DE69712882T2

DE69712882T2 - Verfahren zur Herstellung eines Luftreifens für Fahrzeugräder

Info

Publication number: DE69712882T2
Application number: DE1997612882
Authority: DE
Inventors: Renato Caretta
Original assignee: Pirelli SpA
Current assignee: Pirelli and C SpA
Priority date: 1997-07-31
Filing date: 1997-07-31
Publication date: 2002-12-12
Anticipated expiration: 2017-08-01
Also published as: AR013386A1; EP0894614B1; JPH11165359A; BR9802809A; EP0894614A1; DE69712882D1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Reifens für Fahrzeugräder mit den Schritten: Ausbilden eines Luftschlauchs mit Torusform, der ein Querprofil in Form eines geschlossenen Rings hat, Überziehen des Luftschlauchs mit einem Karkassenaufbau, zu dessen Herstellung das Wickeln von wenigstens einem ersten fadenförmigen Element um das Querprofil des Luftschlauchs herum gehört, um erste Windungen zu bilden, die aufeinander folgend in einer Beziehung Seite an Seite längs der Umfangserstreckung des Luftschlauchs angeordnet sind, um eine erste Karkassenlage zu bilden, die den Luftschlauch vollständig überzieht, Zuordnen eines in Umfangsrichtung nicht dehnbaren Gurtaufbaus und eines in Umfangsrichtung zum Gurtaufbau äußeren Laufflächenbandes zu dem Karkassenaufbau in einer radial äußeren Position.
Gemäß der Erfindung ergibt dieses Verfahren einen Reifen für Fahrzeugräder, dessen Aufbau einen Luftschlauch oder einen aufblasbaren Kern mit einer Toroidform, der ein Querprofil in Form eines geschlossenen Rings hat, einen Karkassenaufbau mit wenigstens einer ersten Karkassenlage, die von wenigstens einem ersten fadenförmigen Element gebildet wird, das um das Querprofil des Luftschlauchs zur Bildung von ersten Windungen herumgewickelt ist, die aufeinander folgend in einer Beziehung Seite an Seite längs der Umfangserstreckung des Luftschlauchs angeordnet sind, ein Paar von ringförmigen Elementen für die Verankerung an einer Felge, die axial im Abstand voneinander angeordnet sind und sich am Umfang auf den Luftschlauchoberflächen auf einer radial inneren Position erstrecken, einen Gurtaufbau, der den Karkassenaufbau in einer radial äußeren Position bezüglich der Drehachse des Reifens umschließt, und ein Laufflächenband aufweist, das in Umfangsrichtung an einer radial äußeren Position bezüglich des Gurtaufbaus angeordnet ist. Der erwähnte Aufbau kann weiterhin gemäß der Erfindung mit einer Felge mit einer Bauweise gekoppelt werden, die einen zentralen Abschnitt für den Eingriff mit einer Nabe eines Fahrzeugrads und Eingriffseinrichtungen für den Reifen aufweist. Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf ein Rad, das aus diesem Aufbau und einer Felgenanordnung besteht.
Bekanntlich haben Reifen für Fahrzeugräder eine Toroidform, deren Profil im Querschnitt gesehen an ihrer inneren Umfangsseite offen ist. Insbesondere ist das Reifenprofil im Querschnitt gesehen zwischen zwei inneren Umfangsrändern begrenzt, die von entsprechenden Wulsten gebildet werden, die axial im Abstand voneinander angeordnet sind. In jeden Wulst ist ein nicht dehnbares ringförmiges Element integriert, auf das gewöhnlich als Wulstkern Bezug genommen wird, während am Umfang auf die Außenfläche des Wulstkerns eine elastomere Füllung aufgebracht wird, die gewöhnlich durch Extrusion erhalten wird.
Um das Querschnittsprofil des Wulstkerns sind Laschen von einer oder mehreren Karkassenlagen nach oben umgeschlagen. Jede Karkassenlage ist aus einer Vielzahl von Textilkorden hergestellt, die parallel in einer Beziehung Seite an Seite angeordnet und in eine Elastomerschicht eingeschlossen sind, die zugeführt von einem Extrusionswerkzeug mit Hilfe geeigneter Kalanderwalzen erzeugt wird. Das bei diesem Schritt erhaltene gummierte Gewebe wird dann quer in Stücke gewünschter Länge geschnitten, die danach an den entsprechenden Seitenrändern miteinander verbunden werden, wahlweise durch leichtes gegenseitiges Überlappen, um eine gummierte Lage mit quer angeordneten Textilgurten herzustellen.
Die aus einer oder mehreren solchen Karkassenlagen und den Wulstkernen mit der jeweiligen Elastomerfüllung gebildete Anordnung bildet den so genannten Karkassenaufbau eines Reifens.
Auf den Karkassenaufbau ist am Umfang in äußerer Position ein in Umfangsrichtung nicht dehnbarer Gurtaufbau aufgebracht, der einen oder mehrere aufeinander gelegte Streifen aus gummiertem Gewebe aufweist, die von textilen und/oder metallischen Korden gebildet sind. Auf dem Gurtaufbau ist am Umfang ein Laufflächenband aufgewebt, das durch Extrusion erhalten wird und über das der Reifen Kontakt mit dem Boden bekommt.
Die Wulste sind so gebaut und geformt, dass sie mit den jeweiligen Umfangsabschnitten einer Felge zusammenwirken, die dem Reifen zugeordnet ist, um eine dauernde Verbindung zwischen diesen beiden Bauelementen eines Rads zu gewährleisten.
Insbesondere ermöglicht es die Verbindung zwischen dem Wulst und dem entsprechenden Umfangsabschnitt der Felge dem Wulst, dass er dauernd gegen eine Anschlagschulter unter der Wirkung des Reifenaufpumpdrucks gedrückt wird. Bei schlauchlosen Reifen, d. h. bei Reifen ohne einen Luftschlauch, wird die Verbindung zwischen dem Wulst und dem entsprechenden Umfangsfelgenabschnitt dadurch erreicht, dass eine hermetische Abdichtung der in dem Reifen enthaltenen Luft ebenfalls gewährleistet ist.
In jedem Fall, sowohl bei schlauchlosen Reifen als auch bei Reifen mit Verwendung eines Luftschlauchs, stützt sich die Aufgabe, dem inneren Aufpumpdruck des Reifens entgegenzuwirken, auf die Felge.
Zusätzlich zu den oben beschriebenen Reifen mit einem Querprofil mit offenem Querschnitt, dessen Verwendung nahezu universell für alle Arten von Straßenreifen verbreitet ist, wurden mehrere Reifenarten mit einem Querschnittsprofil in Form eines geschlossenen Rings vorgeschlagen. Beispielsweise offenbart das US-Patent 4,232,723 einen Reifen mit einem Luftschlauch und einem Karkassenaufbau, der im Wesentlichen eine bandförmige Lage aufweist, die mit radialen, in der Umfangserstreckung des Reifens verlaufenden Fäden verstärkt und mit ihren Endlaschen um den Luftschlauch herum so gewickelt ist, dass er über seinem gesamten Querschnittsprofil überdeckt ist. Zwischen die Karkassenlage und den Luftschlauch wird an einer am Umfang äußeren Position bezüglich des Luftschlauchs ein Gurtaufbau angeordnet. Der Gurtaufbau hat im Querschnitt ein im Wesentlichen flaches Profil und wird insbesondere von einem oder mehreren Streifen gebildet, die sich am Umfang des Reifens erstrecken und um zwei nicht dehnbare ringförmige Elemente herumgeschlagen sind, die sich an dem Bereich befinden, auf den gewöhnlich als Reifenschulter Bezug genommen wird.
Die Verbindung zwischen dem Reifen und der Felge wird durch einen Umfangswulst erreicht, der in einem Stück mit dem die Reifenseitenwände bildenden elastomeren Material hergestellt ist und sich an einer radial inneren und zentrierten Position bezüglich des Reifens erstreckt.
Eine weitere Art eines Reifens mit einem geschlossenen Querschnittsprofil ist in dem US-Patent 4,283,366 offenbart, das hier als ein Beispiel für den nächstgelegenen Stand der Technik in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung genannt wird.
Dieser Reifen hat einen Luftschlauch mit einem im Wesentlichen ovalen Querschnittsprofil, ein Paar von Wulstkernen, die axial im Abstand voneinander und direkt in Kontakt mit dem Luftschlauch angeordnet und auf ihrer Seite zur Reifenachse umgeschlagen sind. Die aus dem Luftreifen und den Wulstkernen gebildete Anordnung wird in einen Karkassenaufbau eingeschlossen, der im Wesentlichen von einem Kord gebildet wird, der wendelförmig um das Querschnittsprofil des Luftreifens gewickelt ist. Der so gewickelte Kord bildet eine Vielzahl von Windungen, die aufeinander folgend in einer Beziehung Seite an Seite längs der Umfangserstreckung des Reifens angeordnet und in entsprechenden Ebenen ausgerichtet sind, die im Wesentlichen radial zur Drehachse des Reifens selbst sind.
Auf den Luftreifen ist in einer radial äußeren Position ein Gurt aufgebracht, der einen oder mehrere in Umfangsrichtung nicht dehnbaren Gurtstreifen aufweist, auf denen das Laufflächenband aufgebracht wird.
Während der Ausbildung des Karkassenaufbaus sowie während der folgenden Schritte des Aufbauvorgangs wird der Luftschlauch in einem Rohzustand in seiner Toroidform durch einen inneren Kern gehalten, der zerkleinerbar ist und dem Luftschlauch eine ausreichende Konsistenz gibt, so dass er in der Lage ist, jede Art von Handhabung auszuhalten. Dieser Kern, der im Wesentlichen aus durch ein Bindemittel zusammengehaltenem Pulver besteht, wird nach der Vulkanisierung des Reifens zerkleinert, und das zurückbleibende Pulver wird aus dem Luftschlauch durch eines oder mehrere Ventile zum Aufpumpen des Reifens entfernt.
Die Verwendung eines ausreichend starren, inneren zerkleinerbaren Kerns war erforderlich, um das Wickelns des Karkassenkords um den bereits zu einem Oval geformten Luftreifen herum zu ermöglichen, da die alternative Lösung des Aufpumpens des Luftreifens, um ihm die erforderliche Konsistenz während der Reifenaufbauschritte zu geben, den Luftschlauch unvermeidbar dazu gebracht hätte, eine Kreisform mit geradem Querschnitt anzunehmen. Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung wird vermerkt, dass "oval" und "elliptisch", wie sie hier in Frage kommen, im Wesentlichen äquivalente Ausdrücke sind.
Eine weitere Art eines Reifens mit geschlossenem Querschnittsprofil ist in dem FR- Patent 2 348 066 gezeigt. Dieses Dokument offenbart insbesondere einen Reifen für Räder, der zwei oder mehr Luftkammern hat, die mit einem Füllstoffmaterial, das zwischen den Luftkammern angeordnet ist, einen aufblasbaren Kern bilden. Dieser aufblasbare Kern ist zu einer im Wesentlichen elliptischen Gestalt durch Aufblasen auf einen vorher eingestellten Druck geformt. Der aufblasbare Kern ist mit einem Karkassenaufbau überzogen, der von wenigstens einem fadenförmigen Element gebildet wird, das um den aufblasbaren Kern gewickelt ist.
Der Anmelder erkannte, dass das Ablegen des Kords auf dem Luftschlauch mit Kreisform im Querschnitt eine Änderung in der Radiuskrümmung des Kords in dem Augenblick einer Änderung der Luftschlauchform von kreisförmig zu elliptisch sowie eine Änderung in der Korddicke einschließen würde, was zu einer ungleichförmigen und unausgeglichenen Verteilung der Kräfte in der Karkassenlage führen würde.
In einer anfänglichen Erkenntnis hat der Anmelder gemerkt, dass die Dickensteuerung und die Gleichförmigkeit der auf dem Luftschlauch angeordneten Windungen für Hochleistungsreifen mit erniedrigtem Querschnitt jedoch weniger kritisch sind, d. h. bei Reifen, bei denen das Verhältnis zwischen Breite und Höhe 0,70 entspricht und kleiner als dieser Wert ist.
Basierend auf dieser Erkenntnis, die nur für spezielle Exemplare gültig ist, wurde jedoch eine Lösung geprüft, die für jede Art von Reifen geeignet sein könnte.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wurde gefunden, dass die Herstellung eines Reifens stark vereinfacht und verbessert werden kann, wenn der Karkassenaufbau durch Aufwickeln eines oder mehrerer fadenförmiger Elemente direkt auf den Luftschlauch hergestellt wird, wobei letzterer in eine im Wesentlichen elliptische Form gebracht ist und wenigstens teilweise so weit aufgeblasen ist, dass er eine strukturelle Festigkeit erreicht, die geeignet ist, zu verhindern, dass er während des Bearbeitens einem Kollabieren unterliegt.
Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung eines Reifens für Fahrzeugräder, das durch die Merkmale gekennzeichnet ist, die in dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 wiedergegeben sind.
Vorzugsweise ist der Luftreifen auf einen Vulkanisierungsgrad von wenigstens gleich 50% vorvulkanisiert und auf einen tatsächlichen Druck aufgeblasen, der 0,2 bar nicht überschreitet.
Gemäß einer ersten Ausführungsform sind für die Herstellung des Luftschlauchs die folgenden Schritte vorgesehen: Einspritzen eines elastomeren Materials in zwei gegenüberliegende Hohlräume, die zwischen zwei entsprechenden Hohlräumen für eine Bewegung nahe zueinander und einem Formkörper oder Formstück gebildet werden, der/das zwischen die Formhälften eingesetzt ist, um zwei Hälften des Luftschlauchs zu bilden, Entfernen des ersteren aus den Formhälften, Bewegen der Formhälften nahe zueinander, so dass die Luftschlauchhälften an den jeweiligen Verbindungsstirnrändern zusammenpassen, Vorvulkanisieren des Luftschlauchs in den Formhälften.
Gemäß einer möglichen alternativen Ausgestaltung gehören zur Ausbildung des Luftschlauchs die folgenden Schritte: Einführen einer vorgegebenen Menge von Kautschuklatex in einen Hohlraum einer Form, Herbeiführen einer Rotation der Form um wenigstens zwei senkrechte Achsen, so dass der Kautschuklatex auf den Oberflächen des Hohlraums homogen verteilt wird, Vorvulkanisieren des Luftschlauchs.
Vorteilhafterweise erfolgt das Aufwickeln des wenigstens einen fadenförmigen Elements dadurch, dass die Drehung einer Spule, die das fadenförmige Element trägt, um die Querachse des Luftschlauchs herbeigeführt wird, während der Luftschlauch selbst dazu gebracht wird, im Wesentlichen um eine eigene geometrische Drehachse zu drehen.
Vorzugsweise erfolgt das Ablegen des wenigstens einen ersten fadenförmigen Elements über dem Luftschlauch an einem Abschnitt des Luftschlauchs, der zwischen zwei einander gegenüberliegenden Führungskrägen geführt wird.
Es ist ferner vorgesehen, dass während des Wickelns des wenigstens einen ersten fadenförmigen Elements der Abzug des fadenförmigen Elements von der Spule so gesteuert werden sollte, dass er ein lineares Ausmaß hat, das etwas niedriger als die äußere Umfangserstreckung des Luftschlauchquerprofils für jede Windung ist, wie von der Spule um das Luftschlauchquerprofil ausgeführt wird, so dass die Spannung des fadenartigen Elements eine 2%-Dehnung nicht überschreitet.
Dem Aufwickeln des wenigstens einen fadenförmigen Elements kann ein Schritt vorausgehen, eine erste Schicht eines Elastomerrohmaterials auf den Luftschlauch aufzubringen.
Dieses Aufbringen erfolgt vorzugsweise durch Wickeln eines ersten bandförmigen Elements aus elastomerem Rohmaterial um das Luftschlauchquerprofil herum, durch Erzeugen von Windungen, die nacheinander in einer Beziehung Seite an Seite angeordnet sind, so dass eine erste Elastomerschicht gebildet wird, die den Luftschlauch gänzlich überzieht.
Gemäß einer bevorzugten alternativen Lösung gehört zur Ausbildung des Karkassenaufbaus das gleichzeitige Aufwickeln von zwei ersten fadenförmigen Elementen, die parallel angeordnet sind, um einen ersten bandförmigen Streifen zu bilden.
Vorzugsweise ist/sind das individuelle bandförmige Element oder die Elemente, die den bandförmigen Streifen bilden, in eine Schicht aus elastomerem Rohmaterial eingeschlossen, das sie vor dem Wickelschritt verbindet.
Gemäß der Erfindung gehört zur Herstellung des Karkassenaufbaus weiterhin das Anbringen eines Paars von ringförmigen Verankerungselementen an der ersten Karkassenlage, wobei die Verankerungselemente im Abstand voneinander angeordnet sind und sich am Umfang an einer radial inneren Position bezüglich des Luftschlauchs erstrecken.
Vorzugsweise wird das Anlegen der ringförmigen Verankerungselemente dadurch ausgeführt, dass letztere axial zu dem Luftschlauch hin bewegt werden, wobei auf diesen Schritt ein weiterer Rollschritt der ringförmigen Verankerungselemente folgt.
Dem Anbringen der ringförmigen Verankerungselemente kann ein Wickelschritt von wenigstens einem zweiten bandartigen Element aus elastomerem Rohmaterial um das Querprofil des Luftschlauchs vorausgehen, wodurch Windungen erzeugt werden, die nacheinander in einer Beziehung Seite an Seite so angeordnet sind, dass sie eine zweite Elastomerschicht bilden, die die erste Karkassenlage im Wesentlichen vollständig abdeckt.
Gemäß einer alternativen Ausgestaltung des in Bezug stehenden Verfahrens erfolgt das Anbringen der ringförmigen Verankerungselemente gleichzeitig mit dem Einschließen des Karkassenaufbaus in eine Vulkanisierform, in der die ringförmigen Verankerungselemente angeordnet sind.
In diesem Fall können die ringförmigen Verankerungselemente durch Einspritzen des elastomeren Materials in die jeweiligen Hohlräume hergestellt werden, die in der Vulkanisierform ausgebildet sind.
Alternativ können die ringförmigen Verankerungselemente aus einem spritzgegossenen elastomeren Material oder durch Extrusion hergestellt werden.
Es kann auch ein Schritt vorgesehen werden, bei welchem wenigstens ein am Umfang nicht dehnbarer ringförmiger Verstärkungseinsatz in jedes der ringförmigen Verankerungselemente eingeschlossen wird.
Dieser ringförmige Verstärkungseinsatz kann in das jeweilige ringförmige Verankerungselement während des Herstellungsschritts des letzteren eingeschlossen werden, wenn es aus einem spritzgegossenen elastomeren Material hergestellt wird.
Alternativ kann jeder der ringförmigen Verstärkungseinsätze in das entsprechende ringförmige Verankerungselement eingeschlossen werden, indem er durch einen Schnitt eingepasst wird, der in dem ringförmigen Verankerungselement angeordnet ist.
Vorzugsweise werden die ringförmigen Verankerungselemente vorvulkanisiert, bevor sie zur Fertigung des Reifens verwendet werden.
Gemäß der Erfindung gehört zur Erfindung des Karkassenaufbaus auch das Anbringen eines haltenden und verstärkenden textilen Aufbaus an einer äußeren Oberfläche jedes der ringförmigen Verankerungselemente.
Dieser verstärkende textile Aufbau kann wenigstens einen bandartigen Streifen aufweisen, der an dem entsprechenden ringförmigen Verankerungselement angebracht wird, bevor letzteres an der ersten Karkassenlage angebracht wird, oder er kann an den ringförmigen Verankerungselementen angebracht werden, nachdem sie an der ersten Karkassenlage angebracht worden sind.
In dem zuletzt erwähnte Fall ist der haltende und verstärkende textile Aufbau vorzugsweise dadurch hergestellt, dass wenigstens ein zweites fadenförmiges Element um das Querprofil des Luftschlauchs herumgewickelt wird, um Windungen zu bilden, die aufeinander folgend in einer Beziehung Seite an Seite längs der gesamten Umfangserstreckung des Luftschlauchs angeordnet sind, um eine zweite Karkassenlage zu bilden, die auf der ersten Karkassenlage liegt.
Dem Aufwickeln des zweiten fadenförmigen Elements kann ein Schritt vorausgehen, zu dem das Überziehen des Elements mit einer Schicht eines elastomeren Rohmaterials gehört.
Die Ausbildung der zweiten Karkassenlage kann ein gleichzeitiges Wickeln von zwei oder mehr zweiten fadenförmigen Elementen umfassen, die parallel in einer Beziehung Seite an Seite angeordnet und wahlweise in eine Schicht aus elastomerem Rohmaterüal eingeschlossen sind, wobei sie miteinander vor ihrem Wickelschritt verbunden werden.
Auf das Anbringen der zweiten Karkassenlage folgt vorzugsweise ein Umfangszuschnittschritt, bei welchem die zweite Karkassenlage an einem radial inneren Bereich bezüglich des Luftschlauchs geschnitten wird, der zwischen den ringförmigen Verankerungselementen eingeschlossen ist.
Die geschnittenen Lappen der zweiten Karkassenlage werden dann in zweckmäßiger Weise geformt, um sie an den Oberflächen der Verankerungselemente und an der ersten Karkassenlage zum Anhaften zu bringen.
Vorzugsweise weist das fragliche Verfahren einen Schritt des Aufbringens von Schutzelementen aus elastomerem Material auf die Außenflächen des Karkassenaufbaus auf.
Das Anbringen dieser Schutzelemente aus elastomerem Material kann vorteilhafterweise durch Einschließen des Karkassenaufbaus in eine Vulkanisierform ausgeführt werden, in der die Schutzelemente angeordnet sind.
Die Schutzelemente können durch Einspritzen von elastomerem Material in entsprechende Hohlräume erhalten werden, die in der Vulkanisierform ausgebildet sind.
Vorteilhafterweise gehören zur Herstellung des Bandaufbaus und des Laufflächenbandes die folgenden Schritte: Anbringen wenigstens eines Gurtstreifens um eine Tragtrommel herum, Aufbringen eines Laufflächenbandes aus elastomerem Rohmaterial am Umfang um den wenigstens einen Gurtstreifen herum, so dass der Gurtaufbau und das Laufflächenband ein ringförmiges Element für eine Verbindung mit dem Karkassenstreifen bilden.
Das Laufflächenband kann vorteilhafterweise durch wendelförmiges Wickeln wenigstens eines fortlaufenden bandartigen Elements aus elastomeren Materials um den Gurtaufbau hergestellt werden, wobei das bandförmige Element durch Extrusion erzeugt wird.
Es kann auch ein Schritt vorgesehen werden, eine Hülse aus elastomerem Rohmaterial anzuordnen, die auf die Tragtrommel vor dem Anbringen des wenigstens einen Gurtstreifens aufgepasst wird.
Das ringförmige Element und der Karkassenaufbau können getrennt voneinander vulkanisiert und miteinander in lösbarer Weise verbunden werden.
In diesem Fall wird wenigstens eine Umfangsnase vorzugsweise an einer radial äußeren Position auf dem Karkassenaufbau vor dem Vulkanisieren des Karkassenaufbaus ausgebildet, während zusätzlich in dem Gurtaufbau vor dessen Vulkanisieren wenigstens ein Verankerungssitz ausgebildet wird, der in seiner Form der Umfangsnase entspricht.
Die Umfangsnase kann vorteilhafterweise durch Wickeln wenigstens eines bandartigen Elements am Umfang rund um den Karkassenaufbau hergestellt werden.
Gemäß einer möglichen alternativen Ausgestaltung werden das ringförmige Element und der Karkassenaufbau gleichzeitig nach ihrer gegenseitigen Verbindung vulkanisiert.
Gemäß einem weiteren innovativen und vorteilhaften Aspekt der Erfindung wird während der Vulkanisierung die Karkasse durch Zuführung eines Druckfluids zu dem Luftschlauch aufgeblasen.
Die Karkassen kann auch in einem aufgeblasenen Zustand während eines Abkühlschritts gehalten werden, der nach dem Vulkanisierschritt ausgeführt wird. Die Vulkanisierung kann entweder durch Wärmezuführung durch Mikrowellen oder durch Erhitzen der Formwände durch elektromagnetische Induktion erfolgen.
Gemäß einer möglichen Ausführungsform kann der Gurtaufbau durch Aufwickeln wenigstens eines Gurtstreifens direkt um den Karkassenaufbau erhalten werden.
Weitere Merkmale und Vorteile werden aus der ins Einzelne gehenden Beschreibung einiger bevorzugter, nicht ausschließender Ausführungsformen eines Reifens für Fahrzeuge gemäß der vorliegenden Erfindung besser ersichtlicht, der mit einer entsprechenden Felge gekoppelt ist.
Diese Beschreibung erfolgt nachstehend unter Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen, die nicht begrenzende Beispiele zeigen, wobei
Fig. 1 ein Halbschnitt eines Rads, bestehend aus einem Reifen und einer Felge, hergestellt gemäß der vorliegenden Erfindung, gesehen im Schnitt längs eine zur Drehachse des Reifens radialen Ebene ist,
- Fig. 2 ein Halbschnitt ähnlich Fig. 1 ist und auf einer zweiten Ausgestaltung eines Rads gemäß der Erfindung basiert,
- Fig. 3 eine dritte Ausführungsform eines Rades ebenfalls im Querschnitt längs einer Ebene gesehen ist, die zur Drehachse des Reifens radial ist,
- Fig. 4 schematisch die Ausführung eines Aufwickelschritts eines bandartigen Elements zur Herstellung eines Karkassenaufbaus um das Querprofil eines Luftschlauchs herum zeigt,
- Fig. 5 schematisch die Reifenkarkasse im Querschnitt gesehen und eingeführt in eine Vulkanisierform beim Schließen der Form zeigt,
- Fig. 6 eine schematische Draufsicht auf eine Anlage zur Herstellung von Reifenkarkassen gemäß dem Bezugsverfahren ist, und
- Fig. 7 eine schematische Ansicht eines Anlagenteils zur Verwendung zur Herstellung von Gurt- und Laufflächenbandaufbauten ist.
In jeder der Figuren sind die unterschiedlichen Radbauteile gemäß der Erfindung mit dem gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet, wie sie für die entsprechenden Radteile in den anderen Figuren verwendet werden.
Aus Gründen der Klarheit in den Zeichnungen sind die Schnittlinien bei den in Fig. 1, 2 und 3 gezeigten Reifen zweckmäßigerweise weggelassen.
Ein Reifen für Fahrzeuge gemäß der vorliegenden Erfindung wird insgesamt durch das Bezugszeichen 1 identifiziert.
Der Reifen 1 eignet sich für die Zuordnung zu einer entsprechenden Felge 2, so dass sie zusammen ein Fahrzeugrad bilden.
Der Reifen 1 hat einen Luftschlauch 3 in Toroidform und wird im Wesentlichen von einem schlauchförmigen Element gebildet, das sich am Umfang um die geometrische Achse des Reifens herum erstreckt.
Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung soll unter "aufblasbarem Kern" ein aufblasbares toroidförmiges Element, wie beispielsweise ein Luftschlauch 3, oder ein zusammengesetztes Element verstanden werden, bei welchem der Luftschlauch nur eines der Teile ist, die ihn bilden. Für die Zwecke der Beschreibung wird dieser aufblasbare Kern im Folgenden auch "Luftschlauch" genannt, außer wenn der Kern ein zusammengeseaztes Element ist, das dadurch erhalten wird, dass dem Luftschlauch ein externes Element zugeordnet wird.
Wie in den beiliegenden Figuren gezeigt ist, hat der Luftschlauch 3 ein Querprofil in Form eines geschlossenen Rings mit einer langgestreckten elliptischen Gestalt parallel zur Drehachse des Reifens. Unter Querprofil ist hier die Gestalt zu verstehen, die der Luftschlauch-Halbquerschnitt, geschnitten durch eine Ebene radial zur Drehachse des Reifens 1, bietet.
Wie bereits ausgeführt, ist die Aufrechterhaltung dieser elliptischen Form während der Reifenherstellungsschritte auch bei Erhöhung des Aufblasdrucks im Wesentlichen für das Erreichen eines hohen Qualitätsniveaus bei dem fertiggestellten Reifen von Bedeutung.
Der Luftschlauch 3 ist vorzugsweise aus einem Material hergestellt, das für Luft undurchlässig ist, beispielsweise aus natürlichem oder Butylkautschuk, vorzugsweise Butylkautschuk, und das geeignet ist, mehr als einen Vulkanisierzyklus auszuhalten, ohne seine mechanischen Eigenschaften und die Eigenschaft der Undurchlässigkeit zu verlieren.
Insbesondere kann der Luftschlauch 3 in vorteilhafter Weise durch ein Spritzgießverfahren mit einer Technik erhalten werden, die gewöhnlich als "Ausformen von Hohlkörpern" bekannt ist. Gemäß dieser Technik wird ein elastomeres Material, vorzugsweise Butylkautschuk, in zwei gegenüberliegende Hohlräume eingespritzt, die zwischen zwei entsprechenden Formhälften gebildet werden, die nahe aneinander angeordnet sind, wobei ein Innenkern oder Formstück zwischen die Formhälften gesetzt ist. Dieses Formstück ist so gebaut und bemessen, dass es die Formhälften etwas getrennt voneinander hält, so dass die Stirnränder der Luftschlauchhälften gegenseitig am Ende des Einspritzschritts getrennt sind. Wenn das Einspritzen abgeschlossen ist, werden der Kern oder das Formstück aus den Formhälften entfernt, und die Formhälften werden nahe zueinander bewegt, so dass sie die Luftschlauchhälften zu einem Zusammenpassen an ihren jeweiligen gegenüberliegenden Stirnrändern bringen. Der in der Form eingeschlossene Luftschlauch wird bis zu einem Vulkanisierungsgrad von wenigstens 50% vulkanisiert oder vorvulkanisiert, was durch den Effekt einer molekularen Vernetzung des elastomeren Materials zu einer Kombination der beiden Teile führt, so dass sie ein Stück bilden.
Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung wird die vorstehend erwähnte bekannte Ausformungsmethode für Hohlkörper dadurch bevorzugt, dass sie es ermöglicht, dass Bereiche mit unterschiedlichem Widerstand gegen Druck in der Erstreckung des Querprofils des Luftschlauchs gebildet werden. Insbesondere können Bereiche 3a mit größerer Dicke an der Reifenunterseite und/oder Oberseite erhalten werden, um die Aufrechterhaltung der elliptischen Form von dem Luftschlauch während der folgenden Schritte des Herstellungsprozesses zu gewährleisten.
Zusätzlich oder alternativ zu der obigen Lösung können die Bereiche 3a mit unterschiedlichem Widerstand aus Materialien mit unterschiedlichem Modul gefertigt werden, der vorzugsweise größer als derjenige ist, der zur Fertigung der übrigen Teile des Luftschlauchs 3 verwendet wird.
Die Ausbildung des Luftschlauchs 3 kann auch beispielsweise durch einen Ausformungsprozess erreicht werden, bei welchem ein äußerst fluides elastomeres Material, beispielsweise Kautschuklatex, in den Hohlraum der Form eingeführt wird, die anschließend in Drehung an einem Gyroskopsystem versetzt wird, das von wenigstens zwei orthogonalen Achsen gebildet wird. Die von der Form um jede Achse des gyroskopischen Systems ausgeführten Rotationen werden so gesteuert, dass eine homogene Verteilung des elastomeren Materials an den Innenwänden des Formhohlraums gewährleistet wird. Wenn die Verteilung abgeschlossen ist, wird das elastomere Material entsprechend dem gewünschten Vulkanisiergrad vulkanisiert oder vorvulkanisiert.
Alternativ kann der Luftschlauch 3 unabhängig von seiner Herstellung für einen oder mehrere Schritte des Herstellungsprozesses der Rohkarkasse in einer nicht vulkanisierten Form verwendet werden.
Der Luftschlauch 3 kann vorteilhafterweise für die Kernbildung mit wenigstens einem erhabenen Körper versehen sein, der bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform von einer Umfangsrippung 4 gebildet wird, die sich auf einer radial inneren Position bezüglich des Luftschlauchs befindet.
Diese Umfangsrippung 4 kann vorteilhafterweise, wie aus dem Folgenden besser zu verstehen ist, als Bezugs- und Führungselement während der Arbeitsprozesse zur Herstellung des Reifens 1 verwendet werden. Der erhabene Körper 4 kann in vorteilhafter Weise aus einem selbstdichtenden Material hergestellt werden, so dass er eine Zuführung von Luft zum Aufblasen des Reifens mittels einer Nadel oder dergleichen zulässt, die in den erhabenen Körper eingeführt wird. Beim Herausziehen der Aufblasnadel schließt sich das selbstdichtende Material, das den erhabenen Körper 4 bildet, in an sich bekannter Weise auf sich selbst, wodurch eine hermetische Abdichtung des von der Nadel erzeugten Lochs herbeigeführt wird.
Gemäß einer weiteren, in Fig. 3 gezeigten alternativen Lösung wird die Rippung 4 durch einen oder mehrere erhabene Körper 4a mit einstückigem Aufbau mit dem Luftreifen 3 ersetzt, die innen davon vorstehen. Vorzugsweise werden vier erhabene Körper 4a vorgesehen, die am Umfang in einem Abstand von 90º voneinander angeordnet sind. In jedem erhabenen Körper 4a wird direkt während des Schritts der Ausformung des Luftreifens 3 ein Sitz ausgebildet, in den ein luftdichtes Einwegeventil 4b eingepasst ist. Das Ventil 4b, das an sich bekannt ist und deshalb nicht weiter beschrieben zu werden braucht, kann vorteilhafterweise aus einem elastomeren Material hergestellt werden, das Füllstoffe aus magnetischem Material enthält. Dadurch kann das Ventil leicht mit Hilfe einer geeigneten Sensoreinrichtung zum Zwecke des Aufblasens des Reifens identifiziert werden, obwohl es von außen dadurch unsichtbar ist, dass es unter dem Karkassenaufbau 5 versteckt ist.
Für das Aufblasen des Reifens kann der erhabene Körper 4, 4a durch ein Rückschlagventil ausgetauscht werden, das mit einem bekannten Schließelement versehen ist und herkömmlich gebaut ist.
Der Luftschlauch 3 ist in einem Karkassenaufbau 5 eingeschlossen, der wenigstens eine erste Karkassenlage 6 aufweist, die direkt um das Querprofil des Luftschlauchs mit geschlossener Ringform herum hergestellt ist. Insbesondere ist die erste Karkassenlage in vorteilhafter Weise aus wenigstens einem fadenförmigen Element gebildet, das beispielsweise aus einem Monofilament oder einem Bündel von Monofilamenten oder einem Textilkord mit Größen zwischen 0,28 mm und 1,2 mm gebildet wird, gemessen gemäß ASTM-D-1777- Norm, die um das Querprofil des Luftschlauchs so gewickelt sind, dass sie Windungen bilden, die aufeinander folgend in einer Beziehung Seite an Seite wenigstens an den radial inneren Flächen des Luftschlauchs 3 angeordnet und über die gesamte Umfangserstreckung des Luftschlauchs verteilt sind.
Das Material des fadenförmigen Elements kann jedes bekannte textile oder metallische Material sein, das für diesen Zweck geeignet ist. Vorzugsweise werden entweder Naturfasern, wie Rayon, oder synthetische Fasern, wie Aramid, Nylon, eine Polyesterfaser oder Polyethylen-Naphthalen-2,6-Dicarboxylat, bekannt auch als PEN, verwendet.
Jede der von dem fadenförmigen Element gebildeten Windungen ist vorzugsweise in einer Ebene angeordnet, die im Wesentlichen radial zur Drehachse des Reifens ist. Insbesondere sollte jede der Windungen, die die ersten Karkassenlage 6 bilden, vorzugsweise mit einem Winkel zwischen 73º und 90º, beispielsweise 87º, bezüglich der Umfangserstreckungsrichtung des Reifens ausgerichtet sein.
Wie in Fig. 4 und 6 klar gezeigt ist, wird zur Herstellung der ersten Karkassenlage 6 vorteilhafterweise dafür gesorgt, dass der Luftschlauch 3 durch eine Handhabungsvorrichtung 100 auf einer Tragtrommel 101 montiert ist, die sich in einer ersten Arbeitsstation 102 befindet. Die Tragtrommel kann auf einem ersten Revolverkopf angeordnet werden, der beispielsweise drei andere ähnliche Tragtrommeln aufnimmt, die an einer zweiten, dritten und vierten Arbeitsstation 104, 105 bzw. 106 angeordnet sind.
Der Luftschlauch 3 wird durch ein Ventil 4b auf einen tatsächlichen Druck aufgeblasen, der größer ist als der Atmosphärendruck, vorzugsweise zwischen 0,01 und 0,2 bar, und vorzugsweise entsprechend 0,075 bar.
Durch dieses Aufblasen erhält der Luftschlauch 3 eine im Wesentlichen elliptische Form. Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung gehört zu der Formgebung eines Elements eine Änderung im Volumen des Elements, üblicherweise im Sinne einer Volumenerhöhung.
Folgend auf eine Winkeldrehung, die von dem ersten Revolverkopf 103 ausgeführt wird, wird das Luftrohr zu einer ersten Wickeleinheit 107 überführt, die sich nahe bei der zweiten Arbeitsstation 104 befindet, und, wie in Fig. 4 gezeigt, auf eine Führungs- und Bewegungsvorrichtung aufgepasst, die einen Satz von Führungsrollen 108 hat.
Wenigstens eine der Führungsrollen 108 kann so in Drehung versetzt werden, dass der Luftschlauch entsprechend der Drehachse des Reifens zum Drehen gebracht wird.
Die Rippung 4 kann vorteilhafterweise für die Führung des Luftschlauchs 3 in seiner Bewegung entsprechend der Drehachse des Reifens verwendet werden.
Das erste fadenförmige Element 6a wird vorher auf eine Spule, eine Trommel oder ein anderes geeignetes Tragelement 6b gewickelt, das an einem drehenden ringförmigen Verteiler 109 angebracht ist, der um das Querprofil des Luftschlauchs angeordnet ist. Der ringförmige Verteiler 109 kann um seine eigene Achse in Rotation so angetrieben werden, dass die Tragspule 6b für das fadenförmige Element 6a dazu gebracht wird, sich um das Schnittprofil des Luftschlauchs 3 zu drehen, während der Luftschlauch 3 dazu gebracht wird, sich im Wesentlichen um seine eigene geometrische Drehachse aufgrund der Einwirkung der Führungsrollen 108 zu drehen.
Die Drehgeschwindigkeit des Luftschlauchs um die Drehachse des Reifens und die Umdrehungsgeschwindigkeit der Spule oder der Trommel 6b, die den Kord 6a trägt, um die Umfangsrichtung des Luftschlauchs 3 herum kann zueinander leicht so eingestellt werden, dass von dem Kord gebildete Windungen mit der gewünschten Dicke abgelegt werden, vorzugsweise zwischen 60 und 120 Korden/dm, und mit dem gewünschten Winkel bezüglich der Umfangserstreckungsrichtung des Reifens.
Das Ablegen der Windungen in Ebenen, die im Wesentlichen radial zur Reifenachse sind, lässt eine Verdünnung oder Abnahme in der Windungsdicke an den radial äußersten Bereichen des Luftschlauchs bezüglich der radial innersten Bereiche entstehen. Die Änderung in der Dicke, die sich aus dieser Verdünnung ergibt, liegt jedoch innerhalb der vorgesehenen Toleranzgrenzen.
Vorzugsweise erfolgt das Ablegen des fadenförmigen Elements 6a auf dem Luftschlauch 3 an einem Teil des Luftschlauchs, der zwischen zwei einander gegenüberliegenden Führungsbunden 109a geführt wird, durch die der Luftschlauch 3 axial hindurchgeht, so dass eine Zentrierung des letzteren bezüglich der Drehachse des ringförmigen Verteilers 108 herbeigeführt wird und eine Formgebung in Übereinstimmung mit dem gewünschten Querprofil erfolgt.
Die gewünschte Formung des Luftschlauchs 3 zu einer elliptischen Gestalt kann ebenfalls erreicht oder erleichtert werden, indem Bereiche mit einem unterschiedlichen Widerstand durch Aufbringen von einem oder mehreren umfangsseitigen streifenartigen Elementen geschaffen werden, um den Kern in Zuordnung zu dem Luftschlauch 3 an einer radial äußeren und/oder inneren Position bezüglich des Luftschlauchs zusätzlich oder anstelle des Anordnens von Bereichen zu bilden, die eine größere Dicke und/oder einen unterschiedlichen Modul 3a sowie Führungsbunde 109a haben.
Vorteilhafterweise greift während des oben beschriebenen Wickelschritts an dem fadenartigen Element 6a durch eine Antriebseinheit 110 an, die an dem ringförmigen Verteiler 108 angebracht ist und den eigentlichen Faden an einem Teil zwischen der Tragspule 6b und dem Luftschlauch 3 greift. Die Antriebseinheit 110, die im Einzelnen nicht beschrieben wird, da sie in an sich bekannter Weise ausgeführt werden kann und auf jeden Fall für die Zwecke der Erfindung nicht von Bedeutung ist, hat im Wesentlichen eine Treibrolle, die synchron zu der Drehung des ringförmigen Verteilers 108 drehangetrieben wird, so dass die Zuführung des fadenförmigen Elements 6a von der Tragspule 6b konstant gesteuert wird.
Insbesondere ist die Zuführung des fadenförmigen Elements 6a so vorgesehen, dass sie für jede Windung, die von der Spule 6b um das Querprofil des Luftschlauchs 3 herum ausgeführt wird, in einem Ausmaß erfolgt, das etwas kleiner ist als die Außenumfangserstreckung des Querprofils. Somit besteht Sicherheit, dass das fadenförmige Element 6a auf dem Luftschlauch 3 weich abgelegt wird, vorzugsweise mit einer Spannung, die eine Dehnung von 2% nicht überschreitet, so dass zu starke Verformungen des Luftschlauchs nicht auftreten.
Erfindungsgemäß kann die Ausbildung der ersten Karkassenlage 6 dadurch erfolgen, dass gleichzeitig zwei oder mehr Korde oder fadenartige Elemente gewickelt werden, die parallel angeordnet sind, so dass sie abschließend einen ersten bandförmigen Streifen bilden, der entsprechend den gleichen Modalitäten wie vorher unter Bezugnahme auf das Wickeln eines einzelnen Kordes beschrieben wurde, gewickelt wird. Vorzugsweise hat der bandförmige Streifen zwei bis zwanzig zueinander parallele fadenförmige Elemente.
Vorteilhafterweise kann wenigstens eine erste Schicht eines elastomeren Materials (in den beiliegenden Figuren nicht gezeigt) zwischen der ersten Karkassenlage 6 und dem Luftschlauch 3 angeordnet werden. Diese erste Schicht wird beispielsweise durch Aufbringen einer Bahn aus elastomerem Material im Rohzustand auf den Luftschlauch vor der Formung der Karkassenlage 6 mittels eines ersten Extrusionswerkzeugs 111 erzeugt, das beispielsweise in der ersten Arbeitsstation 102 betrieben wird.
Bei einer bevorzugten Lösung wird die erste Schicht aus elastomerem Material vorzugsweise dadurch gebildet, dass ein bandförmiges Element aus elastomerem Material auf die Umfangserstreckung des Luftschlauchs 3 so gewickelt wird, dass Windungen gebildet werden, die aufeinander folgend in einer Beziehung Seite an Seite angeordnet sind, und zwar in der gleichen Art und Weise, wie es vorstehend unter Bezugnahme auf die Kordbildung der ersten Karkassenlage 6 beschrieben wurde.
Das im Rohzustand aufgebrachte elastomere Material gewährleistet das optimale Anhaften des Kords oder der Korde, die zur Bildung der ersten Karkassenlage 6 abgelegt wurden, und verhindert zusätzlich, dass das den Luftschlauch 3 bildende Material möglicherweise als Folge von Scherspannungen beschädigt wird, die von dem nicht dehnbaren Kord übertragen werden, der die Karkassenlage bildet.
Vorteilhafterweise werden das erste fadenförmige Element oder die fadenförmigen Elemente, die den ersten bandartigen Streifen bilden, der bei der Herstellung des ersten Karkassenaufbaus 5 verwendet wird, für einen direkten Einschluss durch einen Extrusionsvorgang in eine Schicht aus elastomerem Rohmaterial vorgesehen, die sie zusammen verbindet, bevor sie auf den Luftschlauch 3 aufgebracht werden. Auf diese Weise kann die Verwendung der ersten Schicht aus elastischem Rohmaterial in der ersten Arbeitsstation 102 vermieden werden.
In einer dritten Arbeitsstation 105 kann eine zweite Schicht aus elastomerem Rohmaterial auf die erste Karkassenlage 6 aufgebracht werden, die in der zweiten Arbeitsstation gebildet wurde. Die zweite elastomere Schicht kann direkt aus einem zweiten Exarusionswerkzeug 112 kommen oder kann aus einem zweiten bandförmigen Element aus elastomerem Rohmaterial bestehen, das um das Querprofil des Luftschlauchs 3 in Windungen herumgelegt ist, die aufeinander folgend Seite an Seite angeordnet sind, um die erste Karkassenlage 6 im Wesentlichen vollständig zu überziehen, und zwar mit einer Vorrichtung, die ähnlich zu der ist, die für die Bildung der Karkassenlage verwendet wird.
Das Aufbringen der zweiten elastomeren Schicht kann ebenfalls vermieden werden, wenn bei der Herstellung der ersten Karkassenlage 6 einen Faden oder ein Band von Fäden verwendet wird, der/das in eine Schicht aus elastomerem Material eingeschlossen ist.
Der Karkassenaufbau 5 hat weiterhin ein Paar von Verankerungselementen 7, die axial im Abstand voneinander angeordnet sind und sich am Umfang in einer radial inneren Position auf der Oberfläche des Luftschlauchs 3 erstrecken. Mittels dieser ringförmigen Verankerungselemente 7, die vorzugsweise aus einem elastomeren Material hergestellt sind, das wahlweise mit Aramidfasern verstärkt ist und eine Härte zwischen 72º und 94ºA Shore hat, wird ein stetiger Eingriff zwischen dem Reifen 1 und der Felge 2 erreicht, was besser im Folgenden veranschaulicht wird.
Für den obigen Zweck hat jedes ringförmige Verankerungselement 7 vorzugsweise einen Hauptabschnitt 7a, dessen Querschnittsprofil im Wesentlichen höckerförmig ist, so dass ein innerer Umfangsvorsprung bezüglich des Luftschlauchs 3 und der daran ausgebildeten ersten Karkassenlage 6 gebildet wird. Jedes Verankerungselement 7 hat zusätzlich wenigstens einen Verlängerungsabschnitt 7b, der sich von dem Hauptabschnitt 7a aus erstreckt und sich von der Drehachse des Reifens weg verjüngt. Auf der gegenüberliegenden Seite von dem Verlängerungsabschnitt 7b aus hat jedes Verankerungselement 7 einen radial und axial inneren Endabschnitt 7c, der sich in Richtung der äquatorialen Mittelebene des Reifens, die durch die Linie X-X gekennzeichnet ist, verjüngt.
Wie in Fig. 3 gezeigt ist, können die radial und axial inneren Endabschnitte 7c der ringförmigen Verankerungselemente 7 verlängert werden, bis sie sich treffen, so dass sie einen Verbindungsabschnitt 7d zwischen den Verankerungselementen bilden, wodurch deren gegenseitige axiale Positionierung stabilisiert wird. Diese Lösung kann sich als besonders vorteilhaft während des Reifenherstellungsschrittes erweisen, um die genaue Positionierung der Verankerungselemente bezüglich des Luftschlauchs 3 und der darauf ausgebildeten ersten Karkassenlage 6 leicht herzustellen.
Jedes ringförmige Verankerungselement 7 kann auch vorzugsweise an seinem Verlängerungsabschnitt 7b mit wenigstens einem textilen Verstärkungsband 8 versehen sein, das, wie in Fig. 2 gezeigt ist, auf der Oberfläche aufgebracht oder, wie in Fig. 3 gezeigt ist, in das Verankerungselement eingeschlossen werden kann.
Die Verankerungselemente 7 können durch Spritzgießen oder durch Extrusion hergestellt werden. In dem Beispiel von Fig. 6 wird zum Aufbringen der Verankerungselemente auf die erste Karkassenlage 6 der Karkassenaufbau 5 während seines Herstellungsschritts von der vierten Arbeitsstation 106 durch einen ersten Überführungsring 113 aufgenommen für die Anbringung an einer fünften Arbeitsstation 114, die an einem zweiten Revolverkopf 115 verriegelt ist.
Die beispielsweise in einer Formstation 116 ausgebildeten ringförmigen Verankerungselemente 7 erreichen die fünfte Arbeitsstation, wo sie auf die erste Karkassenlage 6 aufgebracht werden, wobei sie vorzugsweise axial nahe zum Luftschlauch 3 bewegt werden. Dieser axiale Annäherungsschritt kann durch einen Schritt ausgeführt werden, zu dem gehört, dass das Rollen der ringförmigen Verankerungselemente 7 in an sich bekannter Weise ausgeführt wird, um ein inniges Anhaften der ringförmigen Elemente an der Karkassenlage 6 oder der zweiten Schicht aus elastomerem Material zu gewährleisten, die die Karkassenlage überzieht.
Wie in den Ausführungsformen in Fig. 1 und 2 gezeigt, kann jedes ringförmige Verankerungselement 7 zusätzlich wenigstens einen ringförmigen Verstärkungseinsatz 9 aufweisen, der wenigstens teilweise in den Hauptabschnitt 7a eingeschlossen ist. Insbesondere kann der ringförmige Verstärkungseinsatz 9 auf der Oberfläche des Hauptkörpers 7a an einer radial inneren Position in Erscheinung treten, wie bei der Ausführungsform in Fig. 1 zu sehen ist.
In diesem Fall kann der ringförmige Verstärkungseinsatz 9 teilweise in das jeweilige ringförmige Verankerungselement 7 eingeschlossen werden, während der Spritzgießschritt zur Herstellung des Verankerungselements ausgeführt wird. Alternativ kann der ringförmige Verstärkungseinsatz 9 vollständig in den Hauptabschnitt 7a eingeschlossen werden, was in Fig. 2 gezeigt ist. In dem zuletzt erwähnten Fall ist das ringförmige Verankerungselement 7 vorzugsweise mit wenigstens einem Umfangspassschnitt 10 versehen, der sich von dem ringförmigen Verankerungseinsatz zu einer äußeren Fläche des Hauptkörpers vorzugsweise an einer radial äußeren Position bezüglich des Körpers erstreckt. Durch diesen Umfangseinschnitt 10 erfolgt das Einpassen des ringförmigen Verstärkungseinsatzes 9 in das ringförmige Verankerungselement 7. Das Verankerungselement kann vor seinem Einsatz bei der Herstellung des Reifens 1 vorvulkanisiert werden.
Vorteilhafterweise kann der ringförmige Verstärkungseinsatz 9 entweder aus einem metallischen Material oder aus einem textilen Material, wie Aramidfaser, vorzugsweise durch ein oder mehrere fadenförmige Elemente hergestellt werden, die um die Drehachse des Reifens 1 unter Bildung von Windungen darauf im Wesentlichen in der gleichen Weise wie die üblichen Korde des Verstärkungswulstes in bekannten Reifen gelegt werden, die ein offenes torusförmiges Profil haben.
Vorteilhafterweise wird jedes ringförmige Verankerungselement 7 außen auf die erste Karkassenlage 1 aufgebracht. In einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gemäß Fig. 2 und 3 ist jedes ringförmige Verankerungselement 7 weiterhin auf der bezüglich der Karkassenlage gegenüberliegenden Seite mit wenigstens einem textilen Halte- und Verstärkungsaufbau 11 abgedeckt. Dieser textile Halte- und Verstärkungsaufbau 11 geht vorzugsweise über die gegenüberliegenden Umfangsränder des Verankerungselementes hinaus, die sich über die erste Karkassenlage 6 erstrecken.
Bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform hat der textile Halte- und Verstärkungsaufbau für jedes Verankerungselement 7 wenigstens einen bandförmigen Streifen 11, der sich längs der gesamten Umfangserstreckung des Verankerungselements erstreckt.
Dieser bandförmige Streifen 11 kann beispielsweise aus Korden einer natürlichen oder synthetischen Textilfaser, beispielsweise aus Aramidfaser, bestehen, die parallel zueinander ausgerichtet in einem Winkel zwischen 17º und 0º bezüglich der Erstreckungsrichtung der Korde, die zur ersten Karkassenlage 6 gehören, vorzugsweise symmetrisch bezüglich einer Meridianebene des Reifens angeordnet sind.
Der bandförmige Streifen 11 kann vorteilhafterweise auf das jeweilige ringförmige Verankerungselement 7 vor oder nach dem Aufbringen der Verankerungselement auf die erste Karkassenlage 6 aufgebracht werden. Alternativ kann der textile Halte- und Verstärkungsaufbau, wie in der Ausführungsform in Fig. 2 gezeigt ist, aus wenigstens einer zweiten Karkassenlage 11 hergestellt werden, die sich um die erste Karkassenlage 6 und die ringförmigen Verankerungselemente 7 herum erstreckt.
Die zweite Karkassenlage 11 kann vorteilhafterweise an einer sechsten Arbeitsstation 117 hergestellt werden, die mit einer zweiten Wickeleinheit 118 versehen ist, die ähnlich zur ersten Wickeleinheit 107 ist. In diesem Fall wird die zweite Karkassenlage 11 dadurch hergestellt, dass wenigstens ein zweites fadenförmiges Element um die erste Karkassenlage und die ringförmigen Verankerungselemente 7 genauso wie es unter Bezug auf die erste Lage 6 erläutert wurde, gewickelt wird, wodurch man Windungen erhält, die aufeinander folgend in einer Beziehung Seite an Seite längs der Umfangserstreckung der Verankerungselemente angeordnet sind. Auch in diesem Fall kann das fadenförmige Element, das bei der Herstellung der zweiten Karkassenlage 11 verwendet wird, in eine Schicht aus elastomerem Material eingeschlossen werden. Die zweite Karkassenlage 11 kann ebenfalls durch gleichzeitiges Wickeln von zwei oder mehr zweiten fadenförmigen Elementen hergestellt werden, die parallel Seite an Seite angeordnet werden, um einen bandförmigen Streifen zu bilden, der beispielsweise zwei bis zwanzig zweite fadenförmige Elemente enthält, die wahlweise in die Schicht aus elastomerem Material eingeschlossen sind.
Das Material der fadenförmigen Elemente kann irgendein zweckmäßiges, bekanntes textiles oder metallisches, natürliches oder synthetisches Material sein. Es kann auch das gleiche Material sein, wie es zur Herstellung der ersten Karkassenlage 6 verwendet wird. Vorzugsweise sind die die zweite Karkassenlage 11 bildenden Windungen in einem Winkel zwischen 73º und 90º bezüglich der Umfangserstreckungsrichtung des Reifens und entgegengesetzt zur Ausrichtung der Windungen ausgerichtet, die zur ersten Lage 6 gehören. Vorzugsweise haben der Kord oder die Korde, die bei der Herstellung der zweiten Karkassenlage 11 verwendet werden, eine Größe zwischen 0,28 mm und 1,2 mm, gemessen entsprechend ASTM-D-1777-Norm, wobei die Windungen, die sie bilden, mit einer Dicke zwischen 60 und 120 Korden/dm, gemessen an einer Umfangsposition außerhalb des Luftschlauchs 3, verteilt sind.
Wenn die fadenförmigen Elemente, die bei der Herstellung der zweiten Karkassenlage 11 verwendet werden, vorher nicht mit einem elastomeren Material überzogen sind, kann das Aufbringen einer dritten Schicht aus elastomerem Material um die zweite Schicht herum vorgesehen werden. Dieses Aufbringen kann in einer siebten Arbeitsstation 119 in der gleichen Weise ausgeführt werden, wie sie vorher unter Bezugnahme auf das Aufbringen der ersten und zweiten elastomeren Schicht, falls sie vorhanden sind, beschrieben wurde.
Wie in Fig. 2 gezeigt ist, kann die Umfangserstreckung der zweiten Karkassenlage an dem radial inneren Bereich des Reifens zwischen den ringförmigen Verankerungselementen 7 unterbrochen werden.
Die Unterbrechung der Umfangserstreckung der zweiten Karkassenlage 11 kann vorteilhafterweise dadurch ausgeführt werden, dass die Karkassenlage am Umfang eingeschnitten wird, wenn die wendelförmigen Windungen des Kords oder der Korde zur Bildung der Karkassenlage ausgeführt sind. Dieser Schneidvorgang ist dadurch vereinfacht, dass an dem zwischen den ringförmigen Verankerungselementen 7 eingeschlossenen Bereich sich die zweite Karkassenlage 11 in einem Abstand von der ersten Karkassenlage 6 befindet, da der höckerförmige Hauptabschnitt 7a eines jeden ringförmigen Verankerungselements 7 an einer radial inneren Position aus der ersten Karkassenlage vorsteht.
Wenn der Umfangseinschnittsvorgang abgeschlossen ist, können die Laschen der zweiten Karkassenlage 11 an die inneren Endabschnitte 7a der Verstärkungselemente 7 und den radial inneren Abschnitt der Karkassenlage 6 beispielsweise mittels eines Walzvorgangs so angelegt werden, dass sie in ihrer Form dem Querschnittsprofil der Elemente entsprechen.
Die vorstehend erwähnten Schneid- und Walzschritte können an einer achten Arbeitsstation 120 ausgeführt werden.
Wie vorstehend beschrieben und in den beiliegenden Figuren gezeigt ist, hat das Querschnittsprofil des Luftschlauchs 3 und des Karkassenaufbaus 5 vorzugsweise eine axial langgestreckte elliptische Gestalt bezüglich des Reifens. Vorzugsweise ist das Verhältnis zwischen der maximalen radialen Größe H und der maximalen axialen Größe W des Reifens als Ganzes gesehen kleiner als 0,65 oder gleich diesem Wert.
Der Reifen 1 hat weiterhin einen Gurtaufbau 12, der den Karkassenaufbau 5 an einer radial äußeren Position unter Bezugnahme auf die Drehachse des Reifens umgibt. Auf den Gurtaufbau 12 ist ein mit 13 benanntes Laufflächenband am Umfang aufgebracht.
Der Gurtaufbau 12 kann dadurch hergestellt werden, dass wenigstens ein Gurtstreifen direkt um den Karkassenaufbau 5 gewickelt wird.
Alternativ wird, wie beispielsweise in der schematischen Ansicht in Fig. 7 gezeigt ist, zur Erzielung des Gurtaufbaus 12 zuerst eine Hülse aus elastomerem Material 12a (Fig. 1 bis 3) durch Aufwickeln eines direkt von einem dritten Extrusionswerkzeug 112 zugeführten bandförmigen Streifens auf beispielsweise eine zylindrische Trommel, die in Fig. 7 mit 121 bezeichnet ist, gebildet, um so Windungen zu erhalten, die axial in einer Beziehung Seite an Seite angeordnet sind.
Alternativ kann die Hülse 12a direkt durch Extrusion eines rohrförmigen Werkstücks gebildet werden, das dann auf die zylindrische Trommel 121 aufgepasst wird. Auf die Hülse 12a wird dann ein nicht dehnbarer Gurtstreifen aufgebracht, der dann beispielsweise von einer Wendelungseinheit 123 erhalten wird, die das Legen von einem oder mehreren Korden zur Bildung einer Vielzahl von Umfangswindungen ausführt, die aufeinander folgend Seite an Seite angeordnet sind.
Wie in Fig. 7 gezeigt ist, kann dem Aufbringen des nicht dehnbaren Gurtstreifens 12b das Aufbringen von einem oder mehreren wechselseitig gekreuzten, aus Kord hergestellten Streifen vorausgehen, wobei diese Aufbringvorgänge in einer ersten und in einer zweiten Aufbringstation 124 bzw. 125 ausgeführt werden.
Durch einen zweiten Überführungsring 126 wird dann der Gurtaufbau 12 von der an der Wendelungseinheit 123 befestigten Arbeitsstelle für ein Aufpassen auf den vorher erzeugten Karkassenaufbau 5 aufgenommen und von der achten Arbeitsstation 120 zu einer neunten Arbeitsstation 127 beispielsweise mittels eines dritten Überführungsrings 128 überführt werden.
In dieser neunten Station kann das Aufbringen des Laufflächenbandes 13 auf den Gurtaufbau 12 ausgeführt werden. Das Laufflächenband 13 kann vorteilhafterweise dadurch hergestellt werden, dass wenigstens ein durchgehendes langgestrecktes Element aus elastomerem Rohmaterial rund um den Gurtaufbau gelegt wird. Dieses durchgehende langgestreckte Element kann vorteilhafterweise von einem vierten Extrusionswerkzeug 129 erzeugt werden, das direkt auf der neunten Arbeitsstation 127 arbeitet.
Das Aufbringen weiterer Reifenkomponenten kann beispielsweise in einer zehnten Arbeitsstation 130 ausgeführt werden. Solche Komponenten können beispielsweise die Reifenseitenwände 15 sein, die auch durch umfangsseitiges Anlegen eines durchgehenden streifenförmigen Elements aus elastomerem Rohmaterial an dem Karkassenaufbau 5 hergestellt werden können. Dieses durchgehende streifenförmige Element kann ebenfalls durch ein entsprechendes fünftes Extrusionswerkzeug 131 erzeugt werden, das in der zehnten Arbeitsstation arbeitet.
Durch einen vierten Überführungsring 132 oder eine äquivalente Einrichtung kann der so gefertigte Reifen dann in eine geeignete Form 133 eingeführt und einem Vulkanisierungsschritt unterworfen werden.
Vorteilhafterweise kann der Karkassenaufbau 5 in eine Form 133 bei Aufrechterhaltung des gleichen Drucks, wie er während des Gestaltgebungsschrittes erzeugt wird, oder wie in Fig. 5 im entleerten Zustand, und anschließendem Aufblasen durch Zuführen von Luft oder eines anderen Druckfluids zu dem Luftschlauch 3 eingeführt werden, um sein Anhaften an den inneren Formwänden während des Vulkanisierschritts zu gewährleisten. Die Karkasse 5 kann auch während des auf die Vulkanisierung folgenden Abkühlschritts vorteilhafterweise auf dem aufgeblasenen Zustand gehalten werden. Dieser Aspekt ist besonders vorteilhaft, da es sich gezeigt hat, dass die Reifenabkühlung im aufgeblasenen Zustand dem Reifen bessere qualitative Eigenschaften gibt.
Die oben in Verbindung mit der Herstellung des Gurtaufbaus 12 und des Laufflächenbandes 13 beschriebenen Schritte führen zu einem monolithischen Reifen, bei dem der Karkassenaufbau 5 gleichzeitig mit dem ringförmigen Element aus Gurt- und Laufflächenbandaufbau vulkanisiert wird.
Erfindungsgemäß können jedoch der Gurtaufbau 12 und das Laufflächenband 13 getrennt vom Karkassenaufbau 5 gegenseitig zusammengefügt und auf den Karkassenaufbau 5 vor dem Reifenvulkanisierschritt aufgebracht werden. In Übereinstimmung mit einer weiteren alternativen Lösung kann das aus dem Gurtaufbau 12 und dem Laufflächenband 13 gebildete ringförmige Element getrennt von dem Karkassenaufbau 5 vulkanisiert und letzterem danach für die Karkassenvulkanisierung zugeordnet werden.
In diesem Fall kann die aus dem Gurtaufbau 12 und dem Laufflächenband 13 gebildete Anordnung leicht ausgetauscht werden, wenn sich Schäden am Laufflächenband oder ein Verschleiß einstellen oder wenn das Laufflächenband aufgrund unterschiedlicher Einsatzanforderungen ausgetauscht werden muss, beispielsweise wenn es erforderlich ist, von einem Winterlaufflächenband auf ein Sommerlaufflächenband umzustellen.
Gemäß einem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung kann wenigstens eine Umfangsnase 14 an dem Karkassenaufbau 5 an einer radial äußeren Position ausgebildet werden, wobei die Nase 14 in einen Verankerungssitz eingreift, der in seiner Form ihr entspricht und in dem Gurtaufbau 12 vorgesehen ist. Diese Lösung ist besonders zweckmäßig zum Festlegen der axialen Positionierung des Gurtaufbaus 12 und demzufolge des Laufflächenbandes 13 bezüglich des Karkassenaufbaus 5, vor allem dann, wenn die Anordnung aus Gurtaufbau und Laufflächenband als austauschbares Element hergestellt ist, das gesondert von dem Karkassenaufbau 5 vulkanisiert wird. In diesem Fall ist es vorteilhafterweise möglich, einen schnellen Austausch des Laufflächenbandes 13 zusammen mit dem Gurtaufbau 12 auszuführen, beispielsweise im Falle von Verschleiß oder wenn das Anbringen eines Laufflächenbandes und eines Gurts erforderlich ist, die unterschiedliche Einsatzeigenschaften haben.
Die Umfangsnase 14 erhält man beispielsweise durch Herumlegen um dem Umfang wenigstens eines bandförmigen Elements, das aus Aramidfasermasse oder einem anderen geeigneten Material hergestellt und auf dem Karkassenaufbau 5 aufgebracht ist.
Das Aufbringen der Umfangsnase kann beispielsweise durch ein weiteres Extrusionswerkzeug 134 erfolgen, das an der in Fig. 6 gezeigten achten Arbeitsstation arbeitet.
In dem Karkassenaufbau können während seines Vulkanisierschritts direkt weitere den Reifen bildende Schutzelemente zugeordnet werden, beispielsweise die Seitenwände 15 und wulstschützende Elemente 15a. In diesem Fall können die Seitenwände 15 und/oder die wulstschützenden Elemente 15a und/oder andere Schutzelemente durch Einspritzen von elastomerem Material in entsprechende Hohlräume erhalten werden, die in der Vulkanisierform 133 gebildet sind, wenn diese um den Karkassenaufbau 5 herum geschlossen ist.
Wenn der innere Kern einmal entfernt ist, bleiben die Schutzelemente 15, 15a in einer Haftposition bezüglich der inneren Formwände, wie in Fig. 5 gezeigt ist, und werden dann an den äußeren Flächen des Karkassenaufbau 5 folgend auf das Schließen und das darauf folgende Aufblasen des Karkassenaufbaus in der Vulkanisierform aufgebracht.
Es ist wichtig zu vermerken, dass erfindungsgemäß der Luftschlauch 3 vorzugsweise durch Aufblasen auf einen ersten Druck geformt wird, der geeignet ist, dem Luftschlauch eine elliptische Gestalt zu geben, wobei diese Form vorzugsweise im Wesentlichen unverändert über alle Herstellungsschritte der Rohkarkasse aufrechterhalten wird.
Während des Vulkanisierschritts wird die Karkasse 5, wenn sie einmal in die Form 133 eingeschlossen ist, auf einen zweiten Druck aufgeblasen, der größer ist als der erste Druck, um sie zum Anhaften an den inneren Formwänden zu bringen, um die Ausformung der Laufflächenmustereinprägung und des Seitenwandmusters zu erreichen. Vorzugsweise wird der zweite Druck während des folgenden Reifenabkühlschritts aufrechterhalten.
Erfindungsgemäß eignet sich der Reifen 1 für den Einsatz in Kombination mit einer Felge 2, die gewöhnlich einen zentralen Abschnitt (nicht gezeigt) für die Verbindung mit einer Nabe eines Fahrzeugrads aufweist.
Mit dem zentralen Abschnitt ist starr eine Verbindungseinrichtung für eine Verbindung mit dem Reifen 1 verbunden, die erfindungsgemäß ein Paar von Umfangsanschlagflächen 16 hat, die an axial gegenüberliegenden Stellen bezüglich einer Äquatorialmittelebene der Felge angeordnet sind, die mit der Äquatorialebene X-X des Reifens 1 zusammenfällt und die von der Äquatorialebene wegweist.
Jede dieser Umfangsanschlagflächen 16 entspricht in der Form der Hauptfläche 7a des entsprechenden ringförmigen Verankerungselements 7 und wirkt mit diesem zusammen, welches in dem Reifenaufbau in dem Bereich angeordnet ist, der gewöhnlich als Wulst bezeichnet wird. Insbesondere, wie deutlich in Fig. 1 bis 3 gezeigt ist, haben die Hauptabschnitte 7a der ringförmigen Verankerungselemente 7 entsprechende Positionierseiten 7e, die im Wesentlichen einander zugewandt und so angeordnet sind, dass sie mit den entsprechenden Umfangsanschlagflächen 16 zusammenwirken und daran anliegen. Dadurch wird eine stabile axiale Positionierung der ringförmigen Verankerungselemente oder Wulste 7 erreicht. Jeder von ihnen kann sich tatsächlich nicht zu der Äquatorialebene X-X des Reifens 1 bewegen, weil er durch die entsprechende Umfangsanschlagfläche 16 der Felge 2 gehalten ist, und kann sich auch nicht weg von der Äquatorialebene X-X bewegen, da er mit dem anderen ringförmigen Verankerungselement 7 über die Karkassenlage oder die Lagen 6, 11 verbunden ist. Vorzugsweise folgt eine zylindrische Zentrierfläche 17, die koaxial zu der Raddrehachse ist, jeder der Umfangsanschlagflächen 16 weg von der Äquatorialebene X-X, wobei der innere Umfangsrand des höckerförmigen Hauptabschnitts 7a des jeweiligen Verankerungselements 7 auf die zylindrische Fläche 17 wirkt und daran anliegt.
Außerdem kann ein zusätzlicher Umfangspositionierabschnitt 18 (in Fig. 1 und 3 gestrichelt gezeichnet) in der Verlängerung jeder zylindrischen Zentrierfläche 17 an einer bezogen auf die Umfangsanschlagfläche 16 gegenüberliegenden Position angeordnet werden, um die feste Verankerung des Reifenwulstes 7 weiter abzusichern. In diesem Fall ist das ringförmige Element mit dem zusätzlichen Umfangspositionierabschnitt 18 lösbar an der Felge 2 befestigt, um das Aufpassen des Reifens auf ihr zu erleichtern.
Wie in Fig. 1 gezeigt ist, können die Umfangsanschlagflächen miteinander durch einen zylindrischen Verbindungsabschnitt 19 verbunden werden, auf den der innere Umfangsbereich des Karkassenaufbaus 6 einwirkt und andrückt.
Alternativ kann der Verbindungsabschnitt 19 der Felge 2 so geformt sein, dass er ein gekrümmtes Querschnittsprofil hat, dessen Konkavität von der Felge nach außen gewandt ist, wie es bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform vorgesehen ist. Diese Ausführungsform gibt eine bessere Sicherung für eine stetige Verbindung zwischen den Reifenwulsten 7 und den Umfangsanschlagflächen 16. Durch Wirkung des in dem Reifen 1 aufgrund des Aufblasens erzeugten Drucks passt sich die Karkassenlage oder passen sich die Karkassenlagen 6, 11 dem konkaven Profil des Verbindungsabschnitts 19 an, was ein Spannen der Karkassenlagen und als Folge eine Axialdruckwirkung der ringförmigen Verankerungselemente 7 gegen die Anschlagflächen 16 der Felge 2 verursacht. Vorzugsweise entspricht die Differenz zwischen der linearen Erstreckung des Querschnittsprofils des Verbindungsabschnitts 19 und der axialen Entfernung zwischen den gegenüberliegenden Umfangsrändern dieses Abschnitts der elastischen Dehnung, der der Karkassenaufbau 5 an dem Bereich zwischen den ringförmigen Verankerungselementen 7 unterliegt, wenn der Reifen einem inneren Aufblasdruck ausgesetzt ist.
Es kann wenigstens ein Druckwandler 20 bekannter und herkömmlicher Bauweise ebenfalls funktionsmäßig durch den Verbindungsabschnitt der Felge in Eingriff gebracht werden, wobei der Wandler in der Lage ist, den Innendruck des Reifens 1 durch den Druck zu erfassen, der von der Lage oder den Lagen 6, 11 des Karkassenaufbaus 5 ausgeübt wird.
Vorteilhafterweise führt das Vorhandensein des Wandlers 20 zu keinerlei Problemen und erfordert kein spezielles Mittel hinsichtlich Luftdichtheit im Reifen 1. Da der Reifen 1 einen rohrförmigen Aufbau hat, ist er in der Tat perfekt in der Lage, die in ihm enthaltene Luft festzuhalten, ohne dass irgendein Zusammenwirken durch die Felge 2 für diesen Zweck erforderlich ist.
Der Wandler 20, der durch die Felge 2 angreift, ist schließlich außerhalb des Reifens 1 angeordnet und ist deshalb hinsichtlich Luftdichtheit ohne Bedeutung.
Alternativ kann zum Zweck des Erleichterns der Vorgänge bei der Montage und Demontage des Reifens auf der entsprechenden Felge 2 und von ihr diese Felge in demontierbarer Weise ausgeführt werden, d. h. sie ist aus zwei oder mehreren getrennten Teilen hergestellt, die lösbar miteinander zur Bildung einer vollständigen Felge verbunden sind. Diese gesonderten Teile können wenigstens eine Scheibe für eine Verbindung der Fahrzeugnabe, an der ein Ring befestigt ist, aufweisen, wobei der Ring an einer radial äußeren Position das gleiche Profil wie die Umfangsanschlagsflächen 16 und der Verbindungsabschnitt 19 hat.
Gemäß einer weiteren möglichen Ausführungsform, die in Fig. 3 gezeigt ist, kann die Felge 2 frei von irgendeinem Verbindungsabschnitt zwischen den Umfangsanschlagflächen 16 sein. In diesem Fall ist der Karkassenaufbau 5 frei, eine konvexe Form als Folge des Aufblasens in einem Raum 26 anzunehmen, der zwischen den Umfangsanschlagsflächen 16 gebildet wird, die mechanisch miteinander mittels des zentralen Abschnitts oder auf andere ähnliche Weise verbunden sind.
Die Erfindung hat wesentliche Vorteile gegenüber dem Stand der Technik.
Der betrachtete Reifen wird durch Formen des Karkassenaufbaus direkt um einen vorvulkanisierten Luftschlauch herum erhalten, der als Träger zur Herstellung des Karkassenaufbaus sowie zum Aufbringen der anderen verschiedenen Reifenkomponenten verwendet wird.
Dadurch ist es möglich, viele Zwischenarbeitsschritte auszuschließen, die bei Reifen, die nach dem Stand der Technik hergestellt werden, ausgeführt werden müssen, um die Karkassenlagen und andere Werkstücke zu erhalten, die in den darauf folgenden Reifenherstellungsschritten montiert werden.
Der Reifenaufbau gemäß der Erfindung ermöglicht deshalb, die Zwischenfertigungsprozesse drastisch zu vereinfachen, so dass der ganze Reifenherstellungsprozess beispielsweise auf einer einzigen Vorrichtung ausgeführt werden kann, die unterschiedliche, auf einem Karussell angeordnete Arbeitsstationen hat, wie es in Fig. 6 gezeigt ist.
Zu vermerken ist auch, dass bei dem in Frage stehenden Reifen Wulste weniger beansprucht werden als bei bekannten Reifen, da sie keine Funktion bezüglich Luftdichtheit haben. Als Folge können Verstärkungselemente aus metallischem Material weggelassen werden, wenigstens dann, wenn der Reifen keine Hochleistungsbauweise hat, was vorteilhaft für die Materialrecyclisierung am Ende der Einsatzzeit des Reifens ist.
Unter diesem Gesichtspunkt ist anzumerken, dass die Koexistenz von Metallelementen, die in dem elastomeren Material eingeschlossen sind, immer ein ernsthaftes Problem war.
Aufgrund des Fehlens von Metallelementen kann zusätzlich die Wärmezuführung für den Vulkanisierungsschritt mittels Mikrowellen anstelle der Verwendung von Dampf bei den bekannten Prozessen ausgeführt werden.
Dieser Aspekt bietet einen wesentlichen Vorteil hinsichtlich der Vereinfachung der Produktionsanlagen und hinsichtlich der Produktionsgeschwindigkeit.
Bei Vorhandensein von Verstärkungselementen aus Metallmaterial kann die Vulkanisierung in jedem Fall vorteilhaft in Induktionsöfen ausgeführt werden, in denen die Wärmeüberführung durch elektromagnetische Induktion durch die Formwände erfolgt.
Das Baukonzept des vorliegenden Reifens und die Art und Weise, in der er mit der jeweiligen Felge in Eingriff steht, führt dazu, dass der Reifen in jedem Fall effizient an der Felge auch bei Fehlen irgendeiner äußeren Schulter verankert ist, auch wenn der Reifen aufgrund beispielsweise eines Lochs bei Fehlen eines Drucks im Inneren laufen muss, d. h. in dem Zustand, der den Technikern als "platt laufen" bekannt ist. Wie vorstehend beschrieben, werden die Wulste tatsächlich fest zwischen den Anschlagflächen 16 der Felge ohne irgendeine Möglichkeit von axialen Verschiebungen entweder in Richtung der äquatorialen Mittelebene oder weg davon gehalten.
Die Reifen-Felgen-Koppelung ist deshalb geeignet für einen Lauf in einer ausreichend sicheren Weise, auch wenn der Reifen vollständig von Luft entleert ist.
Ein weiterer Vorteil, der durch die Erfindung erreicht wird, besteht darin, dass eine hervorragende strukturelle Homogenität der Reifenkarkasse gewährleistet wird, wie sie in herkömmlichen Reifen mit einem offenen Querschnittsprofil nicht gefunden wird.
Insbesondere haben die Karkassenlagen keinerlei Unregelmäßigkeit, die sich aus einer Teilüberlappung der Lagenabschnitte ergibt, die bei bekannten Prozessen nacheinander so verbunden werden, dass sie eine Karkassenlage der gewünschten Umfangserstreckung bilden. Zusätzlich gewährleistet die Bildung von Karkassenlagen durch direktes Wickeln fortlaufender Korde um den Luftschlauch mit toroidförmiger Gestalt eine hervorragende strukturelle Gleichförmigkeit der Karkassenlagen selbst.
Ein weiterer, mit der vorliegenden Erfindung erzielter Vorteil besteht darin, dass die Felge eine wesentliche Gewichtsverringerung erreicht, da das Vorhandensein von Außenschultern nicht länger erforderlich ist und da vor allem auch der Verbindungsabschnitt zwischen den gegenüberliegenden Seitenabschnitten der Felge nicht mehr erforderlich ist, der beim Stand der Technik notwendigerweise eine ununterbrochene Erstreckung zum Erzielen des luftdichten Zustands erfordert.
Zu vermerken ist auch, dass die Verbindung zwischen dem Reifen und der Felge gemäß der vorliegenden Erfindung in der Lage ist, die Vorgänge für die Montage und Demontage des Reifens auf der Felge und von ihr wesentlich zu erleichtern. Dies beruht insbesondere auf der Tatsache, dass es nicht erforderlich ist, auf den Felgen Schultern mit einer beträchtlichen radialen Erstreckung anzuordnen, die auf die Reifenwulste von außen wirken. Auch bei Vorhandensein von inneren Schultern können diese in vorteilhafter Weise stark reduzierte radiale Größen verglichen mit denen haben, die erforderlich sind, wenn bekannte Reifen mit offenem Profil verwendet werden. Die Außenschultern können auch in entfernbarer Weise durch Schrauben oder äquivalente Verbindungseinrichtungen angebracht werden.
Ein weiterer Vorteil für eine Verbesserung eines Modulproduktionssystems ergibt sich durch die Möglichkeit, den Gurtaufbau mit dem Laufflächenband als vorvulkanisiertes Element herzustellen und dem Karkassenaufbau zuzuordnen. Außerdem kann das Laufflächenband zusammen mit dem Gurt leicht ausgetauscht werden, wenn sie einmal verschlissen sind, so dass übliche Vorgänge für die Reifenwiederabdeckung beseitigt sind.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines Reifens für Fahrzeugräder, umfassend die Arbeitsschritte:

- Herstellen eines aufblasbaren Schlauches (3) torusförmiger Ausbildung mit zu einem Ring geschlossenen Querprofil;

- Überziehen des aufblasbaren Schlauches (3) mit einem Unterbau (5), dessen Ausführung das Aufwickeln mindestens eines ersten, fadenförmigen Elementes (6a) um das Querprofil der aufblasbaren Seele (3) herum zur Bildung von ersten, nacheinander anliegenden Windungen längs der Umfangsabwicklung der aufblasbaren Seele selbst vorsieht, um eine erste Unterbaulage (6) festzulegen, die vollständig den aufblasbaren Schlauch (3) überzieht;

- Zuordnen dem Unterbau (5) in einer radial äußeren Position eines in Umfangsrichtung nicht dehnbaren Gürtelaufbaues (12) und einer in Umfangsrichtung zum Gürtelaufbau (12) äußeren Lauffläche (13), dadurch gekennzeichnet, dass es überdies folgende Arbeitsschritte umfasst:

- Ausbilden des aufblasbaren Schlauches (3) in einer im Halbschnitt längs einer zur Drehachse des Schlauches radialen Ebene gesehenen, im wesentlichen elliptischen Ausbildung bis zu einem vorgegebenen Druck vor dem Arbeitsschritt des Überziehens;

- Aufrechterhalten der im wesentlichen elliptischen Ausbildung des Schlauches (3) durch Füllen bis zu einem vorgegebenen Druck für mindestens den Schritt des Überziehens.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Arbeitsschritt des Herstellens des Schlauches (3) den Arbeitschritt des Bildens von Abschnitten mit gegenüber dem Druck differenzierten Widerstand (3a) als Teil des Schlauches (3) umfasst.

3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Schlauch (3) vor dem Arbeitsschritt des Ausbildens vorvulkanisiert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem der aufblasbare Schlauch (3) bis zu einem Vulkanisierungsgrad von mindestens gleich 50% vorvulkanisiert wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der vorgegebenen Druck einem effektiven Druck zwischen 0,01 und 0,2 bar entspricht.

6. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Herstellen des aufblasbaren Schlauches (3) die folgenden Arbeitsschritte vorsieht:

- Spritzgießen eines Elastomers in zwei gegenüberliegende Hohlräume, die jeweils durch zwei gegenseitig ansetzbare Formhälften und einen Formkörper festgelegt sind, der zwischen den zwei Formhälften liegt, um die beiden Teilehälften des aufblasbaren Schlauches festzulegen;

- Entfernen des Formkörpers aus den Formhälften;

- gegenseitiges Ansetzen der Formhälften, indem die genannten Teilehälften gegenseitig im Bereich der entsprechenden, endseitigen Verbindungsränder aneinander gepresst werden;

- Vorvulkanisieren des aufblasbaren Schlauches (3) innerhalb der Formhälften.

7. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Herstellen des aufblasbaren Schlauches (3) folgende Arbeitsschritte umfasst:

- Einführen einer vorgegebenen Menge von Gummilatex in einen Hohlraum einer Form;

- Drehen der Form um mindestens zwei senkrechte Achsen, um den Gummilatex auf den Hohlraumoberflächen- gleichförmig zu verteilen;

- Vorvulkanisieren des aufblasbaren Schlauches (3).

8. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Aufwickeln mindestens eines ersten fadenförmigen Elementes (6a) durchgeführt wird, indem um das Querprofil des aufblasbaren Schlauches (3) eine Tragspule (6b) des kragenförmigen Elementes selbst gedreht wird, während die Luftkammer selbst im wesentlichen um die eigene geometrische Drehachse gedreht wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem die Ablage mindestens eines ersten, fadenförmigen Elementes (6a) auf der aufblasbaren Seele (3) im Bereich eines Abschnittes dieser letzteren, geführt zwischen zwei gegenseitig gegenüberliegenden Führungskrägen (109a) erfolgt.

10. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem während des Aufwickelns mindestens eines ersten fadenförmigen Elementes (6a), der Abzug des fadenförmigen Elementes selbst von der Spule (6b) gemäß einem linearen Maß leicht unterhalb der äußeren Umfangsabwicklung des Querprofils des aufblasbaren Schlauches (3) bei jeder Volldrehung der Spule (6b) um das Querprofil des aufblasbaren Schlauches (3) herum gesteuert wird.

11. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Aufwickeln mindestens eines fadenförmigen Elementes nach einem Arbeitsschritt zur Anbringung einer rohen Elastomerschicht auf der aufblasbaren Seele (3) erfolgt.

12. Verfahren nach Anspruch 11, bei dem das Anbringen der ersten Elastomerschicht durch Aufwickeln eines ersten bandförmigen Elementes aus rohem Elastomer um das Querprofil der aufblasbaren Seele (3) herum gemäß nacheinander anliegenden Windungen zum im wesentlichen völligen Überziehen des aufblasbaren Schlauches Seele selbst erfolgt.

13. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem mindestens ein erstes fadenförmiges Element (6a) in einer rohen Elastomerschicht eingebettet ist.

14. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Bilden des Unterbaues (5) das simultane Aufwickeln mindestens zweier ersten, fadenförmiger Elemente (6a) vorsieht, die parallel angeordnet sind, um einen ersten bandförmigen Streifen festzulegen.

15. Verfahren nach Anspruch 14, bei dem die, den ersten bandförmigen Streifen ausbildenden bandförmigen Elemente (6a) zuvor in eine rohe Elastomerschicht eingebettet werden, die sie gegenseitig vor dem Arbeitsschritt des Aufwickelns vereint.

16. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Aufwickeln mindestens eines fadenförmigen Elementes (6a) gemäß einer Spannung gleich oder unterhalb von 2% im Ausmaß einer Dehnung erfolgt.

17. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Herstellung des Unterbaus (5) überdies das Anbringen auf der ersten Unterbaulage (6) eines Paars von ringförmigen Verankerungselementen (7) vorsieht, die voneinander axial beabstandet sind und sich in Umfangsrichtung in einer zur aufblasbaren Seele (3) radial inneren Position erstrecken.

18. Verfahren nach Anspruch 17, bei dem das Anbringen der ringförmigen Verankerungselemente (7) durch axialen Annähern derselben zum aufblasbaren Schlauch (3) durchgeführt wird.

19. Verfahren nach Anspruch 18, bei dem dem Arbeitsschritt des axialen Annäherns ein Arbeitsschritt des Rollens der ringförmigen Verankerungselemente (7) folgt.

20. Verfahren nach Anspruch 17, bei dem dem Anbringen der ringförmigen Verankerungselemente (7) ein Arbeitsschritt des Aufwickelns mindestens eines zweiten, bandförmigen Elementes aus rohem Elastomer um das Querprofil (3) gemäß Windungen vorangeht, die nacheinander zum Anliegen kommen, um eine zweite Elastomerschicht zu bilden, die im wesentlichen vollständig die erste Unterbaulage (6) überzieht.

21. Verfahren nach Anspruch 17, bei dem das Anbringen der ringförmigen Verankerungselemente (7) zusammen mit dem Schließen des Unterbaus (5) in einer Vulkanisierungsform erfolgt, in der die ringförmigen Verankerungselemente selbst bereitgestellt sind.

22. Verfahren nach Anspruch 21, bei dem die ringförmigen Verankerungselemente (7) durch Spritzgießen eines Elastomers in entsprechende Hohlräume erhalten werden, die innerhalb der Vulkanisierungsform festgelegt sind.

23. Verfahren nach Anspruch 17, bei dem die ringförmigen Verankerungselemente (7) aus spritzgegossenem Elastomer ausgeführt sind.

24. Verfahren nach Anspruch 17, bei dem jedes ringförmige Verankerungselement (7) durch Ziehen erhalten wird.

25. Verfahren nach Anspruch 17, umfassend überdies den Arbeitsschritt mindestens eines ringförmigen, umfangsmäßig nicht dehnbaren Verstärkungseinsatz (9) in jedes der ringförmigen Verankerungselemente (7) einzubetten.

26. Verfahren nach Anspruch 25, bei dem der ringförmige Verstärkungseinsatz (9) in das jeweilige, ringförmige Verankerungselement (7) beim Arbeitsschritt der Herstellung desselben eingebettet wird, wobei dieses letztere aus spritzgegossenem Material besteht.

27. Verfahren nach Anspruch 25, bei dem jedes der ringförmigen Verstärkungseinsätze (9) in das jeweilige, ringförmige Verankerungselement (7) durch Einbringen über eine Kerbe eingebettet wird, die im ringförmigen Verankerungselement selbst bereitgestellt ist.

28. Verfahren nach Anspruch 17, bei dem die ringförmigen Verankerungselemente (7) vorvulkanisiert werden, bevor sie bei der Herstellung des Reifens verwendet werden.

29. Verfahren nach Anspruch 17, bei dem das Herstellen des Unterbaus (5) überdies das Anbringen eines textilen Halte- und Verstärkungsaufbaues (11) auf einer Außenfläche eines jeden der ringförmigen Verankerungselemente (7) vorsieht.

30. Verfahren nach Anspruch 29, bei dem der textile Halte- und Verstärkungsaufbau (11) mindestens einen bandförmigen Streifen umfasst, der am entsprechenden ringförmigen Verankerungselement (7) vor dem Anbringen dieses letzteren auf der ersten Unterbaulage (6) angebracht wird.

31. Verfahren nach Anspruch 29, bei dem der textile Halte- und Verstärkungsaufbau (11) auf den ringförmigen Verankerungselementen (7) nach ihrem Anbringen auf der ersten Unterbaulage (6) angebracht wird.

32. Verfahren nach Anspruch 31, bei dem der textile Halte- und Verstärkungsaufbau (11) ausgeführt wird, indem mindestens ein zweites fadenförmiges Element um das Querprofil des aufblasbaren Schlauches (3) herum gemäß Windungen aufgewickelt wird, die nacheinander aneinanderliegend längs der gesamten Umfangsabwicklung des aufblasbaren Schlauches selbst zur Festlegung einer zweiten Unterbaulage (11) aufgewickelt wird, welche die erste Unterbaulage (6) überlappt.

33. Verfahren nach Anspruch 32, bei dem dem Aufwickeln des zweiten fadenförmigen Elementes das Überziehen desselben mit einer rohen Elastomerschicht vorangeht.

34. Verfahren nach Anspruch 32, bei dem das Bilden der zweiten Unterbaulage (11) das simultane Aufwickeln mindestens zwei der zweiten fadenförmigen, parallel anliegenden Elemente zur Bildung eines bandförmigen Streifens vorsieht.

35. Verfahren nach Anspruch 34, bei dem die, den zweiten bandförmigen Streifen ausbildenden Elemente, in eine rohe Elastomerschicht eingebaut werden, die sie gegenseitig vor ihrem Arbeitsschritt des Aufwickelns vereint.

36. Verfahren nach Anspruch 32, umfassen überdies einen Arbeitsschritt eines umfangsmäßigen Schneidens der zweiten Unterbaulage (11) in einen zum aufblasbaren Schlauch (3) radialen inneren Zone, die zwischen den ringförmigen Verankerungselementen (7) liegt.

37. Verfahren nach Anspruch 1, umfassend überdies einen Arbeitsschritt der Ausbildung von geschnittenen Lappen der zweiten Unterbaulage (11) um sie auf den Oberflächen der Verankerungselemente (7) und der ersten Unterbaulage (6) zum Anliegen zu bringen.

38. Verfahren nach Anspruch 1, umfassend überdies einen Arbeitsschritt des Anbringens von Schutzelementen (15, 15a) aus Elastomer auf den Außenflächen des Unterbaus (5).

39. Verfahren nach Anspruch 38, bei dem das Anbringen der Schutzelemente (15, 15a) aus Elastomer durch Schließen des Unterbaus (5) in einer Vulkanisierungsform (133) durchgeführt wird, in der die Schutzelemente selbst bereitgestellt sind.

40. Verfahren nach Anspruch 39, bei dem die Schutzelemente (15, 15a) durch Spritzgießen von Elastomer in jeweilige Hohlräume erhalten werden, die innerhalb der Vulkanisierungsform (133) festgelegt sind.

41. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Herstellung des Gürtelaufbaus (12) und der Lauffläche (13) die folgenden Arbeitsschritte vorsieht:

- Anbringen am Umfang mindestens eines Gürtelstreifens um eine Tragtrommel (121);

- Anbringen am Umfang mindestens eines Gürtelstreifens einer Lauffläche (113) aus rohem Elastomer, wodurch der Gürtelaufbau und die Lauffläche ein ringförmiges Element bilden, um mit dem Unterbau (5) verbunden zu werden.

42. Verfahren nach Anspruch 41, bei dem die Lauffläche (13) durch Aufwinden für nacheinanderfolgende, aneinanderliegende Windungen mindestens eines länglichen Elementstranges aus Elastomer um den Gürtelaufbau (12) herum ausgeführt wird.

43. Verfahren nach Anspruch 41, umfassend überdies den Arbeitsschritt des Bereitstellens einer Muffe (12a) aus rohem Elastomer auf der Tragtrommel (121) vor dem Anbringen des mindestens einen Gürtelstreifens.

44. Verfahren nach Anspruch 41, bei dem das ringförmige Element (12, 13) und der Unterbau (5) voneinander getrennt und gegenseitig abnehmbar gekoppelt vulkanisiert werden.

45. Verfahren nach Anspruch 44, umfassend überdies die Arbeitsschritte:

- Bilden mindestens einer Umfangsnase (14) in einer radialen äußeren Position auf dem Unterbau (5), vor der Vulkanisation desselben;

- Festlegen im Gürtelaufbau (12), vor der Vulkanisation desselben, mindestens einer Verankerungsaufnahme, die zur Umfangsnase (14) gegenprofiliert ist.

46. Verfahren nach Anspruch 45, bei dem die Umfangsnase (14) durch Aufwickeln mindestens eines bandförmigen Elementes in Umfangsrichtung um den Unterbau (5) herum hergestellt wird.

47. Verfahren nach Anspruch 41, bei dem das ringförmige Element (12, 13) und der Unterbau (5) simultan nach ihrer gegenseitigen Verbindung vulkanisiert werden.

48. Verfahren nach Anspruch 1, umfassend überdies einen Arbeitsschritt des Vulkanisierens mindestens eines Unterbaus (5) in einer Vulkanisierungsform (133), in der während der Vulkanisation der Unterbau durch Einbringen eines Druckmittels in die aufblasbare Seele (3) aufgeblasen wird.

49. Verfahren nach Anspruch 48, bei dem der Unterbau (5) während eines Arbeitsschrittes des Abkühlens nach dem Arbeitsschritt des Vulkanisierens im Füllzustand erhalten bleibt.

50. Verfahren nach Anspruch 48, bei dem das Vulkanisieren durch Wärmezufuhr über Mikrowellen erfolgt.

51. Verfahren nach Anspruch 48, bei dem das Vulkanisieren durch Erhitzen der Formwände durch elektromagnetische Induktion durchgeführt wird.

52. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Herstellung des Gürtelaufbaues (12) das Aufwickeln mindestens eines Gürtelstreifens (12a) unmittelbar um den Unterbau (5) herum vorsieht.