WIE REIFEN HERGESTELLT WERDEN

Die beiden Hauptbestandteile einer Gummimischung sind der Kautschuk selbst und der Füllstoff, die so miteinander kombiniert werden, dass unterschiedliche Ziele erreicht werden. Je nach Verwendungszweck des Reifens kann das Ziel darin bestehen, die Leistung zu optimieren, die Traktion sowohl auf nasser als auch auf trockener Fahrbahn zu maximieren oder einen höheren Rollwiderstand zu erreichen. Das gewünschte Ziel kann durch die sorgfältige Auswahl eines oder mehrerer Kautschuktypen sowie der Art und Menge des Füllstoffs, der mit dem Kautschuk gemischt werden soll, erreicht werden.

Im Allgemeinen werden vier Hauptkautschuke verwendet: Naturkautschuk, Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR), Polybutadien-Kautschuk (BR) und Butylkautschuk (zusammen mit halogeniertem Butylkautschuk). Die ersten drei werden in erster Linie als Laufflächen- und Reifenflankenmischungen verwendet, während Butylkautschuk und halogenierter Butylkautschuk in erster Linie für den Innerliner oder den inneren Teil, der die Druckluft im Reifen hält, verwendet werden.

Die beliebtesten Füllstoffe sind Ruß und Silica, von denen es jeweils mehrere Arten gibt. Die Auswahl hängt von den Leistungsanforderungen ab, da diese für Lauffläche, Reifenflanke und Kernreiter unterschiedlich sind. Andere Wirkstoffe kommen ebenfalls ins Spiel, um die Verarbeitung des Reifens zu unterstützen oder als Antioxidantien, Antiozonantien und Anti-Aging-Mittel zu wirken. Darüber hinaus wird das „Vulkanisationspaket“ – eine Kombination aus Vulkanisationsmitteln und Beschleunigern – verwendet, um den Reifen zu formen und ihm seine Elastizität zu verleihen.

MISCHVORGANG FÜR GUMMIMISCHUNGEN

Ist die Mischung einmal festgelegt, besteht die nächste Herausforderung darin, wie alles zusammengemischt werden kann. Der Mischvorgang ist in der Regel ein Chargenbetrieb, wobei jede Charge mehr als 200 Kilogramm Gummimischung in weniger als drei bis fünf Minuten produziert. Der Mischer ist ein hochentwickeltes, schweres Gerät mit einer Mischkammer, in der sich Rotoren befinden. Seine Hauptfunktion besteht darin, den Gummiballen, Füllstoffe und Chemikalien aufzubrechen und sie mit anderen Wirkstoffen zu vermischen.

Die Reihenfolge, in der die Wirkstoffe hinzugefügt werden, ist entscheidend, ebenso wie die Mischtemperatur, die auf bis zu 160 – 170 Grad Celsius ansteigen kann. Ist die Temperatur zu hoch, kann die Mischung beschädigt werden. Daher erfolgt der Mischvorgang in der Regel in zwei Stufen. Das Vulkanisationspaket wird normalerweise in der letzten Phase des Mischvorgangs zugegeben, und die Temperatur der Endmischung darf 100 – 110 Grad Celsius nicht überschreiten, da es sonst zu Verbrennungen kommen kann.

Sobald der Mischvorgang abgeschlossen ist, wird die Charge aus dem Mischer gekippt und durch eine Reihe von Maschinen geschickt, um sie zu einem durchgehenden Blatt, dem so genannten „Streifen“, zu formen. Der Streifen wird dann in andere Bereiche zur Vorbereitung der Wulstdrahtmontage, zur Kalandrierung von Innerlinern, zur Kalandrierung von Stahl- und/oder Gewebegürteln/Lagencord, zur Reifenseitenwand- und Reifenlaufflächenextrusion übertragen.

Da Reifen schwere Lasten tragen müssen, werden bei der Konstruktion Stahl- und Gewebecorde verwendet, um die Gummimischung zu verstärken und für Festigkeit zu sorgen. Zu den für die Reifenanwendung geeigneten Materialien gehören Baumwolle, Rayon, Polyester, Stahl, Glasfaser und Aramid.

GEWEBECORD 

Die Qualität von Gewebecord basiert auf seiner Festigkeit, Dehnung, Schrumpfung und Elastizität. Das verwendete Garn wird zuerst gezwirnt, dann werden zwei oder mehr Spulen Garn zu einem Cord gezwirnt. Bevor der Cord an das Reifenwerk geliefert wird, behandelt der Hersteller den Cord vor und trägt einen Klebstoff auf, um eine gute Verbindung mit dem Gummi zu fördern. Die Kontrolle von Temperatur, Feuchtigkeitsgehalt und Spannung ist entscheidend, bevor die Gewebecorde mit Gummimischung kalandriert werden. Aus diesem Grund wird das Gewebecord nach seiner Ankunft in der Fabrik in einem Raum mit Temperatur- und Feuchtigkeitsregelung aufbewahrt.

STAHLCORD  

Die Qualität von Stahlcord basiert auf Zugfestigkeit, Dehnung und Steifigkeit. Er wird aus Stahlstäben mit hohem Kohlenstoffgehalt hergestellt; und obwohl die verwendeten Stahldrähte unterschiedliche Konfigurationen haben, handelt es sich bei allen um messingbeschichtete Drähte, die zu Cord verseilt sind. Wenn der Draht in einem mehrlagigen Reifen und nicht in einem Gürtelreifen verwendet wird, ist das Ermüdungsverhalten wichtig. Bei der Verwendung in Gürtelreifen steht die Steifigkeit im Vordergrund. Da der Stahldraht messingbeschichtet ist, sind die Lagerbedingungen wichtig, um die Hafteigenschaften des Stahldrahts mit dem Gummi zu erhalten. Daher werden die Stahldrähte auch in einem temperatur- und feuchtigkeitskontrollierten Raum aufbewahrt, sobald sie in der Fabrik ankommen.

Um Gewebe- oder Stahlgurte herzustellen, muss der Gewebe- oder Stahlcord einen Kalanderprozess durchlaufen – ein Vorgang, bei dem die Gummimischung auf und in Corde gepresst wird. Da die Verbindung von Gewebe mit Gummi oder Stahl mit Gummi für die Leistung entscheidend ist, ist der Kalanderprozess ein wichtiger Schritt.

Bei dem Kalander handelt es sich um eine Hochleistungsmaschine, die mit drei oder mehr verchromten Stahlwalzen ausgestattet ist. Diese drehen sich in entgegengesetzten Richtungen. Die Walzentemperatur wird über Dampf und Wasser reguliert. Bei diesem Verfahren wird die Gummimischung auf die Corde aufgetragen.

Zunächst wird eine voreingestellte Anzahl von Gewebe- oder Stahlcorden unter richtiger Spannung kontinuierlich durch zwei Stahlwalzen gepresst, und Gummimischung wird in den Öffnungsbereich zwischen den Walzen gegeben. Dann wird die Gummimischung in, auf und an die Ober- und Unterseite der Gewebe- oder Stahlcorde gepresst. Eine Endlosbahn aus Cord/Gummi-Verbundstoff durchläuft mehrere weitere Walzen, um eine gute Durchdringung und Bindung zwischen Gummi und Cord zu gewährleisten. Die Qualität wird durch die Dicke der Platte, den Abstand zwischen den Corden, die Anzahl der Corde und das Eindringen von Gummi den Verbundstreifen gemessen. Der Verbundstreifen wird dann je nach der gewünschten Kontur des Reifens in geeignete Größen, Formen und Winkel geschnitten.

Die Wulstkomponente des Reifens ist eine nicht dehnbare Verbundschlaufe, die die Karkassenlagen verankert und den Reifen auf der Radbaugruppe arretiert, so dass er nicht verrutscht oder die Felge zum Schaukeln bringt. Die Reifenwulstkomponente umfasst die Stahldrahtschlaufe, den Kernreiter oder den Wulstfüller; den Wulstschutz, der die Drahtwulstkomponenten schützt; die Wulstverstärkung, die die untere Reifenflanke schützt; und die Wulstfahne, die hilft, den Wulst an Ort und Stelle zu halten. Die Wulstdrahtschlaufe besteht aus einem durchgehenden Stahldraht, der mit Gummi überzogen und mit mehreren Endlosschlaufen umwickelt ist. Der Wulstfüller besteht aus einer sehr harten Gummimischung, die so extrudiert wird, dass sie einen Keil bildet. Die Wulstdrahtschlaufe und der Wulstfüller werden auf einer hochentwickelten Maschine montiert.

Die Präzision des Wulstumfangs ist entscheidend. Wenn er zu klein ist, kann die Montage des Reifens ein Problem darstellen; ist er jedoch zu locker, kann sich der Reifen unter Belastung und in Kurven zu leicht von der Felge lösen. Nach Prüfung des Umfangs ist die Wulstkomponente bereit für den Reifenaufbau. 

Die Reifenlauffläche oder der Teil des Reifens, der mit der Fahrbahn in Kontakt gerät, besteht aus der Lauffläche selbst, der Laufflächenschulter und der Laufflächenbasis. Da bei der Bildung dieses komplexen Laufflächenprofils mindestens drei verschiedene Gummimischungen verwendet werden, besteht das Extrudersystem aus drei verschiedenen Extrudern, die sich einen Extruderkopf teilen. Drei Gummimischungen werden gleichzeitig aus verschiedenen Extrudern extrudiert und dann in einem gemeinsamen Extruderkopf zusammengeführt. Der nächste Schritt ist eine Matrizenplatte, wo die Form und die Abmessungen geformt werden, und dann durch eine lange Kühlstraße – mit einer Länge von 30 bis 60 Metern – zur weiteren Kontrolle und Stabilisierung der Abmessungen. Am Ende der Linie wird die Lauffläche entsprechend einer bestimmten Länge und einem bestimmten Gewicht für den zu bauenden Reifen zugeschnitten.

LAUFFLÄCHE UND REIFENFLANKE (topic)

Reifenkomponenten wie Lauffläche, Reifenflanke und Kernreiter werden hergestellt, indem unvulkanisierte Gummimischung durch einen Extruder gepresst wird, um die Laufflächen- oder die Reifenflankenprofile des Reifens zu formen. Die Extrusion ist einer der wichtigsten Arbeitsgänge im Reifenherstellungsprozess, da hier die meisten Gummimischungen aus dem Mischvorgang verarbeitet werden und dann verschiedene Komponenten für den endgültigen Reifenaufbau vorbereitet werden.

Der Extruder in einem Reifenherstellungsprozess ist ein Schraubensystem, das hauptsächlich aus einem Extruderzylinder und einem Extruderkopf besteht. Zunächst wird die Gummimischung in den Extruderzylinder eingeführt, wo sie einen Heiz-, Misch- und Druckprozess durchläuft. Anschließend fließt die Gummimischung zum Extruderkopf, wo sie unter Druck geformt wird. Der moderne Kaltfütterungsextruder ist computergesteuert und sorgt somit für Genauigkeit.

REIFENFLANKE

Die Reifenflanke wird auf ähnliche Weise extrudiert wie die Laufflächenkomponente des Reifens; ihre Struktur und die verwendete Mischung unterscheiden sich jedoch deutlich von der Lauffläche. Manchmal kann das Extrusionsverfahren der Reifenflanke komplizierter sein und vier Extruder benötigen, z. B. beim Bau eines Reifens mit weißen Reifenflanken oder mit weißer Beschriftung auf den Reifenflanken.

INNERLINER

Der Innerliner ist genau das, wonach es sich anhört – die innerste Schicht des Reifens. Seine Hauptfunktionen bestehen darin, die Druckluft im Inneren des Reifens zu halten und den Reifendruck zu wahren. Aufgrund seiner geringen Luftdurchlässigkeit wird Butylkautschuk – oder die halogenierte Butylkautschukmischung – hauptsächlich als Gummimischung verwendet. Da es sich um eine dünne Schicht handelt, wird diese ebenfalls mit dem Kalander hergestellt. Die Kontrolle des Messgerätes und eine fehlerfreie Oberflächenbeschaffenheit sind entscheidend für die Aufrechterhaltung des Luftdrucks. Das Kalandrieren von Innerlinern ist ebenfalls ein kontinuierlicher Vorgang. Die richtige Länge des Innerliner-Streifens wird vorgestanzt, um für den Reifenaufbau bereit zu sein.

Schließlich ist der Reifen bereit, von einer hochgradig robotisierten Maschine gebaut zu werden, die Qualität und Effizienz gewährleistet. Alle Komponenten – Wulstbaugruppen, kalandrierte Lagen, Gürtel und Innerliner, Laufflächen- und Reifenflankenabschnitte – werden montiert und der Bauprozess beginnt.

Ein typischer Radialreifen wird in einem zweistufigen Verfahren auf einer flachen Trommel aufgebaut. In der ersten Stufe wird der Innerliner um eine Trommel gewickelt. Darauf wird dann die erste Karkassenlage, gefolgt von der zweiten Karkassenlage, gewickelt. Die Wulstbaugruppen werden dann positioniert, und eine auf der Trommel befindliche Blase wird aufgeblasen und von beiden Enden der Trommel nach innen geschoben, wodurch die Karkassenlagen gezwungen werden, sich nach oben zu drehen, um die Wulstbaugruppen abzudecken. Anschließend werden die Reifenflankenabschnitte beidseitig angepresst.

In der zweiten Stufe des Reifenaufbauprozesses wird eine weitere Maschine verwendet, um die Gürtel, die Nylonkappe und die Lauffläche auf die erste Stufe aufzubringen. Zu diesem Zeitpunkt muss der Reifen noch vulkanisiert werden, da er kein Laufflächenprofil aufweist. 

In diesem letzten Schritt erfolgt die Aushärtung durch eine Reihe von chemischen Reaktionen. Außerdem werden die Reifenflanken und die Lauffläche geformt. Das Reifenvulkanisieren ist ein chargenweiser Vorgang bei hohen Temperaturen und hohem Druck, bei dem der unvulkanisierte Reifen bei einer bestimmten Temperatur in eine Gießform gelegt wird. Nachdem die Gießform geschlossen ist, fließt die Gummimischung ein, um die Form zu bilden und die Laufflächendetails und die Seitenwand zu formen. Die Gießform kann erst geöffnet werden, wenn die Aushärtungsreaktion abgeschlossen ist.

Die Reifenprüfung ist der letzte Schritt im Reifenherstellungsprozess – ein wichtiger Schritt zur Gewährleistung der Qualität in Bezug auf Leistung und Sicherheit. Die Reifenprüfung beinhaltet:

Beschneiden von Gussgrat und Mikro-Entlüftungen
Sichtprüfung auf Aussehen und zur Erkennung offensichtlicher Mängel
Röntgenuntersuchung zur Überprüfung der inneren Struktur und zur Erkennung von Mängeln
Prüfung von Reifenbeständigkeit, Gleichförmigkeit und Gewichtsverteilung
Wenn ein Reifen diese strengen Kontrollen bestanden hat, ist es Zeit für eine Spritztour! Unser Reifen ist einsatzbereit.