DE102006050840A1

DE102006050840A1 - Fahrzeugluftreifen und Verfahren zur Herstellung eines Fahrzeugluftreifens

Info

Publication number: DE102006050840A1
Application number: DE200610050840
Authority: DE
Inventors: Udo Frerichs
Original assignee: Continental AG
Current assignee: Continental Reifen Deutschland GmbH
Priority date: 2006-10-27
Filing date: 2006-10-27
Publication date: 2008-04-30
Anticipated expiration: 2026-10-28
Also published as: DE102006050840B4

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugluftreifen mit einem eine elektrisch leitfähige Laufstreifenbase (4) und eine elektrisch nicht leitfähige, durch Spulen eines Materialstreifens (10) aus einer Kautschukmischung hergestellte Laufstreifencap (5) aufweisen Laufstreifen (6), wobei in der Laufstreifencap (5) lokal eingebetteter elektrisch leitfähiger Gummi zwischen der Außenseite des Laufstreifens (5) und der Laufstreifenbase (4) zumindest eine elektrisch leitfähige Passage herstellt. Gemäß der Erfindung ist die elektrisch leitfähige Passage eine lokale Ausformung der Laufstreifenbase (4).

Description

Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugluftreifen mit einem eine elektrisch leitfähige Laufstreifenbase und eine elektrisch nicht leitfähige, durch Spulen eines Materialstreifens aus einer Kautschukmischung hergestellte Laufstreifencap aufweisenden Laufstreifen, wobei in der Laufstreifencap lokal eingebetteter elektrisch leitfähiger Gummi zwischen der Außenseite des Laufstreifens und der Laufstreifenbase zumindest eine elektrisch leitfähige Verbindung herstellt. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines Fahrzeugluftreifens mit einem eine Laufstreifencap und eine Laufstreifenbase aufweisenden Laufstreifen, wobei die Laufstreifenbase aus einer elektrisch leitfähigen Kautschukmischung und die Laufstreifencap durch Spulen zumindest eines Materialstreifens aus einer elektrisch nicht leitfähigen, insbesondere Kieselsäure enthaltenden Kautschukmischung hergestellt werden.
Es ist bekannt, dass Kieselsäure enthaltende Laufstreifen, die den Fahrzeugreifen an sich gute Fahreigenschaften, wie einen geringen Rollwiderstand und gute Nassrutscheigenschaften verleihen, elektrisch kaum leitfähig sind, sodass elektrostatische Aufladungen unangenehme Entladungsvorgänge verursachen können. Es ist daher üblich, bei solchen Fahrzeugluftreifen im Laufstreifen durch elektrisch leitfähigen Gummi Passagen zu schaffen, die eine elektrisch leitfähige Verbindung der Außenfläche des Laufstreifens zum Unterbau herstellen.
Bei dem aus der US 6,834,693 B1 bekannten Verfahren wird der Laufstreifen mit einer Extrusionsvorrichtung hergestellt, welche einen den kompletten Laufstreifen erzeugenden Hauptextruder und einen mit diesem zusammenarbeitenden Mikroextruder aufweist, der eine elektrisch leitfähige Kautschukmischung direkt lokal in einen Abschnitt der unvulkanisierten und heißen Kautschukmischung, welche aus dem Hauptextruder kommt, einfügt. Der fertige Reifen weist daher im Laufstreifen einen in Umfangsrichtung umlaufenden Einsatz aus elektrisch leitfähigem Gummi auf.
Aus der US 6,951,233 B1 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Laufstreifens aus einer Laufstreifencap und einer Laufstreifenbase bekannt, welche beide aus einer elektrisch nicht leitenden Kautschukmischung hergestellt werden. Die Laufstreifenbase und die Laufstreifencap werden jeweils separat mit einem Hauptextruder hergestellt, wobei in jede dieser Kautschukmischungen in Umfangsrichtung und lokal begrenzt durch Co-Extrusion eine elektrisch leitende Kautschukmischung eingefügt wird.
Bei diesen beiden aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren erfolgt daher ein Einfügen elektrisch leitfähiger Teile in den Laufstreifen bzw. in die Laufstreifencap und die Laufstreifenbase während der Extrusion. Diese bekannten Verfahren lassen sich bei Laufstreifen, die durch Spulen eines Materialstreifens aus einer Kautschukmischung hergestellt werden, nicht anwenden.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, bei einem Reifen der eingangs genannten Art auf besonders einfache Weise das Ableiten elektrostatischer Aufladungen sicherzustellen. Der Erfindung liegt auch die Aufgabe zu Grunde, auf einfache Weise in einer durch Spulen eines Materialstreifens hergestellten Laufstreifencap aus einer elektrisch nicht leitfähigen Kautschukmischung lokal einen in Umfangsrichtung umlaufenden Einsatz aus einer elektrisch leitfähigen Kautschukmischung einbringen zu können.
Was den Fahrzeugluftreifen betrifft wird die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die elektrisch leitfähige Passage eine lokale Ausformung der Laufstreifenbase ist.
Was das Verfahren betrifft wird die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Laufstreifen auf einer expandierbaren, segmentierten Hilfstrommel aufgebaut wird, deren Segmentteile in axialer Richtung geteilt und bewegbar sind, wobei bei auseinander gefahrenen Segmentteilen die Laufstreifenbase aufgebracht wird, die Segmentteile unter Bildung einer örtlichen Wölbung zusammengefahren werden, die Laufstreifencap beidseitig der Wölbung gespult wird und der fertige Laufstreifen der Hilfstrommel entnommen wird.
Der Fahrzeugluftreifen gemäß der Erfindung ist besonders einfach aufgebaut, da die Laufstreifenbase das elektrisch leitfähige Gummimaterial für den rippenartigen Einsatz zur Verfügung stellt. Die Herstellung erfordert kein gesondertes Hantieren mit einer leitfähigen Kautschukmischung zum Bilden einer umlaufenden elektrisch leitfähigen Gummirippe im Laufstreifen und keine komplizierten Verfahrensschritte. Von besonderem Vorteil bei der Erfindung ist, dass das Spulen der Laufstreifencap durch das Bilden der Rippe nicht beeinträchtigt und nicht behindert wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die elektrisch leitfähige Passage eine im Umfangsrichtung des Laufstreifens umlaufende, aus der Laufstreifenbase geformte Rippe. Durch die Ausführung als Rippe kann auf besonders zweckmäßige Weise über den gesamten Reifenumfang eine elektrisch leitfähige Passage zur Verfügung gestellt werden.
Bei einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung werden mehrere leitfähige Passagen durch eine in Umfangsrichtung verlaufende Reihe diskreter Ausformungen der Laufstreifenbase gebildet. Diese Ausführungsform der Erfindung lässt sich besonders gut an die jeweilige Profilausgestaltung anpassen.
Die Ausformung bzw. die Ausformungen der Laufstreifenbase werden während der Herstellung des Laufstreifens, und zwar vor dem Spulen der Laufstreifencap, aus der Laufstreifenbase gebildet.
Dabei wird bei der Herstellung des Laufstreifens in den in Umfangsrichtung umlaufenden Spalt zwischen den auseinander gefahrenen Segmentteilen der Segmente der Hilfstrommel vor dem Ausbringen der Laufstreifenbase eine in ihrem äußeren Durchmesser vergrößerbare Einrichtung eingebracht. Gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist diese Einrichtung ein aufblasbarer Balg. Mit einem Balg lässt sich auf einfache Weise eine umlaufende Wölbung in der Laufstreifenbase erzeugen.
Bei einer anderen Ausführungsvariante der Erfindung ist die Einrichtung ein fester, in Umfangsrichtung segmentierter Ring aus Metall oder Kunststoff Auch mit einem solchen Ring lässt sich eine in Umfangsrichtung umlaufende Wölbung, die dann später die Rippe im Laufstreifen bildet, erzeugen. Wird die Außenseite des Ringes bzw. seiner Segmente mit einer Reihe von Erhebungen oder Vorsprüngen versehen, so wird die rohe Laufstreifenbase beim Vergrößern des Durchmessers des Ringes lokal ausgewölbt, sodass im fertigen Reifen diskrete, örtlich begrenzte Passagen leitfähigen Gummis vorhanden sind, die in Umfangsrichtung in einer Reihe angeordnet sind.
Die Laufstreifencap kann beidseitig der Wölbung in einer oder in zwei Lagen gespult werden. Dabei kann vorgesehen sein, der Wölbung der Laufstreifenbase unmittelbar benachbart etwas weniger Material aufzubringen. Damit kann beim nachfolgenden Zusammenfahren der Segmente der Hilfstrommel verhindert werden, dass sich zuviel Material der Laufstreifencap seitlich der gebildeten Rippe bzw. der Ausformungen befindet.
Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand der Zeichnung, die schematisch ein Ausführungsbeispiel darstellt, näher beschrieben. Dabei zeigen:
1 einen Querschnitt durch den Laufstreifenbereich eines Rohreifens und
2 bis 4 aufeinander folgende Stadien der Herstellung eines Fahrzeugluftreifens.
1 zeigt schematisch einen Querschnitt durch den Laufstreifenbereich eines noch unvulkanisierten Fahrzeugluftreifens in Radialbauart für PKW. Der Reifen weist eine Innenschicht 1, eine Radialkarkasse 2, zwei Gürtellagen 3a, 3b, die durch eine nicht gezeigte Gürtelbandage abgedeckt sein können, und einen Laufstreifen 6 auf. Der Laufstreifen 6 besteht aus einer unmittelbar an das Gürtelpaket anschließenden Laufstreifenbase 4 und einer Laufstreifencap 5. Bei der nachfolgenden Vulkanisation des Rohreifens in einer Vulkanisationsform wird in die Laufstreifencap 5 eine Profilierung aus Nuten, Rillen, Einschnitte und dergleichen eingeprägt.
Die Laufstreifenbase 4 wird aus einer elektrisch leitfähigen, Ruß enthaltenden Kautschukmischung hergestellt, entweder aus einem extrudierten Bauteil oder durch spiraliges Wickeln, sogenanntes Spulen, eines Materialstreifens aus dieser Kautschukmischung. Die Laufstreifencap 5 wird durch spiraliges Wickeln bzw. Spulen eines Materialstreifens 10 aus einer elektrisch nicht leitfähigen Kautschukmischung hergestellt, welche als Füllstoff Kieselsäure und keinen oder höchstens einen sehr geringen Anteil an Ruß enthält. Eine aus der Laufstreifenbase 4 gebildete und bestehende Rippe 4a verläuft über den gesamten Reifenumfang unter Zweiteilung der Laufstreifencap 5 und gewährleistet daher bei fertigem Reifen eine elektrisch leitfähige Verbindung von der Laufstreifenaußenseite zum leitfähigen Unterbau, der Laufstreifenbase 4. Die Herstellung eines Reifens mit einer derartigen Rippe 4a wird nun anhand der 2 bis 5 näher erläutert.
Auf einer Hilfstrommel 7, welche eine im Wesentlichen zylindermantelförmige Außenfläche aufweist, wird der aus Base 4 und Cap 5 bestehenden Laufstreifen aufgebaut. 2 bis 5 zeigen jeweils eine Schnittdarstellung durch einen Abschnitt der Hilfstrommel 7, welche in an sich bekannter Weise aus einzelnen Umfangssegmenten 8 besteht, derart, dass sie zur Vergrößerung und Verminderung ihres Außenumfanges expandiert oder eingefahren werden können. Die Umfangssegmente 8 sind zweigeteilt, ihre Teile 8a, 8b sind in axialer Richtung der Trommel 7 über einen gewissen Bereich aufeinander zu und voneinander weg bewegbar. Zwischen den Segmentteilen 8a, 8b befindet sich in der auseinander gefahrenen Position ein Spalt, welcher über den gesamten Umfang der Hilfstrommel 7 verläuft und in welcher ein aufblasbarer Balg 9 eingefahren werden kann, welcher schlauchartig ausgeführt ist und an der Innenseite der Hilfstrommel 7 ringartig umlaufend angeordnet werden kann. Anstelle eines Balges kann ein in Umfangsrichtung aus Segmenten bestehender fester Ring aus Metall oder Kunststoff vorgesehen sein. Der Ring bzw. dessen Segmente können einen äußeren Umfang mit aneinander gereihten Zähnen oder sonstigen Vorsprüngen aufweisen, sodass im fertigen Reifen die elektrisch leitfähige Mischung die Laufstreifencap an diskreten Stellen durchdringt.
Bei dem in 2 gezeigten Stadium sind die Segmentteile 8a, 8b in axialer Richtung auseinandergefahren, in den Spalt zwischen den Segmentteilen 8a, 8b ist der Balg 9, den Spalt bis zur Außenseite der Segmente 8 ausfüllend, eingebracht worden. Die Segmente 8 der Hilfstrommel 7 sind in ihre expandierte Lage gebracht. Zuerst wird auf der Trommelaußenseite die Laufstreifenbase 4 aufgebracht. Nun wird der im Spalt zwischen den Segmentteilen 8a, 8b eingebrachte Balg 9 unter Vergrößerung seines Außendurchmessers aufgeblasen, wodurch die Laufstreifenbase 4 lokal und über den gesamten Umfang der Hilfstrommel 7 nach außen gewölbt wird. In dieser Position wird beidseitig der Wölbung der Base 4 durch Spulen von zumindest einem Materialstreifen 10 die Laufstreifencap 5 gebildet. Wie es in 3 gezeigt ist, kann die Cap 5 aus zwei Lagen des Materialstreifens 10 jeweils beidseitig der Wölbung aufgebaut werden. Knapp neben der Wölbung der Base 4 kann dabei etwas weniger Material aufgetragen werden, indem beispielsweise die gegenseitige Überlappung der einzelnen Windungen des Materialsstreifens 10 geringer gewählt wird.
Nachdem die Laufstreifencap 5 fertig gespult ist, wird der Balg 9 eingefahren bzw. entfernt. 4 zeigt dieses Stadium des Aufbaus des Laufstreifens. Anschließend werden die Segmentteile 8a, 8b in axialer Richtung aufeinander zu bewegt, bis sie aneinander anstoßen. Dabei verformt sich die Wölbung zu einer Rippe 4a. Dieser Vorgang kann durch an von außen herangefahrene Rollen unterstützt werden. 5 zeigt den fertig gestellten Laufstreifen mit umlaufender Rippe 4a. Anschließend werden die Segmente 8a, 8b der Trommel 8 eingefahren, ein nicht gezeigter Transferring greift den fertigen Laufstreifen von außen und transportiert diesen entweder zu der bereits mit dem Gürtel versehenen Reifenkarkasse oder zur Gürteltrommel, auf welcher sich der fertig gestellte Gürtel befindet. Nach dem Fertigstellen des Rohreifens wird dieser, wie erwähnt, vulkanisiert.

Claims

Fahrzeugluftreifen mit einem eine elektrisch leitfähige Laufstreifenbase (4) und eine elektrisch nicht leitfähige, durch Spulen eines Materialstreifens (10) aus einer Kautschukmischung hergestellte Laufstreifencap (5) aufweisenden Laufstreifen (6), wobei in der Laufstreifencap (5) lokal eingebetteter elektrisch leitfähiger Gummi zwischen der Außenseite des Laufstreifens (5) und der Laufstreifenbase (4) zumindest eine elektrisch leitfähige Passage herstellt, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch leitfähige Passage eine lokale Ausformung der Laufstreifenbase (4) ist.
Fahrzeugluftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch leitfähige Passage eine in Umfangsrichtung des Laufstreifens umlaufende aus der Laufstreifenbase (4) geformte Rippe (4a) ist.
Fahrzeugluftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine in Umfangsrichtung verlaufende Reihe diskreter Ausformungen der Laufstreifenbase (4) eine Vielzahl von elektrisch leitfähigen Passagen bildet.
Fahrzeugluftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine elektrisch leitfähige Passage während der Herstellung des Laufstreifens, vor dem Spulen der Laufstreifencap (5), aus der Laufstreifenbase (4) gebildet worden ist.
Verfahren zur Herstellung eines Fahrzeugluftreifens mit einem eine Laufstreifencap (5) und eine Laufstreifenbase (4) aufweisenden Laufstreifen, wobei die Laufstreifenbase (4) aus einer elektrisch leitfähigen Kautschukmischung und die Laufstreifencap (5) durch Spulen zumindest eines Materialstreifens (10) aus einer elektrisch nicht leitfähigen, insbesondere Kieselsäure enthaltenden Kautschukmischung hergestellt werden, dadurch gekennzeichnet, dass der Laufstreifen auf einer expandierbaren, segmentierten Hilfstrommel (7) aufgebaut wird, deren Segmentteile (8a, 8b) in axialer Richtung geteilt und bewegbar sind, wobei bei auseinander gefahrenen Segmentteilen (8a, 8b) die Laufstreifenbase (4) aufgebracht wird, die Segmentteile (8a, 8b) unter Bildung einer örtlichen Wölbung zusammengefahren werden, die Laufstreifencap (5) beidseitig der Wölbung gespult wird und der fertige Laufstreifen der Hilfstrommel (7) entnommen wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in den in Umfangsrichtung umlaufenden Spalt zwischen den auseinander gefahrenen Segmentteilen (8a, 8b) vor dem Aufbringen der Laufstreifenbase (4) eine in ihrem äußeren vergrößerbare Einrichtung (9) eingebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung ein aufblasbarer Balg (9) ist.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung ein fester, in Umfangsrichtung segmentierter Ring aus Metall oder Kunststoff ist.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenseite des Ringes mit einer Reihe von Erhebungen oder Vorsprüngen versehen ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufstreifencap (5) bei positionierter und expandierter Einrichtung (9) beidseitig der von dieser gebildeten Wölbung in der Laufstreifenbase (4) in ein oder zwei gespulten Lagen aufgebracht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Wölbung unmittelbar benachbart beim Spulen der Laufstreifencap (5) weniger Material aufgebracht wird.