WO2018077501A1 - Verfahren zur herstellung eines vollgummireifens und vollgummireifen - Google Patents

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WO2018077501A1
WO2018077501A1 PCT/EP2017/069987 EP2017069987W WO2018077501A1 WO 2018077501 A1 WO2018077501 A1 WO 2018077501A1 EP 2017069987 W EP2017069987 W EP 2017069987W WO 2018077501 A1 WO2018077501 A1 WO 2018077501A1
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WO
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sensor element
tire
bottom part
solid rubber
main body
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PCT/EP2017/069987
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English (en)
French (fr)
Inventor
Matthias-Stephan MÜLLER
Steffen Hallmann
Carsten Minx
Peter Schmidt
Nikolas HEINRICH
Nadiah-Hanim JASNIE
Wolfgang NESS
Hans-Jürgen Sauerwald
Simon FRONEMANN
Original Assignee
Continental Reifen Deutschland Gmbh
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D30/00—Producing pneumatic or solid tyres or parts thereof
    • B29D30/02—Solid tyres ; Moulds therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C7/00—Non-inflatable or solid tyres
    • B60C7/10—Non-inflatable or solid tyres characterised by means for increasing resiliency
    • B60C7/102—Tyres built-up with separate rubber parts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C7/00—Non-inflatable or solid tyres
    • B60C7/22—Non-inflatable or solid tyres having inlays other than for increasing resiliency, e.g. for armouring
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D30/00—Producing pneumatic or solid tyres or parts thereof
    • B29D30/0061—Accessories, details or auxiliary operations not otherwise provided for
    • B29D2030/0083—Attaching monitoring devices to tyres before or after vulcanization by inserting them inside tyre cavities
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C19/00—Tyre parts or constructions not otherwise provided for
    • B60C2019/004—Tyre sensors other than for detecting tyre pressure

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a solid rubber tire containing at least one sensor element from a base body, a tread part and lateral tire sidewalls, wherein the main body has a bottom part coming in contact with a rim and a radially outer elastic part, wherein the bottom part and the elastic part by multilayer winding calendered or extruded
  • Rubber compounds are constructed and wherein the main body with the
  • the invention further relates to a solid rubber tire which contains at least one sensor element and has a tread part, lateral tire flanks and a base body made of a bottom part coming into contact with a rim and a radially outer elastic part.
  • the invention is therefore based on the object to provide a method which allows positioning of the sensor elements in the construction of the solid rubber tire, which prevents destruction or damage to the sensor elements during vulcanization.
  • the solid rubber tire according to the invention should have correspondingly positioned sensor elements.
  • Solid rubber tires and vulcanizing the solid tire in a second heating mold Solid rubber tires and vulcanizing the solid tire in a second heating mold.
  • a solid rubber tire according to the invention is characterized in that the at least one sensor element is positioned either between a lateral tire sidewall and the main body or between the bottom part and the elastic part.
  • the inventive method allows a particularly "gentle” installation of the sensor elements in solid rubber tires, which ensures that the sensor elements remain in fully functional condition over the life of the solid rubber tire.
  • the invention therefore makes it possible to reliably detect and record physical quantities (temperature and pressure) that provide information about the tire condition during operation of the vehicle.
  • the measurement data can subsequently be evaluated accordingly, which can increase the knowledge of changing physical variables during tire use.
  • This makes it possible, for example, to monitor the quality of tire components or their occurring in the course of operation aging and / or quality decrease. Aging occurs, for example, by the high temperatures of about 120 ° to 130 ° C. occurring during operation, at which the polymer chains of the rubbers of the rubber materials degrade, which reduces the hardness of the rubber material and thus adversely affects the tire quality.
  • Retreading the solid rubber tire is of particular interest in particular the quality of the body, which is not visible from the outside. Further, jounce paths and the rigidity of the entire tire can be detected depending on the period of use. This is done in particular by means of a vibrating in the ultrasonic range Base plate, which can receive and process the signal, in particular a reflection signal, the sensor elements. Sensor elements incorporated in accordance with the invention provide a reliable solid rubber tire monitoring system as well as an early warning system which warns in time of impending tire failure.
  • the information obtained from the physical quantities can be used for further targeted development of solid rubber tires. It is also possible for customers to understand the life cycle of the solid rubber tire and to control tire quality. If the recorded data are transmitted or transmitted accordingly, central monitoring of the tires of vehicle fleets is also possible.
  • Solid rubber tire according to a third embodiment of the invention.
  • Solid rubber tires manufactured and constructed according to the invention are in particular tires for mobile machines, such as industrial trucks, for example forklifts or telehandlers.
  • Fig. Id, Fig. 2d and Fig. 3d show cross sections of a solid rubber tire of a
  • the main body 1 has a radially inner bottom part la and arranged on this radially outer Elastic part lb on.
  • the bottom part la, the elastic part lb and the tread part 2 are made of different vulcanized rubber materials and are each made of a separate, tailored to the desired properties of the relevant component
  • the bottom part la is usually made of a hard rubber material and contains at least one tensile insert - in the illustrated embodiment, five in
  • the rubber material of the elastic part lb is particularly in terms of the desired suspension and
  • the tread part 2 may be provided in a conventional manner with a profiling and completes together with the lateral tire sidewalls 4 the solid rubber tire, the tire sidewalls 4 the body 1 partially cover laterally.
  • Tire flanks 4 are preferably made of the rubber material of the tread part. 2
  • the main body 1 is first of all, in a manner known per se, not shown
  • Winding receptacle constructed at which the intended for the bottom part la and the elastic part lb rubber mixtures are wound in the form of calendered or extruded thin layers.
  • a layer 1 'a (FIG. 1 a) which is usually the first layer of the rubber mixture intended for the bottom part 1 a
  • the cores 3 are placed next to each other in the intended number.
  • the rubber compound of the elastic part 1b is wound up in layers on the finished floor part 1a, thus completing the basic body 1.
  • the finished body 1 is in a first heating mold, which gives the body 1, the desired and intended cross-sectional shape, either with appropriate supply of heat and at appropriate temperature either vulcanized or vulcanized.
  • On the outside of the vulcanized body 1 is by grinding in
  • Elastic part lb at least a shallow recess 5 forms (Fig. Lb).
  • the recess 5 is in particular a circumferential recess in the circumferential direction.
  • locally single depression 5 or it may be a plurality of distributed over the circumference
  • Recesses 5 are formed.
  • a sensor element 6 is positioned in the or each recess 5, whose dimensions with those of
  • Fig. Lc shows a positioned in the recess 5
  • the base body 1 provided with at least one sensor element 6 is mounted on a rim-like winding device and completed with the tread part 2, wherein the tread part 2 is constructed in particular from several layers of the corresponding calendered or extruded rubber mixture and the unvulcanized tire sidewalls 4 consisting of a rubber mixture be pressed laterally ( Figure ld).
  • the thus finished solid rubber tire is introduced into a second heating mold and vulcanized in this.
  • the basic body 1 is constructed analogously to the first exemplary embodiment and pre-vulcanized or vulcanized in a first heating mold (FIG. 2 a).
  • the vulcanized main body 1 is ground on at least one of its side walls, so that a shallow recess 5 is formed at least on one side wall.
  • a shallow recess 5 is formed at least on one side wall.
  • Base body 1 protruding shallow recess 5 created (Fig. 2b). Subsequently, in each recess 5, a sensor element 6 is positioned (Fig. 2c), wherein also a
  • the base body 1 is clamped on a rim-like winding device and it will be constructed analogous to the first embodiment, the tread part 2 and the
  • the pre-vulcanized or vulcanized-on with at least one sensor element 6 can be provided Base body 1 are alternatively introduced into an injection press, in which by injecting a rubber mixture of the tread part 2 and the lateral
  • Tire sidewalls 4 are formed. The thus completed tire is then vulcanized.
  • the bottom part 1a is ground on its upper side to form at least one shallow depression 5 (FIG. 3b).
  • at least one sensor element 6 is positioned in each recess 5 (FIG. 3c), the depression (s) 5 and / or the sensor element 6 or the sensor elements 6 preferably also being pretreated with a primer in this variant as well.
  • the layers of the rubber compound forming the elastic part 1b are subsequently wound onto the bottom part 1a.
  • Base 1 is provided with the tread part 2 and the tire sidewalls 4, the finished tire is vulcanized in the second heating mold as already described and finished to the solid rubber tire (Fig. 3d).
  • the sensor element 6 or the sensor elements 6 may also be prior to placing or attaching in a rubber mixture, in particular in a thin
  • Rubber mixture layer are wrapped to ensure a particularly reliable adhesion of the sensor elements 6.
  • the bottom part 1a and / or the elastic part 1b can be roughened in the region of their depression (s) 5, for example by means of a laser.
  • a recess 5 and a plurality of sensor elements 6 can be introduced.
  • Solid rubber tire which ensures that the sensor elements 6 remain in fully functional condition over the life of the solid rubber tires.
  • the sensor elements 6 contain in particular temperature sensors, pressure sensors
  • the sensor elements 6 may be embedded in metal or plastic, wherein
  • the sensor elements 6 may further have different shapes and, for example, as shown in the figures, have a flat shape in cross-section. Alternatively, the sensor elements 6 may be designed, for example, like a button. The sensor elements 6 can also circulate the entire circumference of the tire.
  • the sensor elements 6 may include a wireless signal transmission device for transmitting the measurements.
  • a wireless signal transmission device for transmitting the measurements.
  • transponder in particular a commercially available RFID transponder.
  • signal transmission to a receiving device can take place in a simple and cost-effective manner.
  • This also allows documentation of the data with high temporal resolution, so that the tire can be continuously monitored over its life cycle.
  • the wireless transmission is apart from the need to provide a corresponding antenna in mobile machines, no additional space required.
  • transponders which require no energy supply from batteries and are powered by a received radio signal with voltage, a year-long use is possible. As mentioned above are for this

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Heating, Cooling, Or Curing Plastics Or The Like In General (AREA)
  • Tyre Moulding (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines zumindest ein Sensorelement (6) enthaltenden Vollgummireifens aus einem Grundkörper (1), einem Laufflächenteil (2) und seitlichen Reifenflanken (4), wobei der Grundkörper (1) einen mit einer Felge in Kontakt kommenden Bodenteil (la) und einen radial äußeren Elastikteil (lb) aufweist und der Bodenteil (la) und der Elastikteil (1 b) durch mehrlagiges Wickeln kalandrierter oder extrudierter Kautschukmischungen aufgebaut werden und der Grundkörper (1) mit dem Laufflächenteil (2) und den Reifenflanken (4) versehen und anschließend vulkanisiert wird. Das Verfahren weist folgende Verfahrensschritte auf: - Bilden des Bodenteiles (la) oder des Grundkörpers (1) und anschließende Vulkanisation des Bodenteiles (la) oder des Grundkörpers (1) in einer ersten Heizform, - Ausbilden zumindest einer Vertiefung (5) an der Oberfläche des vulkanisierten Bodenteiles (la) bzw. Grundkörpers (1), - Einbringen zumindest eines Sensorelementes (6) in die Vertiefung (5).

Description

Beschreibung
Verfahren zur Herstellung eines Vollgummireifens und Vollgummireifen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines zumindest ein Sensorelement enthaltenden Vollgummireifens aus einem Grundkörper, einem Laufflächenteil und seitlichen Reifenflanken, wobei der Grundkörper einen mit einer Felge in Kontakt kommenden Bodenteil und einen radial äußeren Elastikteil aufweist, wobei der Bodenteil und der Elastikteil durch mehrlagiges Wickeln kalandrierter oder extrudierter
Kautschukmischungen aufgebaut werden und wobei der Grundkörper mit dem
Laufflächenteil und den Reifenflanken versehen und anschließend vulkanisiert wird.
Die Erfindung betrifft ferner einen Vollgummireifen, welcher zumindest ein Sensorelement enthält und einen Laufflächenteil, seitliche Reifenflanken und einen Grundkörper aus einem mit einer Felge in Kontakt kommenden Bodenteil und einem radial äußeren Elastikteil aufweist.
Rohlinge für Vollgummireifen werden gemäß dem Stand der Technik in einem
Aufbauverfahren gefertigt, bei dem einzelne kalandrierte Kautschukmischungen für den Bodenteil, den Elastikteil und den Laufflächenteil nacheinander mehrlagig auf einer Wickelvorrichtung, einer Wickelaufnahme, gewickelt werden und die seitlichen
Reifenflanken angedrückt werden. Anschließend wird der fertig aufgebaute Reifenrohling in einer Heizform vulkanisiert, die im Laufflächenteil die gegebenenfalls vorgesehene Profilierung einprägt und dem Vollgummireifen die gewünschten Außenkonturen verleiht. Beim Vulkanisieren, d.h. der Umwandlung der Kautschukmischungen in vulkanisierten Gummi, finden massive und nicht beeinflussbare Fließprozesse der Kautschukmischungen statt. Bei dem aus der DE 10 2011 052 808 AI bekannten, den üblichen Aufbau aufweisenden Vollgummireifen ist radial innerhalb des Laufflächenteiles ein Druck oder Verformungen erfassendes Sensorelement eingebaut. Diese Druckschrift enthält keine Hinweise, wie diese Sensorelemente eingebracht worden sind. Es ist daher davon auszugehen, dass sie während eines Wickelvorganges einer der Kautschukmischungsschichten positioniert werden.
Sensorelemente in Vollgummireifen sind von großem Interesse, da mit diesen insbesondere der„Produktlebenszyklus", also die Reifenqualität, der meistens sehr teuren und aufwändig herzustellenden Vollgummireifen überwacht werden kann. Besonders problematisch ist nun der Einbau bzw. die Platzierung derartiger Sensorelemente in den Reifenrohling.
Insbesondere die erwähnten Fließprozesse während der Vulkanisation bewirken, dass sich die Sensorelemente im fertig vulkanisierten Reifen nicht mehr an den ursprünglichen Positionen befinden und/oder dass die Sensorelemente im Zuge der Vulkanisation zerstört oder beschädigt werden. Mittels der bisher bekannten Verfahren ist es nicht gelungen, Sensorelemente auf zuverlässige Weise, vor Beschädigungen sicher sowie an definierten Positionen in Vollgummireifen einzubringen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, welches eine Positionierung der Sensorelemente beim Aufbau des Vollgummireifens ermöglicht, die ein Zerstören bzw. eine Beschädigung der Sensorelemente während der Vulkanisation verhindert. Der erfindungsgemäße Vollgummireifen soll entsprechend positionierte Sensorelemente aufweisen.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren mit folgenden aufeinanderfolgenden Verfahrensschritten gelöst:
a) Bilden des Bodenteiles oder des Grundkörpers und anschließende Vulkanisation des Bodenteiles oder des Grundkörpers in einer ersten Heizform unter Ausbilden einer Oberfläche mit einer im Wesentlichen zylindermantelförmigen Oberseite und Seitenwänden,
b) Ausbilden zumindest einer Vertiefung an der Oberfläche des vulkanisierten Bodenteiles bzw. Grundkörpers, c) Einbringen zumindest eines Sensorelementes in die Vertiefung, d) Aufbauen des Bodenteiles bzw. des Grundkörpers zum kompletten
Vollgummireifen und Vulkanisieren des Vollgummireifens in einer zweiten Heizform.
Ein Vollgummireifen gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Sensorelement entweder zwischen einer seitlichen Reifenflanke und dem Grundkörper oder zwischen dem Bodenteil und dem Elastikteil positioniert ist.
Durch die erfindungsgemäße Anbringung der Sensorelemente sind diese an den
betreffenden Reifenbauteilen derart fixiert, dass sich ihre Position beim weiteren
Reifenaufbau und der Vulkanisation nicht verändert. Zusätzlich sind die Sensorelemente während des Betriebes der Vollgummireifen gegen ein Verrutschen innerhalb der
Vollgummireifen zuverlässig gesichert. Darüber hinaus ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren einen besonders„schonenden" Einbau der Sensorelemente in Vollgummireifen, der sicherstellt, dass die Sensorelemente über die Lebensdauer der Vollgummireifen in voll funktionsfähigem Zustand bleiben.
Die Erfindung gestattet es daher, zuverlässig physikalische Größen (Temperatur und Druck), die über den Reifenzustand Auskunft geben, während des Betriebes des Fahrzeuges zu erfassen und aufzuzeichnen. Die Messdaten können nachfolgend entsprechend ausgewertet werden, wodurch die Kenntnisse über sich ändernde physikalische Größen während der Reifennutzung erweitert werden können. Dadurch ist es beispielsweise möglich, die Qualität von Reifenbauteilen bzw. deren im Zuge des Betriebes stattfindende Alterung und/oder Qualitätsabnahme zu überwachen. Alterung tritt beispielsweise durch die im Betrieb auftretenden hohen Temperaturen von etwa 120° bis 130°C auf, bei welchen sich die Polymerketten der Kautschuke der Gummimaterialien abbauen, was die Härte des Gummimaterials reduziert und derart die Reifenqualität beeinträchtigt. Für die
Runderneuerung des Vollgummireifens ist dabei insbesondere die Qualität des von außen nicht sichtbaren Grundkörpers von besonderem Interesse. Ferner können Einfederungswege und die Steifigkeit des Gesamtreifens in Abhängigkeit von der Nutzungsdauer erfasst werden. Dies erfolgt insbesondere mittels einer im Ultraschallbereich schwingenden Bodenplatte, die das Signal, insbesondere ein Reflexionssignal, der Sensorelemente aufnehmen und verarbeiten kann. Gemäß der Erfindung eingebaute Sensorelemente stellen ein zuverlässiges Überwachungssystem für Vollgummireifen sowie ein Frühwarnsystem zur Verfügung, welches rechtzeitig vor einem drohenden Reifenausfall warnt.
Zusätzlich können die aus den physikalischen Größen gewonnen Informationen zur weiteren zielgerichteten Entwicklung von Vollgummireifen verwendet werden. Ferner ist es für Kunden möglich, den Lebenszyklus des Vollgummireifens nachzuvollziehen und die Reifenqualität zu kontrollieren. Werden die aufgezeichneten Daten entsprechend übertragen bzw. übermittelt, ist auch eine zentrale Überwachung der Bereifung von Fahrzeugflotten möglich.
Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden nun anhand der Zeichnung, die schematisch Ausführungsbeispiele der Erfindung darstellt, näher beschrieben. Dabei zeigen
Fig. la bis Fig. ld aufeinanderfolgende Verfahrensstadien beim Aufbau eines
Vollgummireifens, gemäß einer Ausführungsvariante der Erfindung,
Fig. 2a bis Fig. 2d aufeinanderfolgende Verfahrensstadien beim Aufbau eines
Vollgummireifens, gemäß einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung, und
Fig. 3a bis Fig. 3d aufeinanderfolgende Verfahrensstadien beim Aufbau eines
Vollgummireifens, gemäß einer dritten Ausführungsvariante der Erfindung.
Gemäß der Erfindung gefertigte und ausgeführte Vollgummireifen sind insbesondere Reifen für mobile Arbeitsmaschinen, wie Flurförderzeuge, beispielsweise Gabelstapler oder Telehandler.
Fig. ld, Fig. 2d und Fig. 3d zeigen Querschnitte eines Vollgummireifens aus einem
Grundkörper 1, einem Laufflächenteil 2 und seitlichen Reifenflanken 4. Der Grundkörper 1 weist einen radial inneren Bodenteil la und einen auf diesem angeordneten radial äußeren Elastikteil lb auf. Der Bodenteil la, der Elastikteil lb und der Laufflächenteil 2 bestehen aus verschiedenen vulkanisierten Gummimaterialien und sind jeweils aus einer separaten, auf die erwünschten Eigenschaften des betreffenden Bauteiles abgestimmten
Kautschukmischung gefertigt.
Der Bodenteil la besteht üblicherweise aus einem harten Gummimaterial und enthält zumindest ein zugfestes Insert - bei der dargestellten Ausführungsform fünf in
Umfangsrichtung des Reifens umlaufende zugfeste metallische Kerne 3 - und ist jener Teil des Vollgummireifens, welcher mit einer Felge in Kontakt kommt. Das Gummimaterial des Elastikteiles lb ist insbesondere hinsichtlich der erwünschten Federungs- und
Dämpfungseigenschaften optimiert und bildet eine elastische Zwischenschicht. Der Laufflächenteil 2 kann in an sich bekannter Weise mit einer Profilierung versehen sein und komplettiert gemeinsam mit den seitlichen Reifenflanken 4 den Vollgummireifen, wobei die Reifenflanken 4 den Grundkörper 1 abschnittsweise seitlich bedecken. Die
Reifenflanken 4 bestehen vorzugsweise aus dem Gummimaterial des Laufflächenteiles 2.
Bei der in den Figuren la bis ld veranschaulichten Variante der Erfindung wird vorerst der Grundkörper 1 insbesondere in an sich bekannter Weise auf einer nicht gezeigten
Wickelaufnahme aufgebaut, an welcher die für den Bodenteil la und den Elastikteil lb vorgesehenen Kautschukmischungen in Form von kalandrierten oder extrudierten dünnen Lagen aufgewickelt werden. Auf einer Lage 1 'a (Fig. la), welche üblicherweise die erste Lage der für den Bodenteil la vorgesehenen Kautschukmischung ist, werden die Kerne 3 in der vorgesehenen Anzahl nebeneinander platziert. Auf den fertig aufgebauten Bodenteil la wird die Kautschukmischung des Elastikteiles lb lagenweise aufgewickelt und dadurch der Grundkörper 1 fertig aufgebaut. Der fertig aufgebaute Grundkörper 1 wird in einer ersten Heizform, die dem Grundkörper 1 die gewünschte und vorgesehene Querschnittsgestalt verleiht, unter entsprechender Zufuhr von Wärme und bei entsprechender Temperatur entweder vorvulkanisiert oder ausvulkanisiert. An der Außenseite des vulkanisierten Grundkörpers 1 wird durch Anschleifen im
Elastikteil lb zumindest eine seichte Vertiefung 5 ausbildet (Fig. lb). Die Vertiefung 5 ist insbesondere eine in Umfangsrichtung umlaufende Vertiefung. Alternativ kann lokal eine einzige Vertiefung 5 oder es kann eine Vielzahl von über den Umfang verteilten
Vertiefungen 5 ausgebildet werden. Im nächsten Verfahrensschritt wird in der bzw. jeder Vertiefung 5 ein Sensorelement 6 positioniert, dessen Abmessungen mit jenen der
Vertiefung(en) 5 zumindest weitgehend übereinstimmen. Um ein zuverlässiges Anhaften des Sensorelementes 6 bzw. der Sensorelemente 6 zu gewährleisten, wird dieses bzw. werden diese oder der Boden der Vertiefung(en) 5 mit einem üblichen Primer
(Haftvermittler) behandelt. Fig. lc zeigt ein in der Vertiefung 5 positioniertes
Sensorelement 6. Der mit zumindest einem Sensorelement 6 versehene Grundkörper 1 wird auf eine felgenähnliche Wickelvorrichtung aufgespannt und mit dem Laufflächenteil 2 komplettiert, wobei der Laufflächenteil 2 insbesondere aus mehreren Lagen der entsprechenden kalandrierten oder extrudierten Kautschukmischung aufgebaut wird und die aus einer Kautschukmischung bestehenden unvulkanisierten Reifenflanken 4 seitlich angedrückt werden (Fig. ld). Der derart fertig aufgebaute Vollgummireifen wird in eine zweite Heizform eingebracht und in dieser aus vulkanisiert.
Bei der in den Figuren 2a bis 2d dargestellten Variante wird der Grundkörper 1 analog zum ersten Ausführungsbeispiel aufgebaut und in einer ersten Heizform vorvulkanisiert oder ausvulkanisiert (Fig. 2a). Der vulkanisierte Grundkörper 1 wird an zumindest einer seiner Seitenwände angeschliffen, sodass zumindest an einer Seitenwand eine seichte Vertiefung 5 ausgebildet wird. Bei der gezeigten Variante wird an jeder Seitenwand eine in den
Grundkörper 1 hineinragende seichte Vertiefung 5 erstellt (Fig. 2b). Anschließend wird in jede Vertiefung 5 ein Sensorelement 6 positioniert (Fig. 2c), wobei ebenfalls ein
entsprechende Vorbehandlung mit einem Primer erfolgen kann. Nachfolgend wird der Grundkörper 1 auf eine felgenähnliche Wickelvorrichtung aufgespannt und es werden analog zur ersten Ausführungsform der Laufflächenteil 2 aufgebaut und die
unvulkanisierten Reifenflanken 4 seitlich angedrückt (Fig. 2d). Der derart fertig aufgebaute Vollgummireifen wird in eine zweite Heizform eingebracht und in dieser ausvulkanisiert.
Bei den in Fig. la bis Fig. ld und in Fig. 2a bis Fig. 2d veranschaulichten Varianten kann der vor- bzw. ausvulkanisierte mit zumindest einem Sensorelement 6 versehene Grundkörper 1 alternativ in eine Einspritzpresse eingebracht werden, in welcher durch Einspritzen einer Kautschukmischung der Laufflächenteil 2 und die seitlichen
Reifenflanken 4 gebildet werden. Der derart komplettierte Reifen wird anschließend vulkanisiert.
Bei der in den Figuren 3a bis 3 d veranschaulichten Variante wird im ersten
Verfahrensschritt der Bodenteil la in der bereits beschriebenen Weise aufgebaut (Fig. 3a) und anschließend in einer ersten Heizform vorvulkanisiert oder ausvulkanisiert, wodurch dem Bodenteil la die erwünschte und vorgesehene Querschnittsgestalt, insbesondere mit einer zylindermantelförmigen Oberseite, verliehen wird. Im nächsten Verfahrensschritt wird der Bodenteil la an seiner Oberseite angeschliffen, um zumindest eine seichte Vertiefung 5 auszubilden (Fig. 3b). Nachfolgend wird in jede Vertiefung 5 zumindest ein Sensorelement 6 positioniert (Fig. 3c), wobei vorzugsweise auch bei dieser Variante die Vertiefung(en) 5 und/oder das Sensorelement 6 bzw. die Sensorelemente 6 mit einem Primer vorbehandelt werden. Auf den Bodenteil la werden nachfolgend die Lagen der den Elastikteil lb bildenden Kautschukmischung aufgewickelt. Der fertig aufgebaute
Grundkörper 1 wird mit dem Laufflächenteil 2 und den Reifenflanken 4 versehen, der fertig aufgebaute Reifen wird in der zweiten Heizform wie bereits beschrieben vulkanisiert und zum Vollgummireifen fertiggestellt (Fig. 3d).
Das Sensorelement 6 kann bzw. die Sensorelemente 6 können ferner vor dem Auflegen bzw. Anbringen in eine Kautschukmischung, insbesondere in eine dünne
Kautschukmischungsschicht, eingewickelt werden, um ein besonders zuverlässiges Anhaften der Sensorelemente 6 sicherzustellen. Zur weiteren Haftverbesserung des Sensorelementes 6 bzw. der Sensorelemente 6 können der Bodenteil la und/oder der Elastikteil lb im Bereich ihrer Vertiefung(en) 5, beispielsweise mittels eines Lasers, aufgeraut werden. In eine Vertiefung 5 können auch mehrere Sensorelemente 6 eingebracht werden. Durch das erfindungsgemäße Anbringen der Sensorelemente 6 sind diese an den betreffenden Reifenbauteilen derart fixiert, dass sich ihre Position beim weiteren
Reifenaufbau und der Vulkanisation nicht verändert. Zusätzlich sind die Sensorelemente 6 während des Betriebes der Vollgummireifen gegen ein Verrutschen innerhalb der
Vollgummireifen zuverlässig gesichert. Darüber hinaus ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren einen besonders„schonenden" Einbau der Sensorelemente 6 in
Vollgummireifen, der sicherstellt, dass die Sensorelemente 6 über die Lebensdauer der Vollgummireifen in voll funktionsfähigem Zustand bleiben.
Die Sensorelemente 6 enthalten insbesondere Temperatursensoren, Drucksensoren
(Kraftaufnehmer) oder kombinierte Temperatur/Drucksensoren, die daher die Temperatur in dem an sie angrenzenden Gummimaterial und/oder die auf sie einwirkenden Kräfte messen. Die Sensorelemente 6 können in Metall oder Kunststoff eingebettet sein, wobei
Kunststoff eine besonders dauerhaltbare Verbindung mit dem umgebenden Gummimaterial eingeht. Die Sensorelemente 6 können ferner unterschiedliche Formen aufweisen und beispielsweise, wie in den Figuren gezeigt, im Querschnitt eine flache Form aufweisen. Alternativ können die Sensorelemente 6 beispielsweise knopfartig gestaltet sein. Die Sensorelemente 6 können auch den kompletten Umfang des Reifens umlaufen.
Die Sensorelemente 6 können eine Vorrichtung zur drahtlosen Signalübertragung enthalten, um die Messwerte zu übertragen. Vorteilhaft ist die Vorrichtung zur drahtlosen
Signalübertragung ein Transponder, insbesondere ein handelsüblicher RFID-Transponder. Dadurch kann auf einfache und kostengünstige Weise eine Signalübertragung zu einer Empfangsvorrichtung, welche sich beispielsweise in der mobilen Arbeitsmaschine selbst befindet, erfolgen. Dies ermöglicht auch eine Dokumentation der Daten mit hoher zeitlicher Auflösung, sodass der Reifen über seinen Lebenszyklus kontinuierlich überwacht werden kann. Durch die drahtlose Übertragung wird abgesehen von der Notwendigkeit, bei mobilen Arbeitsmaschinen eine entsprechende Antenne vorzusehen, kein zusätzlicher Bauraum benötigt. Durch den Einsatz von Transpondern, die keine Energieversorgung durch Batterien benötigen und aus einem empfangenen Funksignal mit Spannung versorgt werden, wird ein jahrelanger Einsatz ermöglicht. Wie oben erwähnt sind hierfür
kostengünstig verfügbare RFID-Transponder besonders gut geeignet. Sind mehrere Sensorelemente 6 im Vollgummireifen eingebaut, ist eine Interaktion zwischen den Sensorelementen 6 möglich. Ferner ist auch eine Interaktion zwischen Sensorelementen 6 in den verschiedenen Vollgummireifen eines Fahrzeuges möglich.
2017/069987
Bezugsziffernliste
Grundkörper
Bodenteil
erste Lage
Elastikteil
Laufflächenteil
Kern
Reifenflanke
Vertiefung
Sensorelement

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines zumindest ein Sensorelement (6) enthaltenden Vollgummireifens aus einem Grundkörper (1), einem Laufflächenteil (2) und seitlichen Reifenflanken (4), wobei der Grundkörper (1) einen mit einer Felge in Kontakt kommenden Bodenteil (la) und einen radial äußeren Elastikteil (lb) aufweist, wobei der Bodenteil (la) und der Elastikteil (lb) durch mehrlagiges Wickeln kalandrierter oder extrudierter Kautschukmischungen aufgebaut werden und wobei der Grundkörper (1) mit dem Laufflächenteil (2) und den
Reifenflanken (4) versehen und anschließend vulkanisiert wird,
g e k n n z e i c h n e t d u r c h,
folgende aufeinanderfolgende Verfahrensschritte:
a) Bilden des Bodenteiles (la) oder des Grundkörpers (1) und anschließende Vulkanisation des Bodenteiles (la) oder des Grundkörpers (1) in einer ersten Heizform unter Ausbilden einer Oberfläche mit einer im Wesentlichen zylindermantelförmigen Oberseite und Seitenwänden,
b) Ausbilden zumindest einer Vertiefung (5) an der Oberfläche des vulkanisierten Bodenteiles (la) bzw. Grundkörpers (1),
c) Einbringen zumindest eines Sensorelementes (6) in die Vertiefung (5), d) Aufbauen des Bodenteiles (la) bzw. des Grundkörpers (1) zum kompletten Vollgummireifen und Vulkanisieren des Vollgummireifens in einer zweiten Heizform.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt b) die
Vertiefung(en) (5) an der im Wesentlichen zylindermantelförmig ausgebildeten Oberseite des vulkanisierten Bodenteiles (la) oder des vulkanisierten
Grundkörpers (1) ausgebildet wird bzw. werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt b) die
Vertiefung(en) (5) an zumindest einer Seitenwand des Grundkörpers (1) ausg wird bzw. werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass Schritt b) die Vertiefung(en) (5) als in Umfangsrichtung umlaufende
Vertiefung(en) (5) ausgebildet wird bzw. werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in
Schritt b) die Vertiefung(en) (5) als lokale Vertiefung(en) (5) ausgebildet wird bzw. werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung(en) (5) Abmessungen aufweisen, die an jene des bzw. der
Sensorelement(e) (6) zumindest weitgehend angepasst sind.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass vor Schritt c) das Sensorelement (6) bzw. die Sensorelemente (6) und/oder die
Innenflächen der Vertiefung(en) (5) mit einem Primer behandelt wird bzw. werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass Schritt c) das Sensorelement (6) bzw. die Sensorelemente (6) in eine dünne
Kautschukmischung eingewickelt wird bzw. werden.
9. Verfahren nach eine Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt a) der Bodenteil (la) oder der Grundkörper (1) vorvulkanisiert oder ausvulkanisiert wird.
10. Vollgummireifen, welcher zumindest ein Sensorelement (6) enthält und einen
Laufflächenteil (2), seitliche Reifenflanken (4) und einen Grundkörper (1) aus einem mit einer Felge in Kontakt kommenden Bodenteil (la) und einem radial äußeren Elastikteil (lb) aufweist,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,
dass das zumindest eine Sensorelement (6) entweder zwischen einer seitlichen Reifenflanke (4) und dem Grundkörper (1) oder zwischen dem Bodenteil (la) und dem Elastikteil (lb) positioniert ist.
11. Vollgummireifen nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Sensorelement (6) ein in Umfangsrichtung umlaufendes Sensorelement (6) ist.
12. Vollgummireifen nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Sensorelement (6) zumindest einen Temperatursensor und/oder Drucksensor oder zumindest einen kombinierten Temperatur/Drucksensor enthält.
13. Vollgummireifen nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Sensorelement (6) ein Gehäuse aus Metall oder Kunststoff aufweist.
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