DE2063086A1

DE2063086A1 - Verfahren zum Aufpumpen von Reifen mit einem schaumbaren Produkt

Info

Publication number: DE2063086A1
Application number: DE19702063086
Authority: DE
Inventors: Joseph Samuel Turk David Lewis Cuyahoga Falls Ohio Hawkes (V St A )
Original assignee: The Goodyear Tire & Rubber Co , Akron Ohio (V St A )
Priority date: 1969-12-15
Filing date: 1970-12-15
Publication date: 1971-06-16
Also published as: GB1258859A; FR2072947A5; CA929717A; ZA707760B; DE2063086B2; US3650865A; JPS5313672B1

Description

Patentanwälte
Dlpl.-Ing. W. Meissnef
Dlpl.-Ing. H. Ti acher
1 Berlin 33 (Grunewald)

Herbertstr. 22_t Tel. 3 87 72 37,

6805-GE 05IE GOODYEAR TIRE AHD RUBBER COMPANY, Akron, Ohio 44316, USA

"Verfahren zum Aufpumpen von Reifen mit einem schäumbaren Produkt

Die Erfindung betrifft Reifen, die mit einem schlumbaren Produkt wie synthetischem Kautsohuk aufgepumpt werden und steht im Unterschied zu Reifen, die lediglich mit einem geschäumten Produkt gefüllt werden, d.h. hierbei füllt das geschäumte Produkt den Reifenhohlraum, dasselbe übt jedoch keinen merklichen Druck gegen den Reifenkörper oder die Umkleidung aus. Bei einem fertigen, mit Schaum aufgepumpten Reifen ist das geschäumte Produkt dazu vorgesehen, einen angestrebten Dcuck auszubilden, wodurch dem Reifen die günstigsten Eigenschaften bezüglich des laufes, der allgemeinen Leistungsfähigkeit und Dauerhaftigkeit gegeben werden.

Mit Schaum aufgepumpte Reifen sind insbesondere zweckmäßig bei Industrie- und Querfelde in-iPahrzeugen, wo es wesentlich ist, die Fahrzeuge in Betrieb zu halten, da Wartungszeit oder duroh Reparaturen verlorene Zeit sehr kostspielig ißt. Mit Schaum aufgepumpte Reifen können praktisch nicht Luft verlieren, wodurch erheblich die für Reparaturen erforderliche Zeit verringert oder Reparaturen überhaupt ausgeschaltet werden.

Mit geschäumtem Produkt auf vorherbestimmte Drücke aufgepumpte Reifen müssen genau hergestellt wurden, und es ergibt sich ein Problem bezüglich der Anordnung der riohtigen Menge des nicht geschäumten Produktes einheitlich oder gleiohmäßig im Inneren

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des Reifenhohlraums unter Ausbilden eines Reifens, der den gewünschten Druck und die günstigsten Leistungseigenschaften aufweist, Bei einigen Verfahren wird ein stranggepreßter Stab oder Stück aus nicht geschäumtem, synthetischem Kautschuk auf eine gewünschte Länge geschnitten, in einen Ring geformt und in den Hohlraum des vulkanisierten Reifens eingestopft. Das ringförmige Stück schmiegt sich jedoch allgemein nicht auf die Konfiguration des Reifenhohlraums an, und der im Inneren des Reifenhohlraums zur Verfügung stehende Raum wird nicht wirksam genutzt. Noch wichtiger ist es, daß es außerordentlich schwierig ist, ein Stück für einen speziellen Reifen dort strangzubrechen, wo die genaue erforderliche Länge für das J?üllen des Reifenhohlraums in entsprechender Weise die genaue Produktmenge für einen angestrebten Druok gibt, Als Ergebnis hiervon sind die Reifendrücke schwankend und auf einen grb'ßtenüert von etwa 4»2 bis 5,0 kg/cm⁸ begrenzt gewesen. Weiterhin wurde gefunden, daß bei Anwenden dieses speziellen Verfahrens der fertige geschäumte Einsatz nicht einheitlich im Inneren des Reifenhohlraums verteilt ist, und die Verbindungästelle zwischen den aneinander stoßenden Enden des Stücks erstreckt sich querseitig durch dasselbe und beeinflußt nachteilig den fertigen geschäumten Einsatz in dieser !fläche.

Die Erfindung betrifft nun ein Verfahren zum einheitlicheren Verteilen des nicht geschäumten Produktes im Inneren des Reifenhohlraums, wodurch ein mehr homogener, geschäumter Einsatz im Inneren des Reifens ausgebildet wird. Weiterhin wird die Menge des in den Reifenhohlraum eingebrachten geschäumten Produktes genauer gesteuert, wodurch genauere Reifendrücke erzielt werden, die sich bis zum jetzigen Zeitpunkt auf Werte bis au etwa 10 - Io,5 kg/cm⁸ belaufen.

Kurs umrissen, stellt die lürfindung ein Verfahren zum Herstellen eines Reifens dar, eier mit geschäumtem Kautschuk oder dgl. aufgepumpt wird. In Abhängigkeit von dem angestrebten Druck kann der Reifen teilweise oder vollständig mit einem derartigen Produkt gefüllt werden. Stranggepreßte Streifen aus niohb geschäumtem Kaut-

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schuk werden einheitlich konzentrisch im Inneren des Reifenhohlraums angeordnet und bilden eine Anzahl von Schichten des nicht geschäumten Produktes, wobei die erste Schicht gegen die Innenseitenkrone des Reifens anliegt. Jegliche Verbindungsstellen zwischen aufeinanderfolgenden Schichten werden genau versetzt angeordnet. Es" wird eine ausreichende Materialmenge im Inneren des Reifenhohlraums unter Ausbilden des vorherbestimmten angestrebten Reifendrucks verdichtet, nachdem dasselbe vulkanisiert worden ist. Der Reifen wird sodann an einer Felge angeordnet und unter Schäumen und Vulkanisieren des Kautschuks im Inneren des Reifenhohlraums erhitzt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht des Reifens, wobei Teile desselben weggeschnitten sind und die Schichten der Streifen aus nicht geschäumtem Produkt im Inneren des Reifenhohlraums.

Fig. 2 einen Schnitt des ReifenB in Blickrichtung der Linie 2-2 der Figur 1.

Fig. 3 einen Querschnitt des fertigen Reifens an einer Felge und den geschäumten Einsatz angeordnet in dem Hohlraums, der durch den Reifen und die Felge gebildet wird.

Unter Bezugnahme auf die Zeichnung ist dort ein Reifen 10 herkömmlichen Aufbaus gezeigt, der vorzugsweise vulkanisiert ist. Der Reifen 10 ist senkrecht für ein Umlaufen an irgendeiner geeigneten Vorrichtung angeordnet, z.B. einem sogenannten Reifenspreader 11, hergestellt von der Branick Corporation, Nord Dakota, USA. Die Vorrichtung 11 kommt in Eingriff mit und spreizt die Wülste 12 und 14, um so die Ausbildung eines ausdehnbaren Einsatzes 16 im Inneren des ringförmigen Hohlraums 18 des Reifens 10 zu erleichtern.

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Der Einsatz 16 wird vorzugsweise aus einem schäumbaren synthetischen Kautschuk, einschließlich Styrol-Butadien, Aethylen-Propylen-Terpolymer, Silikon Polymer, Polyisopren oder Polybutadien gebildet, kann jedoch auch aus Naturkautschuk oder irgendeinem elastomere!* Produkt gebildet sein, das gedehnt werden kann. Der_> geschäumte synthetische Kautschuk wird in Platten oder Streifen für die Schichtbildung im Inneren des Reifenhohlraums 18 stranggepreßt. Die Streifen weisen unterschiedliche Dicke und Breite in Abhängigkeit von der Größe des Reifens auf. So werden z.B. Streifen mit einer Dicke von etwa 6,5 bis etwa 25 mm Dicke und unterschiedlicher Breite von etwa 2,5 bis 30 cm für das Ausbilden eines schäumbaren Einsatzes 16 im Inneren des Hohlraumes 18 eines 855-14 Personenkraftfahrzeugreifens oder eines 10.00-20 Lastwagenreifens mit einem 50 cm Wulstdurchmesser angewandt. Jedoch sind Streifen von größerer Dicke z.B. 5 bis 60 cm praktischer für die großen Reifen von Erdbewegungsraupen, da das Verfahren zu langwierig werden wilrde, wenn man hier kleinere Streifen anwendet. In jedem Fall ist die Dicke der Streifen relativ dünn im Vergleich zu der Tiefe (D) des ringförmigen Hohlraums 18 dergestalt, daß eine Anzahl von Schichten für den Einbau des Einsatzes 16 erforderlich ist.

Der Reifen 10 wird, wie weiter oben angegeben, in einer senkrechten iSbene für ein leichteres Handhaben und Einordnen der Streifen aus nicht geschäumtem synthetischen Kautschuk im Inneren des Reifenhohlraums 18 gehalten und gedreht. Die innere Krone 20 des Reifens 10 wird zunächst mit irgendeinem geeigneten Klebstoff für das Verbessern des Anhaftens der ersten Schicht 22 des nicht geschäumten synthetischen Kautschuks an dem Reifen 10 behandelt. Die erste Schicht 22 des nicht geschäumten Kautschuks wird gegen die innere Krone 20 des Reifens 10 gebracht. Es werden aufeinanderfolgende Schichten 24-42 des nicht geschäumten Kautschuks sodann in ähnlicher Weise im Inneren des Reifenhohlraums 18 für das Ausbilden eines schichtkörperförmigen oder aufgebauten, nicht geschäumten Einsatzes 16 angeordnet, wobei eine Anzahl von Schichtkörpern oder Schichten in ringförmigen Ebenen vorliegen, die konzentrisch und allgemein parallel zu den ringförmigen Ebenen

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des Lauf bandes und der Innenseitenkrone des Reifens 10 vorliegen. Me Breite jedes Streifens beläuft sich vorzugsweise angenähert auf die Breite (W) des Reifenhohlraums 18. Jegliche Verbindungsstellen, z.B. die Verbindungsstellen 44-48, zwischen einanderfolgenden Schichten des elastomeren Einsatzes 16 liegen in einem kreisbogenfürmig versetz Gem Verhältnis vor, wodurch das Ausbilden einer kontinuierlich radialen Verbindungsstelle ausgeschaltet und im wesentlichen ernsthafte Fehlerquellen in diesen Gebieten des fertig geschäumten Kautschukeinsatzes 16 verringert werden.

Die Schichten 22-42 des nicht geschäumten Kautschuks sind im Inneren des Reifenhohlraums 18 in einem aufeinanderfolgenden, kleineren, spiralenförmigen Verhältnis angeordnet. Um die Anzahl der Verbindungsstellen zwischen den aufeinanderfolgenden Schichten 22-42 zu verringern, kann ein kontinuierlicher Streifen des nicht geschäumten Kautschuks spiralförmig im Inneren des Reifenhohlraums 18 angeordnet werden. Die Menge an geschäumtem Produkt, die in den Reifenhohlraum 18 eingeführt werden muß, steht in Beziehung zu der Dichte des Produktes unddem in Anwendung kommenden Blähmittel und kann genau vermittels herkömmlicher Berechnungen und empirischer Werte bestimmt werden. Die aufeinanderfolgenden Schichten 22-42 besitzen allgemein gleiche Dicke und Breite, und wenn irgendwelches weiteres Produkt erforderlich ist, wird ein getrennter Kompensationsstreifen 54 in einheitlicher Weise um den inneren Umfang 56 der innersten Schicht 42 angeordnet. Somit liegt der schichtkörperfö'rmige, geschäumte Einsatz 16 praktisch einheitlich über der ringförmigen Länge vor, und es ist wichtig Probleme auszuräumen, wie holpriger Lauf, der sich aufgrund einer Iiichteinheitlichkeit in Umfangsrichtung oder In Ringrichtung ergibt.

Es ist ein Rohr 58 im Inneren des Hohlraums 18 angeordnet und v/lrd so aufgepumpt, daß sich ein Verdichter und Zusammendrücken der Schichten 22-42 des nicht geschäumten Kautschuke gegen ein ander und um den Reifen 10 ergibt. In denjenigen fällen, wo es zweckmäßig ist den Reifenhohlraum 18 vollständig zu füllen, werden die zusammengedrückten Schichten 20-42 dea Materials so z\i-

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sammengedrückt, daß das Produkt sich seitlich gegen die Seitenwände des Reifens unter Füllen jeglicher Spalten oder Hohlräume 57 zwischen den Streifen und den Seitenwänden, siehe die punktierten Schichten gegen die Seitenwand nach Figur 2, ausbreitet. Der innere Schlauch 58 kann eingeführt und aufgepumpt werden» nachdem jede aufeinanderfolgende Schicht im Inneren des Reifenhohlraums 18 angeordnet worden ist, oder nachdem eine Anzahl von Schichten eingeführt wurde, oder nachdem alle Schichten eingeführt worden sind in Abhängigkeit von der Anzahl der Schichten oder der Menge des schaumbaren Produktes, wie es für das Ausbilden des gewünschten Reifendrucks erforderlich ist. Der Reifen 10 mit dem nicht geschäumten, schichtkörperförmigen Einsatz 16,spiralförmig aufgerollt im Inneren des Hohlraums 18, wird an einer Felge 60 angeordnet und der Wärmeeinwirkung ausgesetzt unter Schäumen und Vulkanisieren des Kautschukeinsatzes 16. Der vollständig vulkanisierte Einsatz 62, siehe die Figur 3, liegt so vor, daß der gewünschte Druck gegen den Reifen 10 ausgeübt und nicht nur lediglich der Reifenhohlraum 18 gefüllt wird.

Ein weiteres Verfahren zum Ausbilden des Einsatzes 16 im Inneren des Reifenhohlraums 18 besteht darin, daß eine Anzahl Streifen in einem seitlichen Seite-an-Seite-Verhältnis angeordnet wird unter Ausbilden einer Verbundschicht aus benachbart zueinander angeordneten Streifen» In dem lall von rechtwinkligen Streifen kann die Ebene der einzelnen Streifen parallel oder winkelförmig angeordnet über den ringförmigen Ebenen des Laufbandes und der Innenseitenkrone 20 des Reifens 10 vorliegen. So kann z.B. die erste Schicht 22 verbundartig aus 8 Streifen ausgebildet sein, wobei jede derselben eine Breite von 25 mm und eine Dicke von 17,5 mm aufweist, wenn die Breite (W) aich auf 20 cm beläuft und die Streifen in einem Seite-an-Seite-Verhältnis flach angeordnet werden.» Die Verb und schicht 22, die in dieser Weise ausgebildet wird, wird somit eine Dicke von 17»5 "mm besitzen. Wenn die gleichen Streifen kantenartig angeordnet werden» würde die Verbundsohiciit 22 eine Dicke von 25 mm aufweisen und aus 16 Streifen gebildet werden» In ähnlicher Weise gegenüber den anderen

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Verfahren wird jedoch eine Anzahl von Verbundschichten für den Einbau des Einsatzes erforderlich, da die Einheitlichkeit genauer gesteuert wird unter Anwenden einer Anzahl von Schichten und nicht lediglich einer oder sogar zweier Schichten.

Die Reifenanordnung, d.h. der vulkanisierte Reifen 10, der schichtkörperförmige Einsatz 16 und die Felge 60 wird frei im Inneren eines Vulkanisationsofens angeordnet. Die Reifenanordnung wird der Einwirkung von Heißluft ausgesetzt, die auf Temperaturen von etwa 95⁰C bis etwa 180⁰C erhitzt worden ist, und zwar eine unterschiedliche Zeitspanne lang in Abhängigkeit von der speziellen Größe des Reifens und des Kautschukeinsatzes 16. So wird z.B. der nicht geschäumte Einsatz 16 bei einem typischen Personenkraftwagenreifen mit einem angestrebten endgültigen Reifendruck von etwa 1,95 bis 2_fl kg/cm⁸ etwa 8 Stunden lang vulkanisiert bei einer Heißlufttemperatur von etwa 13O⁰C.

Der Druck des vollständig mit Schaum aufgepumpten Reifens 10 wird dadurch Überprüft, daß der Reifen 10 unterschiedlichen Belastungen und einer Prüfung auf Ablenkung unterworfen wird. Die Ergebnisse werden grafisch aufgetragen und mit grafischen Darstellungen verglichen, die für ähnlich geprüfte Luftreifen unter unterschiedlichen luftdruckbedingungen aufgezeichnet sind. Die Ergebnisse ergeben eine Grundlage um die Menge an schaumbarem Produkt zu bestimmen, die in irgendeinem gegeteeaanReifen eingebracht werden muß, um den gewünschten Druck im Inneren des Reifens auszubilden. Die Menge des in das Innere des Reifenhohlraums 18 eingebrachten schaumfähigen Produktes läßt sich leichter dadurch steuern, daß das oben angegebene Verfahren der schichtförmigen Anordnung der Materialstreifen im Inneren des Reifenhohlraums 18 herangezogen wird. Weiterhin ist der vollständig geschäumte ringförmige Einsatz 62 homogener und konzentrisch gebildet und angeordnet im Inneren des Reifenhohlraums 18.

In einigen Fällen, wo es zweckmäßig ist, lediglich einen Teil des Ileifenhohlraums 18 mit geschäumtem Kautschuk zu füllen, kann ein ringförmiger RaumfUller, z.B. wenigstens ein teilweise auf-

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gepumpter innerer Schlauch ähnlich dem inneren Schlauch 58, benachbart zu der Radfelge 60 angeordnet werden unter Füllen des restlichen OJeils des Reifenhohlraums 18 und Zusammendrücken des Kautschukeinsatzes 16 sobald derselbe vulkanisiert oder geschäumt ist. Ein starrer Metallring, der sich von der Felge 60 in den Heifenhohlraum 18 erstreckt, kann anstelle des Füllers, in Form des inneren Schlauches angewandt werden unter teilweisem Füllen des Heifenhohlraums 18 und Halten des geschäumten Kautschuks in dessen zusammengedrückter Konfiguration im Inneren des Reifenhohlraums 18. Eine derartige Anordnung wird den Reifen daran hindern, seine Form aufgrund von Luftverlust zu ver- ^ lieren, und dies ist dann von Wichtigkeit, wenn ein Fahrzeug in einem Kampfgebiet betrieben wird. Die Vulkanisationszeit, Gewicht und Kosten werden in einigen Fällen drastisch verringert durch Anwenden derartiger Raumfüller, und hierdurch ergibt sich ebenfalls ein wahlweises Verfahren für das Aufpumpen der Reifen mit sch&umbarem Produkt vermittels Schichtanordnung dünner Streifen des nicht geschäumten Produktes im Inneren des Reifenhohlraums 18.

Erfindungsgemäß wird ein neuartiges und spezielles Verfahren zum Herstellen eines Reifens geschaffen, der mit einem geschäumten synthetischen Kautschuk oder dgl. aufgepumpt ist. Ein derartiger Reifen kann seine Luft nicht verlieren. Unter Anwenden dieses Verfahrens wird die Menge des in; Inneren des Reifenhohl- W raums angeordneten Produktes leichter gesteuert, und der fertiggestellte geschäumte Ring liegt einheitlicherer als bei anderen Verfahren vor, und zwar weil der nicht geschäumte Einsatz eine Querschnittfläche besitzt, die einheitlicher über deren kreisbog enfö'rmige Länge ist.

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Claims

Patentansprüche

/ l.i Verfahren zum Anordnen eindrvorherbestimmten Menge eines riircht vulkanisierten sohäumbaren, elastomeren Produktes im Inneren dos Hohlraums eines ausgeforrrruen und vulkanisierten Reifens, sowie Erhitzen nea Reifena unter Schäumen und Vulkanisieren aes elastonieren Produktes, wodurch ein Reifen ausgebildet wird, der seine Luft nicht verlieren kann und einen bestimmten Reifendruck in einem bestimmten Verhältnis bezüglich der Menge des in dem Ileifenhohlroum eingebrachten elastomeren Produktes besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß das nicht vulkanisierte elastomere Produkt in einer Mehrzahl von einheitlichen, ringförmigen Schichten im Inneren des Reifenhohlraums angeordnet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das nicht vulkanisierte, elastomere Produkt in dünne Streifen für die Jehichtanordnung im Inneren des Reifenhohlraums ausgebildet wird,
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schicht aus nicht vulkanisiertem, elastomerem Produkt an der Innenkrone des Reifens verklebt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß jegliche Verbindungsstellen zwischen den benachbarten, ringförmigen Schichten kreisbogenförmig im Abstandsverhältnis angeordnet werden.
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein kontinuierlicher Streifen des nicht vulkanisierten, elastomeren Produktes ringförmig im Inneren des Reifenhohlraums spiralig angeordnet wird.
6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet» daß als nicht vulkanisierteß, elastomeres Produkt, ein schaumfähiger, synthetischer Kautschuk angewandt wird.

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7. Verfahren nacli einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ringförmige Schichten angewandt werden, die eine nicht über 25 mm liegende Dicke, gemessen in einer radialen Richtung relativ gegenüber der Mittellinie, um die der Reifen symmetrisch ist, aufweisen.
8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine einheitliche radiale Kraft nach außen hin gegen die innerste Schicht des nicht vulkanisierten, elastomeren Produktes unter Zusammendrücken der Produktschichten ausgeübt wird.

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