DE60009828T2 - Luftreifen und verfahren zur herstellung des luftreifens - Google Patents
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Description
- TECHNISCHES GEBIET
- Die vorliegende Erfindung betrifft einen schlauchlosen Luftreifen, bei dem eine Luftleckage aus einem Durchstich in einem Laufstreifen aufgrund dessen, dass ein Nagel oder dergleichen überfahren wird, verhindert werden kann, und ein Verfahren zum Herstellen desselben.
- TECHNISCHER HINTERGRUND
- Als ein Mittel, um zu verhindern, das eine Luftleckage aus einem Durchstichabschnitt aufgrund dessen erzeugt wird, dass ein Nagel und dergleichen überfahren wird, wird ein Luftreifen vorgeschlagen, der eine Abdichtungsschicht aufweist, in der ein Durchstichabdichtungsmittel zum Abdichten eines Nageldurchstichs und dergleichen innerhalb des Laufstreifens vorgesehen ist.
- Ein derartiger Reifen kann hergestellt werden, indem ein Innerlinerkautschuk direkt auf einer Formgebungstrommel mit dem Abdichtungsmittel beschichtet wird, dann eine Karkasslage und ein Laufstreifenkautschuk aufgebaut werden, um vor der Vulkanisation einen Rohreifenunterbau in einem Rohunterbau-Formgebungsschritt zu bilden, und indem der Rohreifenunterbau vulkanisiert wird.
- Bei einem weiteren Verfahren, wie es in
7 gezeigt ist, wird vorgeschlagen (z.B. in der japanischen Patentanmeldung mit der Offenlegungsnum mer 80323875), einen Reifen t zu vulkanisieren, um einen sackförmigen Abschnitt d zu bilden, bei dem der Innerlinerkautschuk a nicht an der Abdichtungskautschukbahn b anhaftet, indem ein Formtrennmittel c, wie etwa Talk, zwischen dem Innerlinerkautschuk a, der dem Reifeninnenraum zugewandt ist, und der Abdichtungskautschukbahn b, die an der Innenseite des Innerlinerkautschuks a angeordnet ist, aufgebracht wird, und dann nach der Vulkanisation ein Durchstichabdichtungsmittel durch ein Einspritzloch e, das mit einer Innenseite des sackförmigen Abschnittes d in Verbindung steht, unter Verwendung einer Einspritzvorrichtung f nach der Vulkanisation eingespritzt wird. - In dem ersteren Verfahren ist jedoch der Schritt des Aufbringens des Abdichtungsmittels problematisch; es werden Schwankungen in den Abmessungen der Aufbringung erzeugt, und es ist schwierig, eine gleichmäßige Abdichtungsschicht und einen gleichmäßigen Reifen zu erhalten. In dem letzteren Verfahren wird das Produktionsverfahren kompliziert, da der Einspritzschritt zum Einspritzen des Abdichtungsmittels in den sackförmigen Abschnitt d nach der Vulkanisation des Reifens notwendig ist und zusätzlich ein Verschlussschritt zum Verschließen des Einspritzlochs e zum Einspritzen des Abdichtungsmittels erforderlich ist.
- Ein anderer Vorschlag in der
EP 0 893 236 stellt einen selbst abdichtenden Reifen bereit, der eine sich in Umfangsrichtung erstreckende Verpackungsschicht innerhalb des Reifens aufweist, die sich im Wesentlichen von Laufstreifenkante zu Laufstreifenkante erstreckt. Die Verpackungsschicht ist aus einer Kautschukmischung hergestellt, und in dieser befindet sich ein Abdichtungsmittel. Die Verpackungsschicht ist an den Innerliner des Reifens geklebt. Eine derartige Konstruktion erfordert jedoch, dass die Verpackungsschicht positioniert und angeklebt werden muss, was die Komplexität des Aufbaus des Reifens erhöht. - OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
- Die vorliegende Erfindung ist mit dem obigen Umstand im Blick getätigt worden, und es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen Luftreifen mit einer Durchstichabdichtungsfunktion, der leicht ohne den obigen Aufbringungsschritt und den obigen Einspritzschritt des Abdichtungsmittels und den Verschlussvorgang des Einspritzlochs hergestellt werden kann, und ein Verfahren zum Herstellen derselben bereitzustellen.
- Die vorliegende Erfindung stellt einen Luftreifen bereit, wie er in Anspruch 1 dargelegt ist.
- Ein zweiter Aspekt der Erfindung stellt ein Verfahren zum Herstellen eines Reifens nach Anspruch 1 bereit, und dieser Aspekt ist in Anspruch 2 dargelegt.
- KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
1 ist eine Schnittansicht einer Ausführungsform eines Luftreifens; -
2 ist eine Perspektivansicht, die ein Beispiel eines sackförmigen Elements zeigt; -
3 ist eine Perspektivansicht eines Beispiels einer Abdichtungseinheit; -
4 ist eine schematische Schnittansicht eines Innerlinerkautschuk-Verbindungsschrittes und eines Abdichtungsschicht-Bildungsschrittes; -
5 ist eine schematische Schnittansicht, die schematisch einen Karkasslagen-Verbindungsschritt zeigt; -
6 ist eine schematische Schnittansicht, die schematisch einen Rohunterbaukörper-Bildungsschritt zeigt, und -
7 ist eine Schnittansicht zur Erläuterung eines herkömmlichen Verfahrens zum Herstellen eines Luftreifens. - BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNG
- Es wird auf der Grundlage der Zeichnungen eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Luftreifens und eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen des Reifens beschrieben, indem ein Reifen für ein Motorrad als beispielhafter Luftreifen genommen wird.
1 zeigt den Reifen1 für das Motorrad (nachstehend kann dieser lediglich als "der Reifen" bezeichnet sein). Der Reifen1 weist eine Torusform auf, in der Wulstabschnitte4 jeweils an innenliegenden Enden von Seitenwandabschnitten3 vorgesehen sind, die sich radial von entgegengesetzten Enden eines Laufstreifenabschnittes2 nach innen erstrecken, und eine Abdichtungseinheit7 , die gebildet ist, indem vor der Vulkanisation ein Abdichtungsmittel6 zum Verhindern eines Ausblasens im Voraus in einem sackförmiges Element angeordnet wird, so dass es sich in den Laufstreifenabschnitt2 und in einer Umfangsrichtung des Reifens erstreckt. - Der Reifen
1 ist bei diesem Beispiel verstärkt durch eine Kordschicht, die eine torusförmige Karkasse8 umfasst, die die Wulstabschnitte4 ,4 überbrückt, und einen Breaker9 , der radial außerhalb der Karkasse8 und innerhalb des Laufstreifenabschnitts2 angeordnet ist, um die erforderliche Festigkeit und Steifigkeit des Reifens bereitzustellen. Jeder Wulstabschnitt4 ist mit einem Wulstkernreitergummi11 versehen, der eine dreieckige Querschnittsform aufweist und sich von einem Wulstkern10 radial nach außen erstreckt. - Für die Karkasse
8 werden eine oder mehrere Karkasslagen8a mit einem radialen oder halbradialen Aufbau, bei dem die Korde unter einem Winkel von 70° bis 90° in Bezug auf die Umfangsrichtung angeordnet sind, oder einem Diagonalaufbau, bei dem die Karkasskorde unter einem Winkel von 35° bis 70° angeordnet sind, verwendet. Die Karkasse8 ist bei diesem Beispiel aus einer einzigen Karkasslage8a gebildet, und entgegengesetzte Enden der Karkasslage8a sind um die Wulstkerne5 von der axialen Innenseite des Reifens in Richtung der Außenseite zurückgeschlagen und verriegelt. - Der Breaker
9 ist aus einer oder mehreren Breakerlagen9a gebildet, in der Breakerkorde unter einem Winkel von 0° bis 70° in Bezug auf die Umfangsrichtung angeordnet sind, aber der Breaker9 kann abhängig von dem erforderlichen Reifenverhalten weggelassen werden. - Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Abdichtungseinheit
7 in dem Laufstreifenabschnitt2 und zwischen der Karkasse8 und dem Innerlinerkautschuk12 angeordnet, wodurch eine Reifeninnenraumfläche i gebildet ist. Der Innerlinerkautschuk12 ist aus einem Kautschuk mit einer ausgezeichneten Gasundurchlässigkeit hergestellt, wie etwa Butylkautschuk, Butylkautschukhalogenid, bromierter Butylkautschuk. Er weist eine im Wesentlichen gleichmäßige Dicke von beispielsweise ungefähr 0,5 bis 2,0 mm auf, und im Wesentlichen ist die gesamte Fläche der Innenseite der Karkasse8 mit dem Innerlinerkautschuk12 bedeckt. - Die Abdichtungseinheit
7 wird gebildet, indem das Abdichtungsmittel6 zum Verhindern des Ausblasens im Voraus in einem sackförmigen Element13 , das beispielsweise aus einem Polymerfilm hergestellt ist, eingeschlossen wird, wie es in den2 und3 gezeigt ist. Bei diesem Beispiel weist das sackförmige Element13 eine Sackform auf, bei der entgegengesetzte Seitenränder13a ,13a und ein Bodenabschnitt13b des sackförmigen Elements13 verschlossen sind und eine Einspritzöffnung13c zum Einspritzen des Abdichtungsmittels6 an einem Ende des sackförmigen Elements13 vorgesehen ist. Die Breiten- und Längenabmessungen des sackförmigen Elements13 werden gemäß der Größe des Reifens geeignet festgelegt. In der Abdichtungseinheit7 wird die Einspritzöffnung13c beispielsweise nach dem Einspritzen des Abdichtungsmittels6 in das sackförmige Element13 , ohne Luft und dergleichen einzufangen, durch Verbinden über Thermokompression oder dergleichen verschlossen, um einen Verschluss zu bilden. - Infolgedessen ist eine bandförmige Abdichtungseinheit
7 mit einer im Wesentlichen gleichmäßigen Querschnittsfläche gebildet. Eine derartige Abdichtungseinheit7 weist eine ausgezeichnete Transportierfähigkeit auf, und die Form mit einer konstanten Breite und einer konstanten Länge ist aufgrund des Vorhandenseins des sackförmigen Elements13 stabil, welches dazu beiträgt, die Form der Abdichtungsschicht gleichmäßig zu halten. Durch Anordnen einer derartigen Abdichtungseinheit7 , die im Voraus vor der Vulkanisation durch Einschließen des Abdichtungsmittels6 zum Verhindern des Ausblasens in dem sackförmigen Element13 in dem Laufstreifenabschnitt2 gebildet ist, ist es äußerst leicht, das Abdichtungsmittel6 bei der Herstellung des Reifens zu handhaben; die Form der Abdichtungsschicht kann gleichmäßig gehalten werden, und die Schritte des Einspritzens des Abdichtungsmittels6 unter Verwendung einer Einspritzvorrichtung oder dergleichen nach der Vulkanisation und des Verschließens der Einspritzöffnung nach der Vulkanisation können weggelassen werden, wodurch die Herstellung des Reifens leichter gemacht wird. - Es ist bevorzugt, dass eine derartige Abdichtungseinheit
7 beispielsweise 70% oder mehr und vorzugsweise 80% oder mehr einer Länge einer Laufstreifeninnenfläche Y in einem Reifenmeridionalschnitt bildet. Die "Laufstreifeninnenfläche Y" bezieht sich auf eine Fläche der Reifeninnenhohlraumseite i, die zwischen Normalen N,N zu einer Laufstreifenseite2S an Laufstreifenkanten Te angeordnet ist. - Das Material, das das Sackelement
13 der Abdichtungseinheit7 bildet, ist vorzugsweise ein Polymerfilmmaterial und kann ein Material mit oder ohne eine Kautschukformtrenneigenschaft sein. Ein Material mit dem notwendigen Grad an Ausdehnungsfähigkeit, um zuzulassen, dass es sich bei der Formgebung und Vulkanisation des Rohunterbaus des Reifens mit dem umgebenden Kautschuk ausdehnen kann, ist besonders bevorzugt. - Für ein derartiges Filmmaterial ist beispielsweise ein Material besonders bevorzugt, bei dem durch eine Last von 400 g pro einer Breite von 8 mm des Films eine Dehnung von 20% oder mehr erzeugt wird.
- Als das Material für das sackförmige Element
13 ist Polyfluorethylenharz, wie etwa TEFLON (eine Marke von DuPont) bevorzugt, und die erforderliche Dehnbarkeit kann erhalten werden, indem die Dicke des Materials auf 0,05 mm bis 0,15 mm, z.B. 0,1 mm festgelegt wird. Zusätzlich zu dem Polyfluorethylenharz kann auch ein Nylonfilm verwendet werden. Der Nylonfilm, der beispielsweise hauptsächlich aus Nylon 6 gefertigt ist (unter einem Handelsnamen "Rayfan NO" und von Toray Synthetic Film Co. Ltd. hergestellt), ist besonders bevorzugt. Die physikalischen Eigenschaften eines derartigen Nylonfilms sind in Tabelle 1 gezeigt. Tabelle 1 - Als Ergebnis von verschiedenen durch die Erfinder ausgeführten Experimenten ist gezeigt worden, dass das sackförmige Element
13 die erforderliche Kautschukformtrenneigenschaft und eine zufrieden stellende Dehn barkeit aufweist, selbst wenn die Dicke des Elements13 beispielsweise ungefähr 25 μ beträgt, mit der ein derartiger Nylonfilm für das Element13 verwendet wird. Zusätzlich zu dem Nylonfilm bei dem obigen Beispiel kann beispielsweise ein üblicher Polyethylenfilm angewandt werden. - Als die obige Abdichtung
6 kann beispielsweise ein viskoses Material mit einem Viskositätskoeffizienten von 2,0 bis 10,0 mPa (Temperatur: 20°C) zufrieden stellend verwendet werden, das bei Raumtemperatur (20°C) in einem flüssigen Zustand ist. Darüber hinaus können verschiedene, flüssige Durchstichabdichtungsmittel verwendet werden, die in einen Nageldurchstich oder dergleichen bei einer Temperatur im Bereich von –20°C bis 60°C eintreten und diesen abdichten und eine Leckage des Reifeninnendrucks verzögern. Bei diesem Beispiel wird eine Mischung aus Butylkautschuk und Polybuten als das Abdichtungsmittel6 verwendet, und das Mischungsverhältnis beträgt, bezogen auf das Gewicht, beispielsweise bevorzugt 40 bis 60 : 60 bis 40. - Als Nächstes wird ein Beispiel des Verfahrens zum Herstellen des Reifens
1 beschrieben. - Das Verfahren zum Herstellen eines Reifens der vorliegenden Ausführungsform umfasst einen Innerlinerkautschuk-Aufbauschritt, einen Abdichtungsschicht-Bildungsschritt, einen Karkasslagen-Aufbauschritt, einen Rohunterbaukörper-Bildungsschritt und einen Vulkanisierschritt.
- Bei dem Innerlinerkautschuk-Verbindungsschritt wird, wie er in
4 schematisch gezeigt ist, der Innerlinerkautschuk12 , der auf eine vorbestimmte Breite und eine vorbestimmte Länge geschnitten worden ist, auf einer zylindrischen Formgebungstrommel20 aufgebaut. Dann wird bei dem Abdichtungsschicht-Bildungsschritt, wie er in4 schematisch gezeigt ist, die Abdichtungseinheit7 , die gebildet wird, indem das Abdichtungsmittel6 zum Verhindern des Ausblasens im Voraus in dem sackförmigen Element13 eingeschlossen wird, um eine Außenseite des Innerlinerkautschuks12 in einer Fläche, die dem Laufstreifenabschnitt2 entspricht, gewickelt, um die Abdichtungsschicht zu bilden, die sich in einer Umfangsrichtung des Reifens erstreckt. - Somit kann bei dem Verfahren zum Herstellen des Reifens gemäß der Erfindung der herkömmliche Schritt des Aufbringens des Formtrennmittels und des Abdichtungsmittels nacheinander auf den Innerlinerkautschuk durch den äußerst einfachen Arbeitsgang, die Abdichtungseinheit
7 , die eine konstante Breite und Dicke aufweist, an einer vorbestimmten Stelle mit dem Innerlinerkautschuk12 zu verbinden, ersetzt werden. Infolgedessen ist der Arbeitsgang wesentlich vereinfacht, und die Produktivität kann verbessert werden. Gleichzeitig wird die Abdichtungseinheit7 derart gewickelt, dass ein Überlappungsabschnitt gebildet ist, bei dem ein Wicklungsanfangsende und ein Wicklungsabschlussende sich in einer radialen Richtung überlappen. - In dem Karkasslagen-Aufbauschritt, wie er in
5 schematisch gezeigt ist, wird die Karkasslage8a mit der Außenseite der Abdichtungseinheit7 verbunden, indem die Karkasslage8a um die Abdichtungseinheit7 gewickelt wird. In dem Rohunterbaukörper-Bildungsschritt, wie er in6 schematisch gezeigt ist, wird weiteres Reifenhauptkörper-Baumaterial, das Wulstkerne5 ,5 , z.B. eine Breakerlage9a , einen Laufstreifenkautschuk2g , Seitenwandkautschuk3g , Wulstkernreiterkautschuke11 und derglei chen umfasst, hinzugefügt, und dieses wird zu einer Torusform ausgedehnt, um den Rohunterbaukörper15 zu bilden. Entgegengesetzte Enden der Karkasslage8a werden beispielsweise vor dem Ausdehnen zu der Torusform zurückgeschlagen. - Bei dem Vulkanisierschritt wird der Rohunterbaukörper
15 in eine Vulkanisierform eingesetzt, um eine Vulkanisation mit einer vorbestimmten Temperatur und einem vorbestimmten Druck auszuführen, wodurch der Luftreifen1 erhalten wird, wie er in1 gezeigt ist. Das sackförmige Element der Abdichtungseinheit7 kann in der Umfangsrichtung des Reifens mit einer ausdehnenden Verformung in dem Rohunterbaukörper-Bildungsschritt und dem Vulkanisierschritt gelängt werden. - Wie es oben beschrieben ist, kann der Luftreifen
1 erhalten werden, bei dem die Effizienz der Arbeitsweise bei der Produktion des Reifens ausgezeichnet ist, die Abdichtungsschicht genau und stabil gebildet werden kann, Schwankungen des Volumens der Abdichtungsschicht vermieden werden können und die Dicke der Schicht des Abdichtungsmittels6 gleichmäßig ist, da die Abdichtungseinheit7 , die eine gleichmäßige Breite und Dicke aufweist, gemäß dem Verfahren zur Herstellung des Luftreifens der vorliegenden Erfindung mit dem Innerlinerkautschuk verbunden wird, anstatt dass das Formtrennmittel oder das Abdichtungsmittel aufgebracht wird. - Wie es oben beschrieben ist, ist erfindungsgemäß in dem Luftreifen, bei dem das Abdichtungsmittel zum Verhindern des Ausblasens, das durch eine Abdichtungsgummibahn eingeschlossen ist, derart angeordnet ist, dass es sich in einer Umfangsrichtung in dem Laufstreifenabschnitt er streckt, die Abdichtungseinheit, die gebildet ist, indem das Abdichtungsmittel zum Verhindern des Ausblasens im Voraus in dem sackförmigen Element eingeschlossen wird, vor der Vulkanisation derart angeordnet, dass sie sich in der Umfangsrichtung des Reifens in dem Laufstreifenabschnitt erstreckt. Es ist daher unnötig, bei irgendeinem Reifenproduktionsschritt das Abdichtungsmittel auf den Innerlinerkautschuk aufzubringen, und es möglich, die gleichmäßige Abdichtungsschicht unter Verwendung der Abdichtungseinheit genau und leicht zu bilden. Da der Einspritzschritt zum Einspritzen des Abdichtungsmittels und der Verschlussschritt zum Verschließen des Einspritzloches zum Einspritzen des Abdichtungsmittels nach der Reifenvulkanisation unnötig sind, kann das Herstellungsverfahren wesentlich vereinfacht werden.
- Gemäß dem Verfahren zum Herstellen des Luftreifens der Erfindung kann die Abdichtungssicht durch einen einfachen Arbeitsgang gebildet werden, bei dem die Abdichtungseinheit, die im Voraus mit gleichmäßiger Breite und Dicke gebildet wird, mit dem Innerlinerkautschuk verbunden wird, anstelle dass das Formtrennmittel oder das Abdichtungsmittel aufgebracht werden. Daher ist die Effizienz des Arbeitsganges ausgezeichnet, und die Breite der Abdichtungsschicht und dergleichen können mit hoher Genauigkeit gesteuert werden. Infolgedessen können Schwankungen des Volumens des Abdichtungsmittels vermieden werden, und der Luftreifen, bei dem die Dicke der Schicht des Abdichtungsmittels gleichmäßig ist, kann leicht und effizient produziert werden.
- BEISPIEL
- Zu Versuchszwecken wurde ein Reifen für ein Motorrad mit einer Reifengröße von 3,00 – 10 gemäß dem obigen Herstellungsverfahren unter Verwendung einer Abdichtungseinheit, die in Tabelle 2 gezeigt ist, hergestellt, um einen zufrieden stellenden Luftreifen zu erhalten, der in
1 gezeigt ist. Dann wurde der Luftreifen auf eine Felge aufgezogen und aufgepumpt. Ein Nagel mit einem Durchmesser von 3 mm wurde in den Reifen von der Außenflächenseite des Laufstreifenabschnittes gesteckt und herausgezogen. Nachdem der Innendruck nach einer Fahrt von ungefähr 200 km gemessen wurde, blieben ungefähr 85% oder mehr des Innendrucks vor dem Einstecken des Nagels erhalten, und es trat beinahe keine Verringerung des Innendrucks auf. Tabelle 2 Spezifikation der Abdichtungseinheit
Claims (2)
- Luftreifen (
1 ) mit einer Torusform, in welchem Wulstabschnitte (4 ) mit Seitenwandabschnitten (3 ) verbunden sind, die sich von entgegengesetzten Enden eines Laufstreifenabschnitts (2 ) radial nach innen erstrecken, und ein Abdichtungsmittel (6 ) zum Verhindern eines Ausblasens derart angeordnet ist, dass es sich in einer Umfangsrichtung in dem Laufstreifenabschnitt erstreckt, wobei das Abdichtungsmittel sich in einer Abdichtungseinheit (7 ) befindet, die durch vorhergehendes Abdichten des Abdichtungsmittels zum Verhindern des Ausblasens in einem sackförmigen Element (13 ) gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdichtungseinheit (7 ) vor der Vulkanisation zwischen einer Karkasslage (8 ) und einem Innerlinerkautschuk (12 ) derart angeordnet ist, dass sie sich in dem Laufstreifenabschnitt (2 ) in der Umfangsrichtung des Reifens erstreckt. - Verfahren zum Herstellen eines Luftreifens (
1 ) mit einer Torusform, in welchem Wulstabschnitte (4 ) mit Seitenwandabschnitten (3 ) verbunden sind, die sich von entgegengesetzten Enden eines Laufstreifenabschnitts (2 ) radial nach innen erstrecken, und ein Abdichtungsmittel (6 ) zum Verhindern eines Ausblasens derart angeordnet wird, dass es sich in dem Laufstreifenabschnitt (2 ) in einer Umfangsrichtung erstreckt, wobei das Verfahren umfasst: Abdichten des Abdichtungsmittels (6 ) zum Verhindern eines Ausblasens in einem sackförmigen Element (13 ), um eine Abdichtungseinheit (7 ) zu bilden, Aufbauen eines Innerlinerkautschuks (12 ) auf eine Formungstrommel (20 ), Bilden eines Rohunterbaukörpers durch Hinzufügen weiterer Materialien des Reifenhauptkörperaufbaus, die Wulstkerne (5 ) umfassen, und Vulkanisieren, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdichtungseinheit (7 ) nach dem Innerlineraufbau und vor dem Rohunterbaukörperaufbau derart in den Reifen eingebaut wird, dass die Abdichtungseinheit (7 ) sich zwischen dem Innerlinerkautschuk (12 ) und der Karkasslage (8 ) befindet.
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