DE69708336T2

DE69708336T2 - Luftreifen und verfahren zu deren herstellung

Info

Publication number: DE69708336T2
Application number: DE69708336T
Authority: DE
Inventors: David Craig; Eric Packbier; Emile Roesgen; Atte Smits; Marie-Rita Thise
Original assignee: Goodyear Tire and Rubber Co
Current assignee: Goodyear Tire and Rubber Co
Priority date: 1997-02-26
Filing date: 1997-02-26
Publication date: 2002-07-25
Anticipated expiration: 2017-02-27
Also published as: KR20000075611A; EP1011991A1; KR100454523B1; EP1011991B1; ZA981173B; JP4249266B2; CA2281692A1; WO1998038049A1; AU2138297A; JP2001513039A; DE69708336D1

Description

TECHNISCHES GEBIET

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Luftreifen. Im besonderen betrifft die vorliegende Erfindung den Aufbau eines Rohreifens, der einen Innerliner verwendet, der aus mehreren überlappenden Lagen gebildet ist.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Der Kraftfahrzeugluftreifen wird typischerweise unter Verwendung des Flachbandreifenaufbauverfahrens hergestellt, bei dem die verschiedenen Bauteile oder Lagen des Reifens als Flachmaterial auf eine rotierende Reifenaufbautrommel aufgebracht werden, wobei ein hohler, trommelförmiger Rohling gebildet wird. Beim Aufbau des Rohlings wird zunächst der Innerliner auf die Trommel gewickelt, gefolgt von den Karkaßlagen, die im allgemeinen die Reifenverstärkung enthalten. Den Karkaßlagen folgen dann die Gürtellagen, die Seitenwandlagen und die Laufflächenlage. Der trommelförmige Rohling wird dann von der Aufbautrommel abgenommen und in eine Vulkanisierform mit der üblichen Form des fertiggestellten Reifens gesetzt. Der trommelförmige Rohling wird als nächstes erwärmt und radial nach außen in den Formumfang hinein expandiert, indem typischerweise unter Druck gesetztes heißes Gas oder Dampf in einen in dem Rohling angeordneten Balg gelenkt wird. Während der radialen Expansion des Rohlings in der Form müssen die zylindrisch geformten Lagen radial nach außen zu radialen Abmessungen weit über diejenigen des ursprünglichen Rohlings hinaus expandiert werden. Daher muß das Elastomermaterial jeder Rohlinglage ziemlich ähnlich einem Ballon dehnend expandiert werden. Es ist zu erwarten, daß die Materialdicke der Rohlinglagen während dieses Expansionsschrittes abnimmt.
Von besonderem Interesse ist bei der vorliegenden Erfindung die Lage des Innerliners. Typischerweise wird die Lage des Innerliners auf die Aufbautrommel als ein flaches Stück aus Elastomermaterial mit einer gleichmäßigen Dicke gelegt. Wenn die Lage des Innerliners während des Expansionsschrittes radial nach außen expandiert wird, wird somit die Dicke des Innerliners dehnend verdünnt, was dazu führt, daß die Lage des Innerliners eine Dicke aufweist, die fortschreitend vom Reifenwulstbereich zur Reifenkrone hin abnimmt.
Um eine gegebene Dicke des Innerliners in Kronenbereich des Reifens zu bekommen, muß die Dicke der Lage des Innerliners, wenn sie auf die Reifenaufbautrommel gelegt wird, größer bemessen sein, um die Dehnung der Lage zu erlauben, wenn der Rohling während des Expansionsschrittes expandiert wird. Dementsprechend zeigt der typische Aufbau eines Kraftfahrzeugreifens eine Lage eines Innerliners, der in den Reifenwulst- und Seitenwandbereichen überschüssiges Material aufweist.

STAND DER TECHNIK

Die Patentanmeldung aus dem Stand der Technik WO-A-96 30221 zeigt ebenfalls eine Luftaustrittsschutzschicht (8) mit Schichten (7), die sich von den Enden eines Gürtels (6) in Richtung der Mitte (C) erstrecken, gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 4.
Um den oben beschriebenen Nachteil zu beseitigen, war es im Stand der Technik Praxis, eine Elastomerplatte mit einer veränderlichen Dicke über ihre seitliche Breite hinweg vorzusehen. Ein derartiges Plattenmaterial für den Innerliner weist eine Plattendicke auf, die fortschreitend in Richtung der Mitte der Platte von beiden Seiten aus zunimmt. Wenn ein derartiges Plattenmaterial während des Expansionsschrittes radial gedehnt wird, tritt das Dehnen in dem Bereich mit erhöhter Dicke auf, wodurch ein Innerliner gebildet wird, der eine annähernd gleichmäßige Dicke aufweist. Jedoch ist ein derart spezielles Plattenmaterial teurer als das Plattenmaterial mit gleichmäßiger Dicke herzustellen und ist zum Rollen und Lagern auf einer Zufuhrspule vor seinem Aufbringen auf die Reifenaufbautrommel ungeeignet.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Aufbau eines Reifenrohlings zu schaffen, um die veränderliche Dicke eines Innerliners eines Kraftfahrzeugluftreifens zu beseitigen, wenn dieser durch das Flachbandreifenaufbauverfahren aufgebaut wird.
Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Aufbau eines Reifens zu schaffen, das zu Einsparungen von Elastomermaterial im Innerliner des Reifens führt, was zu einer Gewichtsverringerung eines gegebenen Reifens beiträgt.
Erfindungsgemäß wird die normale Praxis des Aufbringens einer einzigen Lage aus Elastomermaterial auf die Reifenaufbautrommel zur Bildung des Innerliners bei einer ersten Ausführungsform, wie sie in Anspruch 1 definiert ist, durch zwei überlappenden Lagen aus Elastomermaterial mit jeweils einer gleichmäßigen Dicke ersetzt. Die beiden überlappenden Lagen werden derart auf die Reifenaufbautrommel gelegt, daß, wenn der Reifenrohling während des Expansionsschrittes radial nach außen expandiert wird, das Maß der überlappenden Liner reduziert wird, indem diese in Umfangsrichtung auf das gedehnt werden, was notwendig ist, um einen Durchdringen von Luft zu verhindern. Wegen der minimalen Meridiandehnung (Dehnung von Wulst zu Wulst) während des Expansionsschrittes ist eine einzige Lage der Linerlagen ausreichend.
Als eine alternative Ausführungsform, wie sie in Anspruch 4 definiert ist, kann die Lage des Innerliners aus zwei getrennten Elastomerlagen bestehen, die auf die Aufbautrommel in einer beabstandeten Beziehung zueinander gelegt sind, wobei eine dritte Lage aus Elastomermaterial auf diese gelegt ist und die beiden beabstandeten Lagen überlappt. Wie bei der ersten Ausführungsform sind die drei überlappenden Lagen derart auf die Reifenaufbautrommel gelegt, daß, wenn der Reifenrohling während des Expansionsschrittes radial nach außen expandiert wird, das Maß der überlappenden Liner reduziert wird, indem in Umfangsrichtung auf das gedehnt wird, was notwendig ist, um ein Durchdringen von Luft zu verhindern. Wegen der minimalen Meridiandehnung (Dehnung von Wulst zu Wulst) während des Expansionsschrittes ist eine einzige Schicht aus drei Linerlagen ausreichend.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen sind jeweils in den Ansprüchen 2, 3 bzw. 5 bis 7 definiert.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine Querschnittsansicht einer typischen Kraftfahrzeugreifenkonstruktion im Anschluß an die Expansion des Rohlings aber bevor die Vulkanisation stattgefunden hat, die die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist,
Fig. 2 stellt eine schematische Perspektivansicht dar, die das Flachbandverfahren zum Aufbau eines Reifenrohlings veranschaulicht und das Aufbringen des Flachmaterials des Innerliners auf die Reifenaufbautrommel gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt,
Fig. 3 stellt eine Querschnittsansicht dar, genommen entlang der Linie 3-3 von Fig. 2, die die Flachmateriallagen des Innerliners auf die Reifenaufbautrommel gelegt zeigt,
Fig. 4 ist eine Querschnittsansicht einer typischen Kraftfahrzeugreifenkonstruktion im Anschluß an die Expansion des Rohlings aber bevor die Vulkanisation stattgefunden hat, die eine alternative Ausführungsform der Erfindung ist,
Fig. 5 stellt eine schematische Perspektivansicht dar, die das Flachbandverfahren zum Aufbau eines Reifenrohlings veranschaulicht und das Aufbringen des Flachmaterials des Innerliners auf die Reifenaufbautrommel gemäß einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, und
Fig. 6 stellt eine Querschnittsansicht dar, genommen entlang der Linie 6-6 von Fig. 5, die Flachmateriallagen des Innerliners auf die Reifenaufbautrommel gelegt zeigt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Zur bestmöglichen Veranschaulichung der vorliegenden Erfindung zeigt Fig. 1 einen typischen Kraftfahrzeugreifenrohling 10 in Querschnitt, wie er nach der Expansion des Reifenrohlings aber vor der abschließenden Vulkanisation vorhanden ist. Der Reifenrohling 10 umfaßt im allgemeinen zwei Wulstbereiche 12 und 13, Seitenwände 16 und 17, einen Laufflächen- oder Kronenbereich 20 und einen Innerliner 21, der gemäß der vorliegenden Erfindung zwei verschiedene Lagen 24 und 25 aufweist. Zur Verdeutlichung der vorliegenden Erfindung sind die typische Karkaßverstärkung, die sich zwischen den Wulstbereichen 12 und 13 erstreckt, der Gürtelaufbau im Kronenbereich unter der Lauffläche und der Wulstringaufbau nicht gezeigt. Der Rohling weist eine innere Meridianbreite L auf, die sich um die innere Oberfläche 23 des Rohlings 10 herum vom Außenrand des Wulstbereiches 12 zum Außenrand des Wulstbereiches 13 erstreckt, wie es in Fig. 1 gezeigt ist.
Wie es in den Fig. 2 und 3 veranschaulicht ist, umfaßt der nicht vulkanisierte Innerliner 21 zwei separate und verschiedene Lagen 24 und 25 aus Elastomerflachmaterial, die jeweils eine gleichmäßige Dicke und eine Breite aufweisen, die kleiner als die Breite L aber größer als ein Hälfte der Breite L ist. Während des Aufbaustadiums des Reifenrohlings werden die Lagen des Innerliners 24 und 25 auf die Reifenaufbautrommel 22 gelegt, wie es in den Fig. 2 und 3 veranschaulicht ist, wobei sich die erste Lage 24 von einem Rand 27 der Rohlingbreite L zu einer vorbestimmten Position 28 auf der Trommel 22 über den Mittelpunkt 29 der Breite L hinaus erstreckt. Die zweite Lage 25 wird auf die Trommel aufgebracht, so daß sie sich vom entgegengesetzten Rand 30 der Rohlingbreite L zu einer vorbestimmten Position auf der Trommel 22 über den Mittelpunkt 29 der Breite L hinaus erstreckt, so daß sie die Lage 24 überlappt. Die Lagen 24 und 25 sind derart angeordnet, daß sie einander über die Länge X überlappen. Die Länge X wird notwendigerweise abhängig von der Reifengröße und dem gewünschten Ausmaß an Überlappung X' im expandierten Reifen schwanken, wie es in Fig. 1 gezeigt ist. Zur Verdeutlichung der Erfindung sind die zusätzlichen Lagen, die typischerweise auf den Reifenrohling auf der Aufbautrommel 22 aufgebracht werden, nicht gezeigt.
Wenn ein Flachbandreifenrohling 10 aufgebaut wird, wobei die Lagen 24 und 25 des Innerliners auf die Reifenaufbautrommel 22 gelegt werden, wie es in den Fig. 2 und 3 gezeigt ist, und in der Vulkanisierform expandiert werden, werden sich die Lagen 24 und 25, die jeweils an den Wülsten 12 bzw. 13 verankert sind, in Umfangsrichtung in einem Ausmaß dehnen, das proportional zum Enddurchmesser dividiert durch den Durchmesser des Reifenrohlings vor der Expansion ist. Diese Dehnung ist für die Maßverringerung der Lagen 24, 25 verantwortlich. Typischerweise gibt es während der Expansion des Reifenrohlings 10 keine wesentliche Meridiandehnung, d. h. eine Dehnung von Wulst zu Wulst, der Lagen. Es ist bevorzugt, daß das Ausmaß an Überlappung X' nach der Expansion des Rohlings sich über die Krone 20 hinweg und zu den Breakerbereichen 14 und 15 erstreckt, wie es in Fig. 1 veranschaulicht ist.
In den Fig. 4, 5 und 6 ist eine alternative Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Es ist wieder ein typischer Kraftfahrzeugreifenrohling 40 im Querschnitt gezeigt, wie er nach der Expansion des Reifenrohlings aber vor der abschließenden Vulkanisation vorhanden ist. Der Reifenrohling 40 umfaßt im allgemeinen Wülste 42 und 43, Seitenwände 46 und 47, einen Laufflächen- oder Kronenbereich 50 und einen Innerliner mit drei verschiedenen Lagen 54, 55 und 56. Für eine bessere Verdeutlichung der vorliegenden Erfindung sind die typische Karkaßverstärkung, die sich zwischen den Wülsten 42 und 43 erstreckt, d. h., der Gürtelaufbau im Kronenbereich unter der Lauffläche, und der Wulstringaufbau nicht gezeigt. Der Rohling 40 weist eine innere Meridianbreite M auf, die sich um die innere Breite der Oberfläche 49 herum vom Außenrand des Wulstbereiches 42 zum Außenrand des Wulstbereiches 43 erstreckt.
Wie es in den Fig. 5 und 6 veranschaulicht ist und gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt der Innerliner des Reifens im nicht vulkanisierten Stadium drei separate und verschiedene Lagen 54, 55 und 56, die im Vergleich mit Fig. 4 mit einer reduzierten Breite gezeigt sind. Die Lage 54 weist eine Breite W auf, die kleiner als die innere Meridianbreite M ist. Die Lage 55 weist eine Breite Y auf, die typischerweise gleich der Breite W ist. Die Lage 56 weist eine vorbestimmte Breite Z auf. Die Lagen 54 und 56 weisen im allgemeinen eine gleichmäßige Dicke auf, und die mittlere Lage 56 kann dicker sein. Mit diesem Aufbau kann die Dicke der Lage 56 derart gewählt werden, daß sie nahe bei der Dicke der Lagen 54 und 55 liegen wird, nachdem die Lagen in der Vulkanisierform in Umfangsrichtung gedehnt worden sind. Es liegt auch innerhalb der Grenzen der Erfindung, daß die drei Lagen die gleiche Dicke aufweisen. Während der Aufbaustufe des Reifenrohlings werden die Lagen 54, 55 und 56 des Innerliners auf die Reifenaufbautrommel 22 gelegt, wie es in den Fig. 5 und 6 veranschaulicht ist, wobei sich die erste Lage 54 von einem Rand 57 der Rohlingbreite M zu einer vorbestimmten Position 58 auf der Trommel 22 erstreckt. Die zweite Lage 55 wird auf die Trommel 22 aufgebracht, so daß sie sich von dem entgegengesetzten Rand 59 der Rohlingbreite M zu einer Position 61 erstreckt. Die Lage 56 überlappt gleichermaßen die Lagen 54 und 55 über ein gewünschtes Ausmaß an Überlappung D bzw. E, wie es in Fig. 4 gezeigt ist. Es ist bevorzugt, daß sich das Ausmaß an Überlappung D und E nach der Expansion des Rohlings 40 über die Krone 50 hinweg und zu den Breakerbereichen 44 und 45 erstreckt, wie es in Fig. 4 veranschaulicht ist. Zur Verdeutlichung der Erfindung sind die zusätzlichen Lagen, die typischerweise auf den Reifenrohling auf der Aufbautrommel 22 aufgebracht werden, nicht gezeigt.
Wenn ein Flachbandreifenrohling 40 aufgebaut wird, wobei die Lagen 54, 55 und 56 des Innerliners auf die Reifenaufbautrommel 22 gelegt werden, wie es in den Fig. 5 und 6 gezeigt ist, und in der Vulkanisierform expandiert werden, werden sich die Lagen 54, 55 und 56 in Umfangsrichtung in einem Ausmaß dehnen, das proportional zum Enddurchmesser dividiert durch den Durchmesser des Reifenrohlings vor der Expansion ist. Diese Dehnung ist für die Maßverringerung der Lagen 54, 55 und 56 verantwortlich. Typischerweise gibt es während der Expansion des Reifenrohlings 40 im wesentlichen keine Meridiandehnung, d. h., Dehnung von Wulst zu Wulst, der Lagen.
Während die Erfindung in Kombination mit ihren Ausführungsformen beschrieben worden ist, ist es offensichtlich, daß Fachleuten viele Alternativen, Modifikationen und Abänderungen im Lichte der vorstehenden Lehren in den Sinn kommen werden. Dementsprechend soll die Erfindung alle derartigen Alternativen, Modifikationen und Abänderungen umfassen, soweit sie in den Schutzbereich der beigefügten Ansprüche fallen.

Claims

1. Verfahren zum Aufbau eines Luftreifenrohlings (10), der Wulstbereiche (12, 13), Seitenwände (16, 17), einen Laufflächenbereich (20) und einen Innerliner (21) umfaßt, der eine Meridianbreite L aufweist, auf einer Reifenaufbautrommel (22), wobei das Verfahren umfaßt, daß der Innerliner (21) aus Elastomermaterial auf die Aufbautrommel (22) aufgebracht wird, gekennzeichnet durch die Schritte, daß:

a) eine erste Lage (24) aus Elastomermaterial auf die Aufbautrommel (22) aufgebracht wird, wobei sich die erste Lage von einem Rand (27) der Rohlingbreite L zu einer ersten vorbestimmten Position (28) auf der Trommel (22) über den Mittelpunkt (29) der Rohlingbreite L hinaus erstreckt, und

b) eine zweite Lage (25) aus Elastomermaterial auf die Aufbautrommel (22) aufgebracht wird, wobei sich die zweite Lage von dem entgegengesetzten Rand (30) der Rohlingbreite L zu einer zweiten vorbestimmten Position auf der Trommel (22) über den Mittelpunkt (29) der Rohlingbreite L hinaus erstreckt und die erste Lage (24) aus Elastomermaterial überlappt.

2. Verfahren zum Aufbau eines Reifenrohlings (10) nach Anspruch 1, das die Schritte umfaßt, daß:

a) eine erste Lage (24), die eine Breite aufweist, die kleiner als die Rohlingbreite L aber größer als eine Hälfte der Rohlingbreite L ist, auf die Aufbautrommel (22) aufgebracht wird, wobei ein Rand der ersten Lage (24) radial mit dem Rand (27) der Breite L des Rohlings ausgerichtet wird,

b) die zweite Lage (25) aus Elastomermaterial vorgesehen wird, und

c) die zweite Lage (25), die eine Breite aufweist, die kleiner als die Breite L des Rohlings aber größer als eine Hälfte der Breite L des Rohlings ist, auf die Aufbautrommel (22) aufgebracht wird, wobei ein Rand der zweiten Lage (25) radial mit dem entgegengesetzten Rand (30) der Rohlingbreite L ausgerichtet wird, wodurch sie die erste Lage (24) überlappt.

3. Verfahren zum Aufbau eines Reifenrohlings (10) nach Anspruch 2, das den Schritt umfaßt, daß die erste und die zweite Lage (24, 25) aus einer Platte aus Elastomermaterial mit einer gleichmäßigen Dicke vorgesehen werden.

4. Verfahren zum Aufbau eines Luftreifenrohlings (40), der Wulstbereiche (42, 43), Seitenwände (46, 47), einen Laufflächenbereich (50) und einen Innerliner umfaßt, der eine Rohlingbreite M aufweist, auf einer Reifenaufbautrommel (22), wobei das Verfahren umfaßt, daß der Innerliner auf die Aufbautrommel (22) aufgebracht wird, gekennzeichnet durch die Schritte, daß:

a) eine erste Lage (54) aus Elastomermaterial, die eine Breite W aufweist, wobei die Breite W kleiner als die Rohlingbreite M ist, auf die Aufbautrommel (22) aufgebracht wird, wobei ein Rand der ersten Lage (54) radial mit einem Rand (57) der Rohlingbreite M ausgerichtet wird,

b) eine zweite Lage (55) aus Elastomermaterial, die eine Breite Y aufweist, die gleich der Lagenbreite W ist, auf die Aufbautrommel (22) aufgebracht wird, wobei eine Rand der zweiten Lage (55) radial mit dem entgegengesetzten Rand (59) der Rohlingbreite M ausgerichtet wird, so daß die zweite Lage (55) nicht an der ersten Lage (54) anschlägt, und

c) eine dritte Lage (56) aus Elastomermaterial, die eine Breite Z aufweist, die kleiner als die Rohlingbreite ist, auf die Aufbautrommel (22) aufgebracht wird, so daß sie die erste und die zweite Lage (54, 55) überlappt.

5. Verfahren zum Aufbau eines Reifenrohlings (40) nach Anspruch 4, das ferner die Schritte umfaßt, daß:

a) die erste Lage (54) aus Elastomermaterial, die eine Breite W aufweist, die kleiner als 0,5 M ist, aufgebracht wird, und

b) die zweite Lage (55) aus Elastomermaterial, die eine Breite Y aufweist, die kleiner als 0,5 M ist, aufgebracht wird.

6. Verfahren zum Aufbau eines Reifenrohlings (40) nach Anspruch 5, das den Schritt umfaßt, daß die erste, die zweite und die dritte Lage (54, 55, 56) aus Elastomermaterial mit einer gleichmäßigen Dicke vorgesehen werden.

7. Verfahren zum Aufbau eines Reifenrohlings (40) nach Anspruch 6, das den Schritt umfaßt, daß die erste und die zweite Lage (54, 55) mit einer ersten gleichmäßigen Dicke und die dritte Lage (56) mit einer zweiten gleichmäßigen Dicke, die größer als die erste gleichmäßige Dicke ist, vorgesehen werden.