DE1900291A1 - Verfahren zur Herstellung von Luftreifen - Google Patents

Description

DR. MÜLLER-BOREDIPL-ΙΝΘ. 6RALFS 19QQ291

DIPL.-PHYS. DR. MANITZ DIPL.-CHEM. DR. DEUFEL

PATENTANWÄLTE

München, den 2.1.1969 Bol/Lg - D 1004

OHE DUNIiOP COMPANY LIMIOJED Ryder Street, St. James's, London S.W.1./England

Verfahren zur Herstellung von Luftreifen

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Luftreifen und betrifft insbesondere die Herstellung von großen Reifen, wie sie z.B. für Bodenbewegungsfahrzeuge benutzt werden.

Bei der Herstellung von Reifen, welche ein tiefes Laufflächenprofilmuster aufweisen, haben sich Schwierigkeiten ergeben, die auftreten beim Fluß des Laufflächengummis in das tiefe Muster der lOrmmatrize. Dieses bewirkt, daß die Einlage (breaker) oder Karkassenschichten oder beide deformiert oder verzogen bzw. verzerrt wurden aus der glatten regelmäßigen Ringgehäuseform, bo daß Wellungen gebildet werden in der Karkasse oder den Einlageschiohten,

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wobei die Wellungen nach innen gerichtet sind in Richtung des Flusses des Gummis in das tiefe Muster der Matrize.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht in der Schaffung eines Verfahrens zur Herstellung eines Luftreifens, bei dem die vorerwähnten Nachteile überwunden oder wesentlich verringert werden.

Ein Verfahren zur Herstellung eines Luftreifens kennzeichnet sich gemäß der Erfindung dadurch, daß Laufflächenelemente aus einer unvulkanisierten Gummizusammensetzung mit einer im allgemeinen konkaven, gewölbten radial*» inneren und äusseren Fläche gebildet werden, daß die äußere Fläche eine Form oder Gestaltung aufweist, die im wesentlichen der entspricht, welche dem entsprechenden Teil der Lauffläche des fertiggeformten Reifens erteilt werden soll, daß die Elemente Endean-Ende, Stufe-um-Stufe (abschnittsweise) auf die radial äußere Fläche eines Reifens ohne Lauffläche aufgebracht werden, um für diesen eine vollständige Lauffläche zu schaffen, und daß der fertige Reifen geformt und vulkanisiert wird,

Die Laufflächenelemente, welche beispielsweise gebildet werden können durch Schneiden, Modellieren oder Vorformung, können Jeweils wenigstens Teil einer oder mehrerer Laufflächenrippen, -blocke, -stollen oder dergleichen aufweisen und können Abmessungen haben im wesentlichen gleich den oder geringfügig kleiner als die Abmessungen der entsprechenden Teile des fertiggeformten Reifens, wobei das letztere eine Ausdehnung und den Fluß des Gummis während der Formung und Vulkanisierung gestattet. Die Elemente können außerdem ein Teil des oder den gesamten Untermuster-Gummi aufweisen. Die Anzahl Elemente, welche auf den laufflächenlosen Reifen aufgebracht werden, hängen ab von der Größe des herzustellenden Reifens und dessen Laufflächenmusters·, es können beispielsweise bis zu sechzehn erforderlich sein.

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Vorzugsweise ist die radial innerste Fläche eines jeden
Elemente mit mehreren Längs- oder Quernuten oder anderen Kanälen versehen, so daß Luft, welche andernfalls eingefangen werden kann, zwischen dem glattflächigen laufflächenlosen Reifen und Element entweichen kann. In alternativer Weise oder zusätzlich kann die radial innerste Fläche des Elements glatt sein und die radial äußerste Fläche des
laufflächenlosen Heifen, d.h. die Fläche der Karkasse oder die einer Schicht des Unterlaufflächengummis oder -einlage, welche auf die Karkasse aufgebracht wurde mit Nuten oder Kanälen versehen sein.

Die Elemente können mit Endflächen versehen sein, so daß beim Aufbringen auf den laufflächenlosen Reifen diese
Flächen sich im wesentlichen radial erstrecken, d.h. die angrenzenden Flächen zweier benachbarten Elemente sind
im wesentlichen parallel. Bei einer bevorzugten alternativen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens
können jedoch diese Flächen bis zu 40° in radialer Richtung geneigt sein, wobei der Winkel erhalten wird durch
Pressen oder Schneiden, so daß eine V-förmige Nut gebildet wird an der Verbindungsstelle zwischen zwei Elementen. Während des Formens und der Vulkanisierung schließt sich diese Nut allmählich, und wenn die V-Nuten schmäler werden, treffen die Endflächen zusammen und verbinden sich miteinander. Diese bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens : gestattet nicht nur eine Ausdehnung und ein Fließen, wel- | ches beim Vulkanisieren unter Druck stattfindet, sondern ' es wird hierbei auch die Wahrscheinlichkeit verringert, j daß Luft an den Verbindungsstellen eingeschlossen wird.

Die Erfindung umfaßt weiterhin einen Luftreifen von entweder radialem oder Kreuzlagen-Aufbau (cross-ply construction) entweder mit textiler oder metallischer Ver-

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Stärkung, der gemäß dem hier beschriebenen Verfahren hergestellt wurde.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird im folgenden beispielsweise in Anwendung bei der Herstellung eines Reifens für Erdbewegungsmaschinen mit tiefen ZuStücken anhand der ZeichWBLDeschrieben; in dieser sseigen:

Figur 1 ein Fließdiagramm des Verfahrens gemäß der Erfindung,

Figur 2 eine Draufsicht eines Teils der Lauffläche eines ψ Reifens, der gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren

hergestellt wurde, und

Figur 3 eine Teilschnitt ansicht nach Linie A-A der Figur 2, in der ein Element auf den laufflächenlosen Reifen in seine Stellung gebracht wird.

Ein Teil der Vorrichtung, welche bei dem hier beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren benutzt wird, ist im wesentlichen derselbe wie er in der gleichzeitig laufenden (britischen) Patentanmeldung 3249/67 beschrieben ist und weist im allgemeinen eine segmentförmige Reifenformeinheit und eine übliche Presse auf zum Vorformen der LaufflächeneIe-' mente indem die Elemente mit Gummi gefüllt werden. Zusätzlich sind übliche Maschinen vorgesehen zum Herstellen oder Bilden und Formen der Karkasse, eine Teileinrichtung oder Schaltmaschine mittels der die Laufflächenelemente auf den laufflächenloeen Reifen aufgebracht werden und ein Tisch, auf dem die vorgeformten Laufflächenelemente gespeichert und von der Presse zu der Teileinrichtung oder Schaltmaschine übertragen werden in einer noch zu beschreibenden Art und Weise.

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Die Formeinheit weist im allgemeinen einen diskontinuierlichen Hing aus Segmenten auf, die radial nach innen bewegt werden können, um einen kontinuierlichen Ring um einen !anvulkanisierten Eeifen zu bilden, der koaxial innerhalb des Hinges angeordnet ist. Die Segmente sind jeweils an ihren radial inneren Flächen mit einem Teil der vollständigen die Lauffläche formenden Matrize versehen, und es ist dieses Teil der Lauffläche, welches von einem Segment vorgeformt oder geformt wird, welches in dieser Ausführungsform als "Laufflächenelement" bezeichnet wird.

Wie in den Figuren 2 und 3 dargestellt ist, weisen die Laufflächenelemente 1 bei dieser Ausführungsform jeweils zwei gekrümmte Zugstücke oder Zugstollen (traction bars) 2 auf, welche, wenn sie auf einem laufflächenlosen Reifen 3 angeordnet sind, sich von dem mittleren äquatorialen Bereich des Reifenscheitels (crown) jeweils eines bzw. einer zu jeder Schulter 4 des Reifens erstrecken. Zur Herstellung der Elemente wird der Laufflächengummi in einer Mühle gemischt und in Stücke (Rohlinge) geschnitten (Figur 1 Stufe f), welche in einem Ofen (Stufe g) erhitzt werden vor dem Formen in einer Presse (Stufe h) von bekannter Art. Diese Presse weist ein unteres Druckstück auf, auf dem ein Segment, welches gleichartig eines derjenigen ist, welche in der Formeinheit vorgesehen sind, in einer umgekehrten Stellung angeordnet ist und ein oberes Druckstück zum Stützen eines bogenförmigen Preßwerkzeuges, um den Rohling in das Vorformsegment zu pressen und eine im allgemeinen konkave bogenförmige radiale innere Fläche zu formen, welche mit mehreren verhältnismäßig schmalen oder kleinen Nuten versehen ist, die sich quer im Bezug auf den fertigen Reifen erstrecken. Die bogenförmige Fläche hat einen geringfügig größeren

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Krümmungsradius als der der radial äusseren Fläche einer Schicht des Unterlaufflächengmnmi a, der auf der geformten Reifenkarkasse angeordnet ist, wobei die Krümmung in einer Ebene betrachtet wird, welche die Karkassenachse enthält. Die !Tatsache, daß sowohl das Element wie auch die Gummischicht gekrümmte Flächen haben, erleichtert die Anordnung des Elements in seiner Lage, während die geringfügig größere Krümmung und die Nuten das Entweichen der Luft zwischen dem Element und der Schicht gestatten, wie aus der nachfolgenden Beschreibung ersichtlich ist;

Nach dem Vorformen werden die Elemente auf einem in geeig- * neter Weise geformtem Tisch gespeichert, wo sie in im wesentlichen ihrer vorgeformten Form und Gestalt gelagert und gehalten werden bis sie benötigt werden.

Eine Karkasse für den Reifen wird in einer üblichen Art und Weise hergestellt auf einer Formvorrichtung (Figur 1, Stufe a) und wird geformt durch eine Membran in im wesentlichen ihre endgültige U-förmige Querschnittsform und Durchmesser (Stufe b).

Ein Einlagenaufbau oder Verstärkerstreifenaufbau wird auf die radial äussere Fläche der geformten Karkasse aufgebracht und eine einzige Gummischicht wird radial außen auf der Verstärkungseinlage aufgebracht. Dieser laufflächenlose Reifen wird dann aus der Formvorrichtung herausgenommen, es wird ein Vulkanisierbeutel oder -schlauch eingesetzt (Stufe c) und es werden Wulstklammerringe oder Wulstreifenringe angebracht (Stufe d), ein Ring an Jedem Wulst.

Um eine genaue Lagenanordnung der Laufflächenelemente in Bezug auf die Formmatrize in der Formeinheit zu gewähr-

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leisten, ist es erforderlich.» die Laufflächenelemente auf den laufflächenlosen Reifen an einer Teilmaschine oder Schalteinrichtung (Stufe e) aufzubringen. Aus diesem Grund sind die Wulstklammerringe mit einer Keilnut versehen, welche in ihrer Lage übereinstimmt mit einem Keil an einem zentralen Vorsprung, der an der zentralen Stütze der Teil- oder Schaltmaschine angeordnet ist, um den laufflächenlosen Reifen koaxial dazu zu tragen. Die Laufflächenelemente werden von dem Tisch, wo sie gespeichert wurden, ,abgenommen und eines zur Zeit in eine Einspannvorrichtung eingebracht (siehe Fig. 3)· Es wird eine Saugwirkung erzeugt, um das Element (welches in gestrichelten Umrißlinien in Fig. 2 und 3 gezeigt ist) in der Einspannvorrichtung zu halten, während das Element auf den Umfang des laufflächenlosen Reifens 3 aufgebracht wird mittels einer hydraulischen Stoßeinrichtung oder Kolben-Zylindereinrichtung. Wenn das Element sich in seiner Stellung befindet, wird die Saugwirkung aufgehoben, die Einspannvorrichtung entfernt und der lauffläohenlose Reifen in eine Teilstellung geschaltet, bereit zur Aufnahme des nächsten Elements. Sa jedes Element einen größeren Krümmungsradius (betrachtet in einer Ebene, welche die Karkassenachse enthält) hat als der laufflächenlose Reifen, berührt der mittlere Scheitelbereich des laufflächenlosen Reifens das Element zuerst und Luft, welche andernfalls eingefangen werden könnte, wird axial nach außen gedrückt, wobei dieses Entfernen zusätzlich erleichtert wird durch die nicht dargestellten Nuten, welche an dem Element 1 vorgesehen sind. Diese Anordnung und dieses Vorgehen gewährleisten, daß die Elemente genau und korrekt in Bezug auf die Klammerringe oder Reifenringe und die Ventile des Vulkanisierbeutels angeordnet sind, so daß, wenn der fertig gebildete, unvulkani sierte Reifen in der Formeinheit angeordnet ist, die Elemente ebenfalls genau und korrekt in Bezug auf die Formmatrize angeordnet sind.

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Nach dem Zusammenbau wird der Reifen in die Formeinheit eingesetzt, der Vulkanisierschlauch, wird geringfügig unter Druck gesetzt, um den Reifen gegen die sich vorwärts bewegenden Segmente zu stützen, und die Segmente werden radial nach innen bewegt (Fig. 1, Stufe i). Schließlich wird der Reifen und Formaufbau in eine Vulkanieiereinheit eingesetzt, um den Reifen unter Druck zu vulkanisieren, mit dem der Vulkanisierschlauch beaufschlagt wird (Stufe j).

Da die Elemente jeweils in der Vorformstufe mit Endflächen 6 versehen werden, welche, wenn das Element auf dem laufflächenlosen Reifen angeordnet ist, sich in einem Winkel von 20° zu der radialen Richtung erstrecken, wird eine V-förmige Nut 7 gebildet an der Verbindungsstelle zwischen zwei Elementen durch deren nebeneinanderliegende. Endflächen. Während der Formstufe findet ein gewisses Ausmaß von Gummifließen und Ausdehnung statt und die Elemente verbinden sich allmählich miteinander oder verkleben allmählich miteinander, wenn die V-Nuten kleiner werden. Durch diese geneigten Endflächen wird nicht nur die geringfügige Ausdehnung und der Fluß gestattet, sondern es wird auch die Wahrscheinlichkeit oder Möglichkeit verringert, daß Luft an den Verbindungsstellen eingeschlossen wird.

Bei einer Abwandlung der soeben beschriebenen Ausführungeform wird anstatt daß jedes Element von seinem Segment nach der Vorformung entfernt und dann gespeichert wird, das Element von der Presse auf den laufflächenlosen Reifen in seinem Segment übertragen, auf dessen äußere Fläche aufgebracht und dann das Segment entfernt. In wirksamer Weise ersetzt das Segment die Einspannvorrichtung, auf die im vorhergehenden Bezug genommen wurde.

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Bei der vorerwähnten Ausführungsform und/oder Abwandlung werden die Elemente in einem Laufflächensegment vorgeformt, welches im wesentlichen dasselbe ist, wie es in der Formeinheit benutzt wird. In alternativer Weise können die Segmente der Formeinheit größer sein als das Vorformsegment, wobei die größeren Segmente äquivalent einer Anzahl kleinerer Vorformsegmente sind. Z.B., falls 12 Elemente vorgesehen sind, könnten nur drei Formseg-* mente in der Formeinheit benutzt werden, wobei jedes dieser Segmente vier Vorformsegmenten äquivalent ist.

Obgleich bei der im vorhergehenden beschriebenen bevorzugten Ausführungsform eine aus Segmenten bestehende Form benutzt wird, ist es selbstverständlich, daß eine aus zwei Teilen bestehende Form in alternativer Weise benutzt werden kann, wobei die Auswahl größtenteils abhängt von dem zu formenden Laufflächenmuster. Jedoch können, insbesondere wenn eine aus zwei Teilen bestehende Form benutzt wird Schwierigkeiten auftreten, während des Schließens der Form, falls das Muster der Lauffläche, welche aus Elementen aufgebaut ist, genau der der Formmatrize entspricht oder dieser angepaßt ist, wobei eine Verschiebung oder Versetzung des Laufflächengummis eintritt, wenn die Matrize mit dem Gummi in Berührung kommt. Um diese Schwierigkeit zu überwinden, sind die Abmessungen der Elemente geringfügig kleiner ausgelegt als die entsprechenden Abmessungen der Matrize, um eine Schließung zu gestatten ohne daß eine Verschiebung oder Versetzung eintritt, wobei die sich ergebenden Zwischenräume zwischen dem Gummi und der Matrize gefüllt werden, während der Formung und Vulkanisierung durch einen Teil des Unterlaufflächengummis, der im allgemeinen radial nach außen fließt durch die allgemeineGesamtausdehnung, welche stattfindet unter dem Druck, mit dem der Vulkani-

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siersclilauch oder -beutel beaufschlagt wird und die geringfügige Wärmeausdehnung des Gummis.

Ein Vorteil des im vorhergehenden beschriebenen Verfahrens besteht darin, daß die Nutzungszeit der Formeinheit beträcht lich verringert wird in Bezug auf die, welche in der gleichzeitig laufenden (britischen) Patentanmeldung 3249/67 der Anmelderin beschrieben ist.

- Patentansprüche -

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Claims (18)

Patent ansprüche

1. Verfahren zur Herstellung eines Luftreifens, dadurch gekennz e i c h η e t, daß Lauf flächenelemente aus einer unvulkani sierten Eautschukzusammensetzung gebildet werden mit einer im allgemeinen bogenförmigen radial·* inneren und äußeren Fläche, daß die äußere Fläche eine Gestalt hat, die im wesentlichen der entspricht, welche auf den entsprechenden Teil der Lauffläche des fertiggeformten Reifens aufgebracht werden soll, daß die Elemente Ende-an-Ende Stufe-um-Stufe (abschnittsweise) auf die radial äußere Fläche des laufflächenlosen Reifens aufgebracht werden, um eine vollständige Lauffläche für diesen zu schaffen und daß der vollständige Reifen geformt und vulkanisiert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der laufflächenlose Reifen eine Karkasse aufweist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der laufflächenlose Reifen eine

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Verstärkungseinlage (breaker) aufweist, die auf die Karkasse aufgebracht wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch g e kennzeichne t, daß der laufflächenlose HeIfen eine Schicht von Unterlaufflächengummi aufweist.

5. "Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch

gekennzeichnet, daß ^jedes Element wenigstens

_m . _ ■ wenigstens ^ _,..- ,- .. „ . .

einen Teil von einer lÜaufflachenrippe aufweist.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch g e-

k e hn ze i c hnet, daß jedes Element wenigstens einen Teil von wenigstens einem Laufflächenblock oder Stollen aufweist.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente, wenn sie geformt sind, Abmessungen aufweisen im wesentlichen gleich den Abmessungen des entsprechenden Teiles der Lauffläche des fertiggeformten Reifens.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch g ekenn ζ e ich η e t, daß die Elemente, wenn sie geformt sind, Abmessungen aufweisen, die geringfügig kleiner sind als die Abmessungen der entsprechenden Teile der Lauffläche des fertiggeformten Reifens, um eine Ausdehnung und einen Gummifluß während des Formens und der Vulkanisierung zu gestatten. .

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennz eichnet, daß die Elemente, wenigstens einen Teil des Untermustergummis aufweisen.

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10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die radial innere Fläche eines jeden Elementes mit mehreren Hüten versehen ist, um ein Entweichen der Luft zu gestatten, welch« andernfalls zwischen dem Element und dem laufflächenlosen Reifen eingeschlossen werden könnte.

11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die radial äußere Fläche des laufflächenlosen Reifens mit mehreren Nuten versehen ist, um ein Entweichen der Luft zu gestatten, welche andernfalls zwischen dem Element und dem laufflächenlosen Reifen eingeschlossen werden könnte.

12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennz e i chnet, daß die Elemente mit Endflächen versehen werden, welche sich im wesentlichen radial von dem laufflächenlosen Reifen erstrecken, wenn die Elemente auf diesen aufgebracht werden.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennz eichnet, daß die Elemente mit Endflächen versehen werden, welche, wenn die Elemente auf die Karkasse aufgebracht werden geneigt sind bis zu 40° in einer radialen Richtung des laufflächenlosen Reifens, und daß dadurch eine V-Nut gebildet"wird zwischen benachbarten Elementen an dem laufflächenlosen Reifen.

14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente

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nach dem Formen gelagert werden, so daß sie im wesentlichen ihre geformte Gestalt beibehalten bis sie zum Aufbringen auf den laufflächenlosen Seifen benötigt werden.

15- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente in einer Einspannvorrichtung mittels Saugwirkung gehalten werden, während sie auf den laufflächenlosen Reifen aufgebracht werden und daß die Saugwirkung aufgehoben wird, wenn das Element sich in seiner Stellung befindet.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennz eichnet, daß jedes Element in einem lormsegment vorgeformt wird, daß das Element, während es sich noch in seinem Segment befindet, auf den lauf- ^! flächenlosen Reifen übertragen wird, daß das Element ^! auf diesen aufgebracht wird und daß, wenn sich das

Element in seiner Stellung auf dem laufflächenlosen Reifen befindet das Segment von dem Element entfernt wird.

17· Verfahren, wie es insbesondere unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben ist.

18. Luftreifen, der nach dem Verfahren gemäß eines der vorhergehenden Ansprüche hergestellt ist.

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