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Dokumentenidentifikation DE4135044A1 30.04.1992
Titel Verfahren zur Herstellung eines Gürtelreifens
Anmelder Sumitomo Rubber Industries, Ltd., Kobe, Hyogo, JP
Erfinder Omokawa, Toshihiko, Shirakawa, Fukushima, JP
Vertreter Paul, D., Dipl.-Ing., Pat.-Anw., 4040 Neuss
DE-Anmeldedatum 24.10.1991
DE-Aktenzeichen 4135044
Offenlegungstag 30.04.1992
Veröffentlichungstag im Patentblatt 30.04.1992
IPC-Hauptklasse B29D 30/38
Zusammenfassung Dargestellt und beschrieben ist ein Verfahren zur Herstellung eines Gürtelreifens, wobei eine zylindrische Karkasse in eine toroide Form gebracht und die Außenfläche der toroiden Karkasse mit einer um die toroide Karkasse herum angeordneten Gürtelanordnung, zu der ein Gürtel und eine Lauffläche gehören, verbunden wird, mit dem auf einfache Weise ein Ablösen des Gürtels während des Fahrens dadurch verhindert wird, daß der Gürtel aus einer bestimmten Anzahl von um einen Gürtelring oder eine Gürteltrommel gewickelten Gürtelelementen gebildet wird, daß ein gummiertes Gewebeband mit einer Vielzahl von parallel zueinander angeordneten organischen Einzelkordfäden und einer Gummierung zum Gummieren der organischen Einzelkordfäden zu einem zweilagigen Gewebeband verarbeitet werden und daß das zweilagige Gewebeband in den Schulterbereichen des Gürtels um die Außenfläche des Gürtels gleichmäßig schraubenförmig in Umfangsrichtung gewickelt wird und so ein Verstärkungsband bildet.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Gürtelreifens, wobei eine zylindrische Karkasse in eine toroide Form gebracht und die Außenfläche der toroiden Karkasse mit einer um die toroide Karkasse herum angeordneten Gürtelanordnung, zu der ein Gürtel und eine Lauffläche gehören, verbunden wird.

Es ist bekannt, daß sich die Gürtel der Gürtelreifen eines Kraftfahrzeuges während des Fahrens durch die auftretenden Zentrifugalkräfte deformieren und dabei auch angehoben werden. Dies kann in einzelnen Fällen dazu führen, daß sich das Stahl-Kordgewebe des Gürtelreifens und das Gummi des Gürtels voneinander lösen. Es ist ein Verfahren zur Herstellung eines Gürtelreifens bekannt (JP-P-A-61-51 979), bei dem eine an einer Gürtelreifenformtrommel angeordnete zylindrische Karkasse in eine toroide Form gebracht wird, um die Außenfläche der toroiden Karkasse mit einer zylindrischen Gürtelanordnung, die um die toroide Karkasse herum angeordnet ist, zu verbinden. Die zylindrische Gürtelanordnung wird hergestellt, indem zunächst eine Mehrzahl von Gürtelelementen auf einer Gürteltrommel angeordnet werden und so einen Gürtel bilden. Um die Außenfläche des Gürtels werden ein oder mehrere synthetische Einzelkordfäden schraubenförmig herumgewickelt, wobei sie etwa 70% der Gürtelbreite abdecken und in einem Abstand von etwa 5 bis 15 mm angeordnet sind. Anschließend wird auf den Gürtel eine Lauffläche angeordnet.

Durch das zuvor erläuterte Herstellungsverfahren wird verhindert, daß sich der Rohling eines Gürtelreifens im Bereich seiner Äquatorlinie beim Vulkanisieren auf Grund der beim Vulkanisieren auftretenden hohen Innendrücke ausdehnt. Der Abstand von 5 bis 15 mm zwischen zwei Einzelkordfäden ist jedoch zu groß, um dem Gürtelreifen die notwendige Verstärkung beim Fahren zu geben, so daß die Gefahr besteht, daß sich der Gürtel von dem Stahl-Kordgewebe löst. Auch sind bei einem nach dem zuvor erläuterten Verfahren hergestellten Gürtelreifen keine Vorkehrungen getroffen, die ein Ausdehnen des Gürtels beim Fahren verhindern. Der Gürtel wird hergestellt, indem seine Gürtelelemente auf einer Gürteltrommel mit ebenem Querschnitt angeordnet werden. Entsprechend ist der Umfang des Gürtels, auf den die Einzelkordfäden gewickelt werden, in seinen Schulterbereichen genauso groß wie in seinem Mittelbereich. Nach dem Vulkanisieren jedoch weist der Gürtel in seinen Schulterbereichen einerseits und dem Mittelbereich andererseits auf Grund der während des Vulkanisierens auftretenden Ausdehnungen unterschiedliche Umfangsweiten auf, der Umfang ist nämlich in den Schulterbereichen kleiner als in dem Mittelbereich des Gürtels. Daraus resultiert, daß im Mittelbereich größere Streckungen als in den Schulterbereichen vorhanden sind, so daß der Versteifungseffekt der Einzelkordfäden zu den Schulterbereichen des Gürtels hin abnimmt. In diesen Bereichen können beim Fahren dann Beschädigungen auftreten, wenn der Gürtel auf Grund der auftretenden Zentrifugalkräfte angehoben wird.

Es ist ein Herstellungsverfahren für einen Gürtelreifen bekannt (JP-A-64-36 439), bei dem um die Außenfläche eines Gürtels ein oder mehrere organische Einzelkordfäden gleichmäßig schraubenförmig herumgewickelt werden, wobei die Steigung der Einzelkordfäden in den Schulterbereichen des Gürtels am größten ist. Durch dieses Verfahren können die unterschiedlichen Streckungen in den Schulterbereichen einerseits und dem Mittelbereich andererseits eines vulkanisierten Gürtelreifens verringert und gleichzeitig ein verbesserter Halteffekt in den Schulterbereichen erzielt werden. Durch das bekannte Verfahren kann ein Ablösen des Gürtels in den Schulterbereichen beim Fahren verhindert werden, nachteilig ist jedoch, daß in den Schulterbereichen des Gürtels eine größere Anzahl von Windungen der Einzelkordfäden erforderlich ist, was bei der Herstellung zu einer Verlängerung des Wickelvorganges führt.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines Gürtelreifens anzugeben, mit dem es auf einfache Weise möglich ist, ein Ablösen des Gürtels während des Fahrens zu verhindern.

Die zuvor genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Gürtel aus einer bestimmten Anzahl von um einen Gürtelring oder eine Gürteltrommel gewickelten Gürtelelementen gebildet wird, daß ein gummiertes Gewebeband mit einer Vielzahl von parallel zueinander angeordneten organischen Einzelkordfäden und einer Gummierung zum Gummieren der organischen Einzelkordfäden zu einem zweilagigen Gewebeband verarbeitet werden und daß das zweilagige Gewebeband in den Schulterbereichen des Gürtels um die Außenfläche des Gürtels gleichmäßig schraubenförmig in Umfangsrichtung gewickelt wird und so ein Verstärkungsband bildet.

Erfindungsgemäß werden eine Vielzahl von organischen Einzelkordfäden parallel zueinander angeordnet und zu einem Gewebeband gummiert. Das gummierte Gewebeband wird zu einem zweilagigen Gewebeband verarbeitet. Dieses wird in den Schulterbereichen eines Gürtels, der an einer Gürteltrommel vorgesehen ist, schraubenförmig um dessen Außenfläche in Umfangsrichtung gewickelt, wodurch das Verstärkungsband gebildet wird. Mit anderen Worten wird das zweilagige Verstärkungsband auf einfache Weise durch ein einfach gewundenes Gewebeband gebildet.

Bezüglich bevorzugter Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist auf die dem Anspruch 1 nachgeordneten Ansprüche und die nachfolgende Erläuterung von bevorzugten Ausführungsbeispielen an Hand der Zeichnung zu verweisen. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 in Schnittdarstellung ein Gewebeband mit organischen Einzelkordfäden nach der Lehre der Erfindung;

Fig. 2A bis 2G in schematischer Darstellung erfindungsgemäße Verstärkungsbänder mit unterschiedlich ausgebildeten Gewebebändern in unterschiedlichen Wicklungsarten;

Fig. 3 in Schnittdarstellung ein Verstärkungsband nach der Lehre der Erfindung auf dem Gürtel eines Gürtelreifens;

Fig. 4 in Schnittdarstellung ein weiteres erfindungsgemäßes Verstärkungsband auf einem Gürtel und

Fig. 5 in schematischer Darstellung Schritte eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Gürtelreifens.

Fig. 1 zeigt einen Gewebestreifen bzw. ein Gewebeband (10) mit organischen Einzelkordfäden, wie es zur Herstellung eines Verstärkungsbandes nach der Lehre der Erfindung Verwendung findet. Zu dem Gewebeband (10) gehören eine Vielzahl von langen Einzelkordfäden (1), die durch eine Gummierung (2) verbunden sind. Die Einzelkordfäden (1) bestehen aus einer Mehrzahl von organischen Filamenten oder einem einzigen organischen Filament. Die organischen Filamente bestehen beispielsweise aus Nylon 66, Nylon 6, Polyester, aromatischem Polyester, aromatischem Polyamid oder ähnlichem. Für die Gummierung wird das gleiche Gummi wie zum Gummieren eines herkömmlichen Verstärkungsbandes aus Nylon mit seitlichen vorhandenen Spleißstellen verwendet. Sie besteht im wesentlichen aus natürlichem Gummi oder einer Mischung von Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR) und natürlichem Gummi und haftet sehr gut an den Einzelkordfäden (1).

Das Gewebeband (10) wird mit einem Extruder oder einer Druckwalze hergestellt. Der Durchmesser der Einzelkordfäden (1) bestimmt sich nach der Festigkeit, die nötig ist, um ein Abheben des Reifens von dem Gewebeband (10) während des Fahrens zu verhindern, und beträgt im allgemeinen 0,45 bis 0,8 mm. Die Dicke der Gummierung (2) bestimmt sich nach der erforderlichen Lebensdauer und beträgt im allgemeinen 0,6 bis 1,0 mm. Die Steigung p der Einzelkordfäden (1) beträgt 0,6 bis 1,9 mm.

Das Gewebeband (10) wird gefaltet und bildet so ein zweilagiges Gewebeband (10a), wie es in Fig. 2A gezeigt ist. Das zweilagige Gewebeband (10a) wird zur Herstellung eines Verstärkungsbandes für einen Gürtelreifen verwendet.

Fig. 3 zeigt ein Verstärkungsband (11), das den Gürtel (4) eines Gürtelreifens über dessen gesamte Breite verstärkt. Der Gürtel (4) besteht im wesentlichen aus zwei Gürtelelementen, die um eine Gürteltrommel (5) gewickelt sind. Das Verstärkungsband (11) wird gebildet, indem das gefaltete Gewebeband (10a) um die Außenfläche und in Umfangsrichtung des Gürtels schraubenförmig von einem Schulterbereich (BS) über einen mittleren Bereich (BC) hin zu dem anderen Schulterbereich (BS) des Gürtels (4) gewickelt wird.

Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform eines Verstärkungsbandes (11), mit dem nur die Schulterbereiche (BS) eines Gürtels (4) verstärkt werden. Der Gürtel (4) besteht aus zwei Gürtelelementen, die um eine Gürteltrommel (5) gewickelt sind. Das Verstärkungsband (11) ist aus einem zweilagigen Gewebeband (10a) gebildet, das jeweils in den Schulterbereichen (BS) des Gürtels (4) schraubenförmig in Umfangsrichtung um die Außenfläche des Gürtels (4) gewickelt ist. Da die Endbereiche des Gürtels (4) in besonderem Maß verstärkt werden müssen, kann das Verstärkungsband (11) auch nur in diesen Bereichen vorgesehen sein.

Die Fig. 2A bis 2G zeigen unterschiedliche Ausführungen zweilagiger Gewebebänder (10) und verschiedene Möglichkeiten, wie die Gewebebänder (10) um einen Gürtel (4) gewickelt werden können.

Bei dem in Fig. 2A gezeigten Ausführungsbeispiel sind zweilagige Gewebebänder (10a) in entgegengesetzt seitlicher Richtung, d. h. symmetrisch zur Äquatorlinie (100) des Gürtelreifens, um den Gürtel herumgewickelt.

Fig. 2B zeigt eine Ausführungsform, bei der das zweilagige Gewebeband (10a) in einer seitlichen Richtung um den Gürtel herumgewickelt ist.

In Fig. 2C sind Gewebebänder (10c) wie bei der in Fig. 2A gezeigten Ausführungsform in entgegengesetzten Richtungen symmetrisch zur Äquatorlinie (100) um einen Gürtel herumgewickelt. Das Gewebeband (10c) weist eine obere Lage (101) und eine untere Lage (102) auf, deren Breiten (b, c) unterschiedlich groß sind.

Fig. 2D zeigt eine Ausführungsform, bei der die Gewebebänder (10c) in entgegengesetzter Richtung symmetrisch zur Äquatorlinie (100) gewickelt sind, jedoch der mittlere Bereich des Gürtels freigelassen ist.

Bei dem in Fig. 2E gezeigten Ausführungsbeispiel sind Gewebebänder (10e) in entgegengesetzter Richtung und symmetrisch zur Äquatorlinie (100) um den Gürtel gewickelt. Bei dem hier verwendeten Gewebeband (10e) sind die Seitenbereiche eines Gewebebandes (10) jeweils nach innen in Richtung der Mitte des Gewebebandes (10) gefaltet.

Nach einer weiteren Ausführungsform ist ein Gewebeband (10d) in einer Richtung um den Gürtel herumgewickelt. Das Gewebeband (10d) besteht aus zwei aufeinanderliegenden Gewebebändern (10), die nicht gefaltet sind (vgl. Fig. 2F).

Bei dem in Fig. 2G gezeigten Ausführungsbeispiel sind Gewebebänder (10f) in entgegengesetzter Richtung und symmetrisch zur Äquatorlinie (100) um den Gürtel herumgewickelt. Jedes Gewebeband (10f) besteht aus einem unteren Gewebeband (10) und einem auf dem unteren Gewebeband (10) angeordneten oberen Gewebeband (103), wobei die Breite des oberen Gewebebandes (103) kleiner als die Breite des unteren Gewebebandes (10) ist.

Bei den in den Fig. 2A bis 2G dargestellten Ausführungsbeispielen sind die zweilagigen Gewebebänder (10a, 10c, 10d, 10e, 10f) vorzugsweise so um den Gürtel herumgewickelt, daß zwischen ihren einzelnen Windungen kein Zwischenraum entsteht. Außerdem ist es möglich, die Breite der oberen und unteren Schichten der Gewebebänder (10a, 10c, 10d, 10e, 10f) in Abhängigkeit von der erforderlichen Festigkeit festzulegen.

Um einen möglichst gleichmäßigen Gürtelreifen zu erhalten, sollten die einzelnen Gewebebänder (10a, 10c, 10d, 10e, 10f) eine Breite aufweisen, die es ermöglicht, daß das jeweilige Gewebeband (10a, 10c, 10d, 10e, 10f) um den Gürtel mit einem Schrägungswinkel von 0° oder fast 0° bezüglich der Umfangsrichtung des Gürtels gewickelt werden können.

Entsprechend sollte jedes Gewebeband eine Breite (b) von etwa 10 bis 30 mm, vorzugsweise von etwa 20 mm aufweisen. Bei dem in Fig. 2C dargestellten Ausführungsbeispiel sollte das Verhältnis zwischen der Breite (c) der oberen Lage (101) und der Breite (b) der unteren Lage (102) des Gewebebandes (10c) mindestens 0,4 betragen (c/b = 0,4). Wird das Verhältnis kleiner als 0,4, wird der vorteilhafte Effekt der zweilagigen Anordnung beträchtlich verringert.

Die Gewebebänder können um den Gürtel so herumgewickelt werden, daß sie über die gesamte Breite des Gürtels eine gleichmäßige Spannung aufweisen. Es kann ebenso angebracht sein, die Gewebebänder so um den Gürtel herumzuwickeln, daß sie in den Schulterbereichen die maximale Spannung und im Mittelbereich die minimale Spannung aufweisen. Dann weist das Gummi nach dem Vulkanisieren über die gesamte Breite des Gürtels einen gleichen oder in den Schulterbereichen des Gürtels einen geringen und im Mittelbereich einen großen Längenausdehnungskoeffizienten auf.

Fig. 5 zeigt ein Herstellungsverfahren eines Gürtelreifens mit einem Verstärkungsband nach der Lehre der Erfindung. Eine Mehrzahl von Gürtelelementen sind auf einer in radialer Richtung dehnbaren Gürteltrommel (5) angeordnet, um einen Gürtel (4) zu bilden. Wenn der Gürtel (4) gebildet ist, wird die Gürteltrommel (5) in ihren in radialer Richtung erweiterten Zustand versetzt. Ein zweilagiges Gewebeband wird gleichmäßig schraubenförmig um die Außenfläche des Gürtels (4) gewickelt, wobei die einzelnen Wicklungen des Gewebebandes fast parallel zueinander verlaufen. Im hier beschriebenen Ausführungsbeispiel ist das Gewebeband so um den Gürtel (4) gewickelt, daß es in den Schulterbereichen des Gürtels (4) die maximale und im Mittelbereich des Gürtels (4) die minimale Spannung aufweist. Auf dem so gebildeten Verstärkungsband (11) wird die Lauffläche (56) des Gürtelreifens angeordnet. Der Gürtel (4), das Verstärkungsband (11) und die Lauffläche (56) werden miteinander zu einer Gürtelanordnung verbunden, indem gegen die Lauffläche (56) ein in der Zeichnung nicht dargestellter Heftroller gedrückt. Ein in der Zeichnung nicht dargestellter Übertragungsring, der sich in einer Standby-Position zwischen einer Gürtelformtrommel (55) und der Gürteltrommel (5) befindet, wird zu der Gürteltrommel (5) hin bewegt und radial zusammengezogen, um die verbundene Gürtelanordnung zu halten. Die Gürteltrommel (5) wird zusammengezogen, um die Gürtelanordnung über die Gürtelformtrommel (55) zu ziehen.

Eine an der Gürtelformtrommel (55) vorgesehene zylindrische Karkasse (50) wird in eine toroide Form gebracht, indem ihre wulstartigen Haltebereiche in Axialrichtung der Gürtelformtrommel (55) nach innen bewegt werden, so daß die Außenfläche der erweiterten Karkasse (50) in Druckkontakt mit der gesamten inneren Oberfläche des Gürtels (4) kommt. Der Übertragungsring kehrt in seine Standby-Position zurück und der Heftroller drückt von der Seite der Lauffläche (56) her die Gürtelanordnung gegen die Karkasse (50), um die Gürtelanordnung mit der Karkasse (50) zu verbinden. So ist ein Reifenrohling hergestellt.

Wie zuvor erläutert worden ist, bilden gummierte Einzelkordfäden (1) ein Gewebeband (10). Das Gewebeband (10) wird zu einem zweilagigen Gewebeband umgearbeitet. Das Verstärkungsband (11) wird hergestellt, indem das zweilagige Gewebeband um die Außenfläche des Gürtels (4) herumgewickelt wird. Dieses Herstellungsverfahren ist wesentlich einfacher als herkömmliche Herstellungsverfahren, bei denen ein einzelner verstärkender Kordfaden viele Male um einen Gürtel bzw. ein einschichtiges Gewebeband zweimal um den Gürtel herumgewickelt wird.

Nach der vorliegenden Erfindung werden eine Vielzahl von organischen Einzelkordfäden parallel zueinander angeordnet und gummiert, um ein einlagiges Gewebeband herzustellen. Das gummierte Gewebeband wird zu einem zweilagigen Gewebeband umgearbeitet. Das zweilagige Gewebeband wird in den Schulterbereichen eines auf einer Gurttrommel (5) vorgesehenen Gürtels gleichmäßig schraubenförmig in Umfangsrichtung um die Außenfläche des Gürtels gewickelt. So kann ein zweilagiges Verstärkungsband durch nur einmaliges Wickeln eines zweilagigen Gewebebandes hergestellt werden.


Anspruch[de]
  1. 1. Verfahren zur Herstellung eines Gürtelreifens, wobei eine zylindrische Karkasse (50) in eine toroide Form gebracht und die Außenfläche der toroiden Karkasse (50) mit einer um die toroide Karkasse (50) herum angeordneten Gürtelanordnung, zu der ein Gürtel (4) und eine Lauffläche gehören, verbunden wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Gürtel (4) aus einer bestimmten Anzahl von um einen Gürtelring oder eine Gürteltrommel (5) gewickelten Gürtelelementen gebildet wird, daß ein gummiertes Gewebeband (10) mit einer Vielzahl von parallel zueinander angeordneten organischen Einzelkordfäden (1) und einer Gummierung (2) zum Gummieren der organischen Einzelkordfäden (1) zu einem zweilagigen Gewebeband (10a, 10c, 10d, 10e, 10f) verarbeitet werden und daß das zweilagige Gewebeband (10a, 10c, 10d, 10e, 10f) in den Schulterbereichen (BS) des Gürtels (4) um die Außenfläche des Gürtels (4) gleichmäßig schraubenförmig in Umfangsrichtung gewickelt wird und so ein Verstärkungsband (11) bildet.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweilagige Gewebeband (10a, 10c, 10d, 10e, 10f) so um den Gürtel (4) gewickelt wird, daß zwischen den einzelnen Windungen des zweilagigen Gewebebandes (10a, 10c, 10d, 10e, 10f) im wesentlichen kein Zwischenraum besteht.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Lage und die untere Lage des zweilagigen Gewebebandes (10a, 10c, 10d, 10e, 10f) unterschiedliche Breiten aufweisen.
  4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das zweilagige Gewebeband (10a, 10c, 10d, 10e, 10f) durch Falten des einlagigen Gewebebandes (10) hergestellt wird.






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