeführten
Versuche sind in der nachstehenden Tabelle 2 angegeben. TABELLE 2
Parameter | Material
A (erste Abschnitte 9) | Material
B (zweite Abschnitt 10) |
IRHD-Härte | 91 | 70 |
E' 23°C [MPa] | 30,5 | 12,8 |
CA
1 [MPa] | 7,5 | 2,3 |
-
Unter
Bezug auf die 4, 5 und 6 werden
nun die jeweiligen Arbeitsstationen beschrieben, die in 4 und 5 mit 16 und
in 6 mit 17 bezeichnet sind und zur Herstellung
des Laufflächenbandes 6 mit
axial benachbarten Abschnitten des Luftreifens 1 innerhalb
des Rahmens der bevorzugten Ausführungsformen
des erfindungsgemäßen Aufbauprozesses
dienen.
-
Bei
der in 4 gezeigten Ausführungsform ist eine robotisierte
Arbeitsstation für
die Montage des Laufflächenbandes 6 des
Luftreifens 1 von 3A insgesamt
mit 16 bezeichnet.
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Die
Arbeitsstation 16 ist einer herkömmlichen Aufbauanlage zur Herstellung
von Luftreifen oder zur Ausführung
eines Teils von Arbeitsvorgängen
zugeordnet, die in dem Produktionszyklus von Luftreifen vorgesehen
sind, wobei die Anlage ansonsten nicht dargestellt wird und an sich
bekannt ist.
-
In
einer solche Anlage sind an sich bekannte und nicht gezeigte Vorrichtungen
zur Montage des Karkassenaufbaus 2 und des ihm zugeordneten
ringförmigen
Verstärkungsaufbaus 3 auf
einem Trägerelement vorhanden,
das in der Lage ist, im Wesentlichen eine Torusform anzunehmen,
beispielsweise auf einer Aufbautrommel 18, die an sich
bekannt ist, sowie zur darauf folgenden Montage des Gurtaufbaus 5 an
einer radial äußeren Position
bezogen auf den Karkassenaufbau 2.
-
Die
Arbeitsstation 16 hat einen an sich bekannten robotisierten
Arm, der insgesamt mit 21 bezeichnet ist, vorzugsweise
eine anthropomorphe Bauweise mit sieben Achsen hat und dafür vorgesehen
ist, jede Trommel 18, die den Karkassenaufbau 2,
den ringförmigen
Verstärkungsaufbau 3 und
den Gurtaufbau 5 trägt,
von einer Aufnahmeposition 20, die sich am Ende eines Förderbandes 19 oder
einer anderen geeigneten Transporteinrichtung befindet, für eine Abgabeposition
der Abschnitte 9, 10 des Laufflächenbandes 6 aufzunehmen.
-
Insbesondere
befindet sich die Abgabeposition des ersten Abschnitts 9 des
Laufflächenbandes 6 an einem
ersten Abgabeelement 22 eines Extruders 23, der
so angepasst ist, dass er wenigstens ein erstes fortlaufendes langgestrecktes
Element bereitstellt, das aus einem langgestreckten Element 24 aus
einem geeigneten elastomeren Material mit einer geeigneten Querschnittsgröße besteht,
während
sich die Abgabeposition des zweiten Abschnitts 10 des Laufflächenbandes 6 an
einem zweiten Abgabeelement 25 eines Extruders 26 befindet,
der so angepasst ist, dass er wenigstens ein zweites fortlaufendes
langgestrecktes Element liefert, das aus einem langgestreckten Element 27 besteht,
das ebenfalls aus einem geeigneten elastomeren Material mit einer
geeigneten Querschnittsgröße besteht.
-
Unter
Bezugnahme auf die vorstehend beschriebene Arbeitsstation 16 und 4 wird
nun eine erste bevorzugte Ausführungsform
des Verfahrens zum Aufbau eines Luftreifens dieser Erfindung beschrieben.
-
In
einer Reihe von Vorstufen, die stromauf von der Arbeitsstation 16 ausgeführt werden,
werden der Karkassenaufbau 2 mit dem ringförmigen Verstärkungsaufbau 3 und
der Gurtaufbau 5 zusammengefügt und auf der Trommel 18 geformt,
die für
im Wesentlichen eine Torusform des im Aufbau befindlichen Luftreifens sorgt
und dann festlegt. Die Trommel 18 wird dann durch das Förderband 19 zur
Aufnahmeposition 20 transportiert.
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In
einem darauf folgenden Schritt positioniert der robotisierte Arm 21 die
Trommel 18 in der ersten Abgabeposition, die an dem ersten
Abgabeelement 22 für
das langgestreckte Element 24 definiert ist, das aus dem
ersten elastomeren Material besteht, das nach dem Vulkanisieren
ein Elastizitätsmodul
E' unter Kompression
bei 23°C
zwischen etwa 20 und etwa 80 MPa hat, und die ersten Abschnitte 9 des
Laufflächenbandes 6 bilden
soll.
-
In
einer solchen Abgabeposition dreht der robotisierte Arm 21 die
Trommel 18 um ihre Drehachse X-X und führt eine Relativverschiebung
zwischen dem Abgabeelement 22 und der Trommel 18 aus,
indem der letzteren auch eine translative Bewegung längs einer
Richtung gegeben wird, die im Wesentlichen parallel zu der vorstehend
erwähnten
Drehachse X-X ist.
-
Gleichzeitig
mit der Dreh- und Translationsbewegung der Trommel 18 liefert
das erste Abgabeelement 22 das langgestreckte Element 24 an
einer radial äußeren Position
bezogen auf die Gurtschicht 5, so dass ein erster Abschnitt 9 des
Laufflächenbandes 6 gebildet
wird, in dem anschließend
die Längsnuten
ausgebildet werden.
-
Vorteilhafterweise
wird die Dreh- und Translationsbewegung der Trommel 18 in
geeigneter Weise so ausgeführt,
dass eine Vielzahl von ersten Abschnitten 9 gebildet wird,
die axial mit der vorgegebenen Teilung p beabstandet sind.
-
Vorzugsweise
wird die Abgabe des langgestreckten Elements 24 dadurch
ausgeführt,
dass eine Vielzahl von Windungen gebildet wird, die axial Seite
an Seite und/oder radial aufeinandergelegt angeordnet werden, um
so die ersten Abschnitte 9 zu bilden.
-
In
einem darauf folgenden Schritt positioniert der robotisierte Arm 21 die
Trommel 18 in der zweiten Abgabeposition, die an dem zweiten
Abgabeelement 25 für
das langgestreckte Element 27 aus dem zweiten elastomeren
Material vorgesehen ist, das die zweiten Abschnitte 10 des
Laufflächenbandes 6 bilden
soll und nach der Vulkanisierung einen Wert des Elastizitätsmoduls
E' unter Kompression
bei 23°C
hat, der niedriger ist als der des ersten elastomeren Materials,
das die ersten Abschnitte 9 bildet.
-
Der
robotisierte Arm 21 dreht ebenfalls in dieser zweiten Abgabestellung
die Zusatztrommel 18 um ihre Drehachse X-X und führt eine
Relativverschiebung zwischen dem Abgabeelement 25 und der
Zusatztrommel 18 aus, wodurch letzterer auch eine translative
Bewegung längs
einer Richtung im Wesentlichen parallel zur vorstehend erwähnten Drehachse
X-X gegeben wird.
-
Gleichzeitig
zu der Dreh- und Translationsbewegung der Trommel 18 liefert
das zweite Abgabeelement 25 das langgestreckte Element 27 an
einer radial äußeren Position
bezüglich
der Gurtlage 5, so dass die zweiten Abschnitte 10 des
Laufflächenbandes 6 zwischen
den vorher ausgebildeten ersten Abschnitten 9 gebildet
werden.
-
In
diesem Fall ist die Dreh- und Translationsbewegung der Trommel 18 ebenfalls
geeignet angetrieben, um eine Vielzahl von zweiten Abschnitten 10 zu
bilden, die axial mit einer vorgegebenen Teilung p beabstandet sind.
-
Bei
diesem Schritt wird die Abgabe des langgestreckten Elements 27 vorzugsweise
ebenfalls dadurch ausgeführt,
dass eine Vielzahl von Windungen gebildet wird, die axial Seite
an Seite und/oder radial aufeinandergelegt gebildet werden.
-
Am
Ende dieses zweiten Ablageschritts kann das Laufflächenband 6 des
im Bau befindlichen Rohluftreifens als vollständig angesehen werden, so dass
aus diesem Grund die Trommel 18 in bekannter und nicht gezeigter
Weise zu der nachfolgenden Arbeitsstation der Anlage transportiert
wird.
-
Insbesondere
werden dann ein Ausformungsschritt für die Längsnuten 11 in den
ersten Abschnitten 9 und ein Vulkanisierschritt für den Luftreifen
in an sich bekannter Weise in einer Arbeitsstation ausgeführt, die ebenfalls
an sich bekannt und nicht gezeigt ist.
-
Nach
der Erfindung ist die Ablagesequenz der Abschnitte 9, 10 nicht
kritisch, so dass es aus diesem Grund auch möglich ist vorherzusehen, dass
die zweiten Abschnitte 10 vor den ersten Abschnitten 9 an
einer radial äußeren Position
bezüglich
der Gurtlage 5 ausgebildet werden.
-
Bei
einer Variante der vorhergehenden Ausführungsform des Verfahrens nach
der Erfindung, die in 5 dargestellt ist, wird eine
im Wesentlichen zylindrische Zusatztrommel 18' verwendet,
auf der der Gurtaufbau 5 montiert ist. Die Zusatztrommel 18' wird im Wesentlichen
wie die vorher erläuterte
Trommel 18 bewegt.
-
Genauer
gesagt, wird die Zusatztrommel 18' an dem ersten Abgabeelement 22 für das erste
elastomere Material angeordnet, anschließend wird ein langgestrecktes
Element 24 des ersten elastomeren Materials mit Hilfe des
Abgabeelements 22 auf den Gurtaufbau 4 abgegeben,
vorzugsweise während
eine Relativverschiebung zwischen dem ersten Abgabeelement 22 und
der Zusatztrommel 18' ausgeführt wird,
um die ersten Abschnitte 9 des Laufflächenbandes 6 zu bilden.
-
Danach
wird die Zusatztrommel 18' an
dem zweiten Abgabeelement 25 für das zweite elastomere Material
angeordnet, und ein langgestrecktes Element 27, das von
dem Element 25 abgegeben wird, wird auf dem Gurtaufbau 5 abgelegt,
vorzugsweise während
eine Relativverschiebung zwischen dem zweiten Abgabeelement 25 und
der Zusatztrommel 18' ausgeführt wird,
so dass die zweiten Abschnitte 10 des Laufflächenbandes 6 zwischen
den vorher ausgebildeten ersten Abschnitten 9 ausgebildet
werden.
-
Bei
dieser Ausführungsform
werden ebenfalls die Schritte des Abgebens der vorstehend erwähnten langgestreckten
Elemente aus elastomerem Material vorzugsweise dadurch ausgeführt, dass
die Zusatztrommel 18' um
ihre Drehachse gedreht wird.
-
In
gleicher Weise werden die vorstehend erwähnten Abgabeschritte dadurch
ausgeführt,
dass eine Vielzahl von Windungen gebildet werden, die axial Seite
an Seite und/oder radial aufein andergelegt werden, um die ersten
und zweiten Abschnitte 9, 10 des Laufflächenbandes 6 zu
bilden.
-
Vorzugsweise
wird schließlich
die Relativverschiebung zwischen den Abgabeelementen 22 und 25 und
der Zusatztrommel 18' ausgeführt, indem
der Zusatztrommel 18' eine
Translationsbewegung längs
einer Richtung im Wesentlichen parallel zu ihrer Drehachse erteilt
wird.
-
Auch
in diesem Fall ist die Ablagesequenz der Abschnitte 9, 10 nicht
kritisch, so dass es aus diesem Grund möglich ist vorherzusehen, dass
die zweiten Abschnitte 10 vor den ersten Abschnitten 9 an
einer radial äußeren Position
bezüglich
der Gurtlage 5 ausgebildet werden.
-
Am
Ende der Ablage des Laufflächenbandes 6 wird
die Anordnung aus Gurtaufbau und Laufflächenband mit den restlichen
Teilen des im Aufbau befindlichen Luftreifens verbunden, die auf
einer anderen Aufbautrommel warten.
-
Diese
bevorzugten Ausführungsformen
des Verfahrens nach der Erfindung haben insbesondere eine vorteilhafte
und effektive Anwendung, wenn es erwünscht ist, eine herkömmliche
Produktionsstraße
einzusetzen, wobei tatsächlich
wenigstens eine Aufbautrommel verwendet wird, auf der die Halbfabrikate,
die die Luftreifen bilden sollen, wenigstens teilweise ausgebildet
werden, und wobei die herkömmliche
Produktionsstraße mit
einer robotisierten Endstation zur Fertigung des Laufflächenbandes
mit den vorstehend beschriebenen axial benachbarten Abschnitten
integriert ist.
-
Bei
der in 6 gezeigten Ausführungsform ist eine Arbeitsstation
zur Fertigung des Laufflächenbandes 6 des
Luftreifens 1 insgesamt mit 17 bezeichnet.
-
Die
Arbeitsstation 17 ist insbesondere einer hochautomatisierten
Anlage zum Bauen von Luftreifen oder zur Ausführung eines Teils der Arbeitsgänge zugeordnet,
die in einem Produktionszyklus des Luftreifens vorgesehen sind,
wobei die Anlage ansonsten nicht gezeigt wird, da sie an sich bekannt
ist.
-
Innerhalb
des Rahmens dieser Arbeitsgänge
wird vorteilhafterweise vorgesehen, die verschiedenen Teile des
Luftreifens 1 direkt auf einem Träger 28, der im Wesentlichen
torusförmig und
vorzugsweise im Wesentlichen starr ist, aufzubauen, der eine Außenfläche 28a, 28b hat,
die im Wesentlichen entsprechend der Innenform des Luftreifens geformt
ist.
-
Innerhalb
einer solchen Anlage sind hier nicht gezeigte robotisierte Stationen
zum Aufbauen des Karkassenaufbaus 2 mit dem ringförmigen Verstärkungsaufbau 3 auf
dem torusförmigen
Träger 28 und
zum darauf folgenden Anordnen des Gurtaufbaus 5 an einer
radial äußeren Position
bezüglich
des Karkassenaufbaus 2 vorhanden.
-
Die
Arbeitsstation 17 hat einen an sich bekannten robotisierten
Arm, der insgesamt mit 29 bezeichnet ist, vorzugsweise
die anthropomorphe Bauweise mit sieben Achsen hat und zur Aufnahme
eines jeden Trägers 28 dienen
soll, der den Karkassenaufbau 2, den ringförmigen Verstärkungsaufbau 3 und
den Gurtaufbau 5 von einer Aufnahmeposition 30,
die am Ende der beiden Tragarme 36, 37 eines Gestells 31 oder
einer anderen geeigneten Trageinrichtung ausgebildet ist, zu einer
Abgabeposition für
die Abschnitte 9 und 10 des Laufflächenbandes 6 trägt.
-
Insbesondere
wird die Abgabeposition für
die ersten Abschnitte 9 des Laufflächenbandes 6 an einem ersten
Abgabeelement 32 eines Extruders 33 ausgebildet,
der so angepasst ist, dass er wenigstens ein erstes fortlaufendes
langgestrecktes Element bereitstellt, das aus einem langgestreckten
Element (in 6 nicht sichtbar) besteht, das
aus einem geeigneten ersten elastomeren Material besteht, das eine
geeignete Querschnittsgröße hat,
während
die Abgabeposition für
die zweiten Abschnitte 10 des Laufflächenbandes 6 an einem
zweiten Abgabeelement 34 eines Extruders 35 ausgebildet
ist, der so angepasst ist, dass wenigstens ein zweites fortlaufendes
langgestrecktes Element bereitgestellt wird, das aus einem langgestreckten
Element (in 6 ebenfalls nicht sichtbar)
besteht, das aus einem geeigneten zweiten elastomeren Material besteht,
das eine geeignete Querschnittsgröße hat.
-
Weitere
bauliche und funktionelle Einzelheiten des robotisierten Arms
29 sind
beispielsweise in der internationalen Patentanmeldung
WO 00/35666 im Namen der vorliegenden
Anmelderin aufgeführt,
deren Beschreibung durch Referenz eingeschlossen ist.
-
Unter
Bezugnahme auf die Arbeitsstation 17, die vorstehend beschrieben
wurde, und 6 wird nun eine weitere bevorzugte
Ausführungsform
des Verfahrens zum Aufbau eines Luftreifens dieser Erfindung beschrieben.
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In
einer Reihe von Vorstufen, die stromauf von der Arbeitsstation 17 in
einer Reihe von robotisierten Stationen ausgeführt wurden, wurden der Karkassenaufbau 2,
der ringförmige
Verstärkungsaufbau 3 und
der Gurtaufbau 5 auf dem Träger 28 aufgebaut,
der dann zu der Aufnahmeposition 30 transportiert wird.
-
In
einem darauf folgenden Schritt positioniert der robotisierte Arm 29 den
Träger 28 in
der ersten Abgabeposition, die an dem ersten Abgabeelement 32 für das langgestreckte
Element gebildet wird, das aus dem ersten elastomeren Material besteht,
welches nach dem Vulkanisieren einen Wert des Elastizitätsmoduls
E' unter Kompression
bei 23°C
zwischen etwa 20 und etwa 80 MPa hat und zur Bildung der ersten
Abschnitte 9 des Laufflächenbandes 6 dienen
soll.
-
In
einer solchen Abgabestellung dreht der robotisierte Arm 29 den
Träger 28 um
seine Drehachse X-X und führt
eine Relativverschiebung zwischen dem Abgabeelement 32 und
dem Träger 28 aus,
wobei dem letzteren auch eine Translationsbewegung längs einer
Richtung erteilt wird, die im Wesentlichen parallel zu der vorstehend
erwähnten
Drehachse X-X ist.
-
Gleichzeitig
mit der Dreh- und Translationsbewegung des Trägers 28 liefert das
erste Abgabeelement 32 das langgestreckte Element an einer
radial äußeren Position
bezüglich
der Gurtlage 5, so dass die ersten Abschnitte 9 des
Laufflächenbandes 6 gebildet
werden.
-
Vorzugsweise
erfolgt die Abgabe des langgestreckten Elements dadurch, dass eine
Vielzahl von Windungen gebildet werden, die axial Seite und Seite
und/oder radial aufeinandergelegt angeordnet sind, so dass die ersten
Abschnitte 9 gebildet werden.
-
In
einem darauf folgenden Schritt positioniert der robotisierte Arm 29 den
Träger 28 in
der zweiten Abgabestellung, die an dem zweiten Abgabeelement 34 für das langgestreckte
Element ausgebildet ist, das aus dem zweiten elastomeren Material
besteht, welches nach dem Vulkanisieren einen Wert des Elastizitätsmoduls
E' unter Kompression
bei 23°C
hat, der niedriger als der des ersten elastomeren Materials ist,
welches die ersten Abschnitte 9 bildet.
-
In
der zweiten Abgabeposition dreht der robotisierte Arm 29 den
Träger 28 ebenfalls
um seine Drehachse X-X und führt
eine Relativverschiebung zwischen dem Abgabeelement 34 und
dem Träger 28 aus,
wodurch letztere ebenfalls eine Translationsbewegung längs einer
Richtung erteilt wird, die im Wesentlichen parallel zu der vorstehend
erwähnten
Drehachse X-X ist.
-
Gleichzeitig
zu der Dreh- und Translationsbewegung des Trägers 38 liefert das
zweite Abgabeelement 34 das langgestreckte Element an einer
radial äußeren Position
bezogen auf die Gurtlage 5, so dass die zweiten Abschnitte 10 des
Laufflächenbandes 6 zwischen
den vorher ausgebildeten ersten Abschnitten 9 gebildet werden.
-
Auch
in diesem Fall wird die Abgabe des langgestreckten Elements vorzugsweise
dadurch ausgeführt, dass
eine Vielzahl von Windungen gebildet wird, die axial Seite und Seite
und/oder radial aufeinandergelegt angeordnet werden.
-
Auch
in diesem Fall ist die Ablagesequenz der ersten und zweiten Abschnitte 9, 10 nicht
kritisch, so dass es aus diesem Grund möglich ist vorherzusehen, dass
die zweiten Abschnitte 10 vor den ersten Abschnitten 9 an
einer radial äußeren Position
bezogen auf die Gurtlage 5 ausgebildet werden.
-
Am
Ende dieses zweiten Ablageschritts kann das Laufflächenband 6 des
im Bau befindlichen Rohluftreifens als vollständig angesehen werden, so dass
aus diesem Grund der Träger 28 in
an sich bekannter und nicht gezeigter Weise zu den darauf folgenden
Arbeitsstationen der Anlage transportiert wird.
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Gleichzeitig
zu dem, was vorher beschrieben wurde, wird der so erhaltene Rohluftreifen
dem Schritt der Ausbildung der Längsnuten 11 und
des Vulkanisierens zugeführt.
-
Diese
andere bevorzugte Ausgestaltung des Verfahrens nach der Erfindung
hat insbesondere eine vorteilhafte und wirksame Anwendung, wenn
man Produktionstechniken benutzen möchte, die es erlauben, die
Herstellung und Lagerung von Halbfabrikaten zu minimieren oder gegebenenfalls
auszuschließen,
beispielsweise dadurch, dass Prozesslösungen zur Anwendung kommen,
die es erlauben, die Einzelkomponenten dadurch herzustellen, dass
sie direkt auf den herzustellenden Luftreifen in einer vorgegebenen
Sequenz mit Hilfe einer Vielzahl von robotisierten Stationen aufgebracht
werden.
-
Wenn
der Luftreifen 1 mit einer Schicht 12 aus elastomerem
Material versehen werden soll, das zwischen dem Laufflächenband 6 und
dem Gurtaufbau 5 angeordnet ist, beispielsweise wie es
in 1, 2, 2A und 3B gezeigt
ist, umfasst der Aufbauprozess auch den Schritt, die vorstehend
erwähnte
Schicht an einer radial äußeren Position
bezüglich
des Gurtaufbaus 5 abzulegen, bevor die ersten oder zweiten
Abschnitte 9, 10 des Laufflächenbandes abgelegt werden.
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Dieser
zusätzliche
Abgabeschritt soll in vorteilhafter Weise an der ersten oder zweiten
Abgabeposition entsprechend dem Typ Material ausgeführt werden,
der zur Bildung der Schicht 12 verwendet wird.
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Bei
einer vorteilhaften Ausführungsform
ist es möglich,
die Bauzeiten wesentlich zu verkürzen,
indem die Ablage der Schicht 12 gleichzeitig mit der Ablage
der ersten und zweiten Abschnitte 9, 10 des Laufflächenbandes 6 ausgeführt wird,
wenn die Abschnitte und die Schicht 12 aus dem gleichen
elastomeren Material bestehen.
-
Von
der Anmelderin ausgeführte
wiederholte Versuche haben gezeigt, dass die Luftreifen nach der
Erfindung das Ziel zur Verbesserung der Wasserabführkapazität und der
Straßenhaftung
auf nassem Boden voll erreichen.