DE2701040A1

DE2701040A1 - Fahrzeugluftreifen und verfahren zu seiner herstellung

Info

Publication number: DE2701040A1
Application number: DE19772701040
Authority: DE
Inventors: Daniel Shichman
Original assignee: Uniroyal Inc
Current assignee: Uniroyal Inc
Priority date: 1976-01-12
Filing date: 1977-01-12
Publication date: 1977-07-21
Also published as: JPS5286603A; SE7700132L; NL7700281A; CA1061692A; ZA77155B; FR2337621A1; BR7700198A; DK11077A; BE850263A; AU2121977A; LU76553A1; US4120339A; FR2337621B3

Description

UNIROYAL, Inc.
12 30 Avenue of the Americas, New York, New York 10 020 / USA

"Fahrzeugluftreifen und Verfahren zu seiner Herstellung"

Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugluftreifen, bestehend aus einer Karkasse mit wenigstens einer von Wulst zu Wulst reichenden Kordlage, einem Gürtel mit wenigstens einer von Schulterbereich zu Schulterbereich reichenden Gürtellage sowie Laufflächen-, Schulter- und Seitenwandabschnitten und ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Fahrzeugluftreifens.

Insbesondere betrifft die Erfindung einen modifizierten Radialreifen. Unter dem in der vorliegenden Anmeldung verwendeten Begriff "Kordelemente" werden Fäden, Fasern, Garne, Drähte, Kabel, Bänder, Litzen oder dgl. verstanden.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Fahrzeugluftreifen zu schaffen, bei dem die Wulstbereiche bei der Herstellung keiner in Umfangsrichtung verlaufenden Verschiebung unterliegen und die Kordelemente in dem Wulstbereich im wesentlichen frei von jeder Verlagerung in Umfangsrichtung sind, wobei ein Reifen von größerer Präzision und geringeren inneren Spannungen, insbesondere in den Wulstbereichen, geschaffen

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werden soll, dessen Herstellung wesentlich einfacher und mit wesentlich geringerem maschinellem und finanziellem Aufwand möglich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß₃ ausgehend von einem Fahrzeugluftreifen der eingangs näher bezeichneten Art, die kürzeste Verbindungslinie entlang der Karkasse zwisciaen den beiden Endbereichen eines Kordelementes der - oder bei zwei Lagen mit sich kreuzenden Kordelementen jeder - Karkassenlage in einer Ebene liegt, welche mit einer Radialebene des Reifens einen Winkel zwischen etwa O und etwa 5 einschließt, wobei die Endbereiche jeweils gleicheAbstände von dieser Ebene aufweisen, daß die Karkassenkordelemente in ihrem Yerlauf und der jeweils kürzesten Verbindungslinie zwischen den Endberei'Chen abweichen, und daß die Kordelemente der sich kontinuierlich von Schulterbereich zu Schulterbereich erstreckenden Görtellage einen Kordwinkel - gemittelt über Bereiche wesentlicher Ausdehnung beiderseits der Äquatorialebene des Reifens im Bereich zwischen etwa 12° und weniger als 20° gegenüber der Äquatorialebene und - gemittelt über an die Lagenkanten angrenzende Bereiche wesentlicher Ausdehnung - in einem Bereich aufweisen, der größer als der gemittelte Winkelbereich beiderseits der Äquatorialebene ist.

Hierdurch wird ein Reifen erhalten, dessen Wulstbereiche bei der Herstellung keine Umfangsverlagerung erfahren und bei dem die KordeleüBente im Bereich der Wülste keine Umfangsverschiebung aufweisen» Durch die Wahl eines höheren mittleren Kordwinkels

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des Gürtelkordes an den Kantenbreichen im Vergleich mit Bereichen beiderseits der Äquatorialebene erhält man eine hohe Steifigkeit der Lauffläche oder des Kronenbereichs in Umfangsrichtung. Dies gilt insbesondere bei einem Gürtel, dessen Kordelemente mit dem Äquator einen Winkel kleiner als 20 einschließen, wobei die Steifigkeit zunimmt, wenn der Winkel abnimmt. Eine hohe, in Umfangsrichtung verlaufende Steifigkeit im Kronenbereich führt zu einer wesentlich längeren Lebensdauer durch geringere Abnutzung der Lauffläche und durch einen geringeren Leistungsbedarf. Auf der anderen Seite führen niedrige Gürtelkordwinkel zu hoher Gummibeanspruchung in den Kantenbereichen des Gürtels, wodurch die Dauerfestigkeit des Gürtels beeinträchtigt wird. Diesem Nachteil wird wesentlich dadurch abgeholfen, daß man bei dem neuen Reifen einen niedrigen Gürtelkordwinkel

ο
von weniger als 20 im Bereich des Äquators und einen höheren Kordwinkel an den Gürtelkanten vorsieht, so daß sowohl die Abnutzungsfestigkeit der Lauffläche und die Dauerfestigkeit des Reifens verbessert werden.

Wenigstens eine Gürtellage erstreckt sich kontinuierlich über die Karkassenlage von Schulterbereich zu Schulterbereich des Reifens und weist zwei in Umfangsrichtung verlaufende Kanten auf. Die Winkelangaben der Kordelemente sind jeweils über einen nennenswerten Längenbereich gemittelt. Die gemittelten Werte sind in verschiedenen Bereichen des Gürtels unterschiedlich, wobei im wesentlichen ein Bereich nennenswerter Ausdehnung beiderseits des Äquators sowie zwei Bereiche jeweils an den Kanten-

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bereichen des Gürtels vorgesehen sind. Wesentlich ist dabei, daß der gemittelte Winkel an den Kantenbereichen höher ist als der gemittelte Winkel in den Bereichen beiderseits der Äquatorialebene.

Der Reifen umfaßt in üblicher Weise Laufflächen und Seitenwandabschnitte aus elastomerem Material, welche die Karkasse und die Gürtellagen abdecken.

Zum Herstellen des neuen Reifens sieht die Erfindung eine Kombination der folgenden Schritte vor:

Zunächst wird eine Karkasse von annähernd zylindrischer Form mit wenigstens einer Kordlage mit von Wulstbereich zu Wulstbereich etwa parallel zur Zylinderachse orientierten Kordelementen hergestellt. Danach werden die Wulstbereiche der Karkasse eingespannt, und die Karkasse wird auf einen über dem Durchmesser der zylindrischen Karkasse liegenden maximalen Durchmesserwert um ein Ausmaß teilweise expandiert, das 85$ der Differenz zwischen dem beim Expandieren innie Reifenform erreichten Durchmesser und dem Durchmesser der zylindrischen Karkasse nicht übersteigt. Danach wird wenigstens eine Gürtellage und danach ein Laufflächenabschnitt direkt über den maximalen Durchmesser der Karkasse gelegt. Schließlich wird die teilweise expandierte Einheit aus Karkasse, Gürtellage und Laufflächenabschnitt in die die Reifenform enthaltende Presse eingelegt, in die Reifenform voll expandiert und schließlich ausgehärtet.

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Hierbei werden der gesonderte Aufbau und die Übertragung einer Gürtelkarkasse vermieden. Vielmehr wird der Gürtel direkt auf der teilweise expandierten Karkasse aufgebaut.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt eines Fahrzeugluftreifens gemäß der Erfindung,

Fig. 2 im Ausschnitt einen Querschnitt eines abgewandelten Ausführungsbeispiels des neuen Reifens,

Fig. 3 ein Schaubild, welches die Kordlage des Reifens nach Fig. lin den beiden von Wulst zu Wulst reichenden Karkassenschichten zeigt,

Fig. k ein Schaubild, welches die Kordlage des äußeren Gürtels des Reifens nach Fig.l zeigt,

Fig. 5 ein Schaubild der Kordlage des inneren Gürtels des Reifens nach Fig. 1,

Fig. 6 einen Längsschnitt durch eine Vorrichtung zum Ausüben des Verfahrens nach der Erfindung,

Fig. 7 im größeren Maßstabe einen Ausschnitt des Längsschnittes der Vorrichtung nach Fig. 6,

Fig. 8 eine ähnliche Darstellung wie Fig. 6, jedoch in einer anderen Stufe des Verfahrens nach der Erfindung und

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Fig. 9 in der Darstellung wie Fig. 6 die Vorrichtung in einem weiteren Verfahrensschritt.

In Fig. 1 ist ein Fahrzeugluftreifen 10 mit einer Lauffläche, Schulter- und Seitenwandbereichen gezeigt, der eine Karkasse mit zwei Wülsten 11 und 12 aufweist, in denen Wulstdrähte oder -ringe 13 und 1Ί angeordnet sind. Die Karkasse weist wenigstens eine Kordschicht 15, vorzugsweise eine zweite Kordschicht 16 auf, welche sich von Wulst zu Wulst erstreckt. Die Schichten und 16 können beispielsweise Polyesterkordelemente aufweisen.

In Fig. 3 ist schaubildmäßig der Verlauf eines repräsentativen Kordelementes 17 bzw. 18 der ersten und der zweiten Kordschicht wiedergegeben, welche sich von Wulst zu Wulst in einer im wesentlichen radialen Richtung erstrecken, die durch die strichpunktierte Linie dargestellt ist, und zwar unter 90 · Weiterhin sind die Winkel in Abständen von 2,5 cm zu 2,5 cm entlang der Kordelemente 17 und l8 auf der Zeichnung wiedergegeben, wodurch sich über die Länge der Kordelemente im dargestellten Beispiel Zonen 1 bis von wenigstens etwa 2,5 cm Breite ergeben.

Die kürzeste Linie entlang der Karkasse von dem Endbereich eines vorgegebenen Kordelementes jeder Schicht an einem Wulst zu dem Endbereich des betreffenden Kordelementes am anderen Wulst wird jeweils durch die gestrichelten Linien 21 bzw. 22 angegeben. Die Linie 21 liegt in einer ersten Ebene im Bereich von 2-5 Abweichung gegenüber der radialen Ebene des Reifens, und die

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- η-

Linie 22 liegt in einer zweiten Ebene im Bereich von 2 bis 5° Abweichung von der radialen Ebene des Reifens, wobei die zweite Ebene die erste Ebene annähernd im Bereich des Äquators oder der mittleren Umfangsebene X-X des Reifens schneidet. Die Endbereiche der vorgegebenen Kordelemente 17 und 18 liegen im wesentlichen in gleichen Abständen von der radialen Ebene, d.h. innerhalb eines Toleranzbereiches von 3° in gleichen Abständen von der radialen Ebene. Der Abstand des Kordelementes von der radialen Ebene, die durch die strichpunktferte Linie 19 vorgegeben ist, beträgt an beiden Wulstbereichen beispielsweise 3,3¹J⁰ und der Abstand des Kordelementes 18 von der Radialebene an beiden Wülsten etwa 5 ·

Die Karkassenkordelemente 17 und 18 weichen von den kürzesten Linien 21 und 22 entlang der Karkasse zwischen den Endbereichen der Kordelemente an einem Wulst und den Endbereichen des Kordelementes am anderen Wulst ab. Die maximale Abweichung der Kordelemente von wenigstens einer Schicht, z.B. der inneren Lage 15 von der kürzesten Linie, z.B. der Linie 21 entlang der Karkasse zwischen den Endbereichen der Kordelemente liegen im Bereich von 10° bis 30° im Durchschnitt über einevesentliche Länge, d.h. über eine Länge von etwa 2,5 cm des Kordelementes der zuvor erwähnten Lage. Beispielsweise besitzt das Kordelement 17 eine maximale Abweichung von der Linie 21 im Bereich der Zone 9 von 16,66°, und zwar als Durchschnittswert, gemessen über den Bereich von 2,5 cm Länge.

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- er -

Der Reifen 10 nach Fig. 1 weist wenigstens eine Gürtelschicht 25 auf, deren Kordelemente sich von dem Schulterbereich 23 zum Schulterbereich 2¹I kontinuierlich über die Karkassenschichten erstrecken. Die Gürtellage 25 weist zwei in Umfangsrichtung verlaufende Kanten auf und besitzt einen Kordwinkel, gemittelt über einen Bereich, der sich über einen wesentlichen Abstand beiderseits der Äquatorlinie X-X des Reifens erstreckt im Bereich von 12 bis weniger als 20 , und besitzt einen Kordwinkel, gemittelt über einen wesentlichen Abstand im Bereich der Kanten der Gürtellage, der höher ist als der durchschnittliche Gürtelkordwinkel auf jeder Seite des Äquators. Der Reifen nach Fig. 1 weist außerdem eine innere Gürtellage 26 auf. Die Gürtellagen 25 und 26 können beispielsweise Glaskordelemente aufweisen.

Fig. 4 zeigt den Kordverlauf eines Ausschnittes oder Musters für repräsentative Kordelemente in einem Abschnitt der Gürtellage 25. Hierbei sind die durchschnittlichen Kordwinkel, gemittelt jeweils über eine Zone von etwa 2,5 cm, dargestellt. Es ergeben sich Zonen 7 bis 12, wobei die Zonenangaben mit den Zonenangaben der Fig. 3 übereinstimmen. Der durchschnittliche Winkel für jede Zone wurde dadurch erhalten, daß man den Eintrittswinkel, den Austrittswinkel und den mittleren Winkel jedes Kordelementes in dem gezeigten Lagenausschnitt mißt und alle die auf oder innerhalb der Grenzen der Zone auftretenden Werte mittelt. Die Gürtellage 25 weist einen Kordwinkel

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- sr-

auf, der über einen Bereich, der sich über eine wesentliche Länge erstreckt, gemittelt ist, beispielsweise über einen Bereich von etwa 2,5 cm beiderseits der Äquatorlinie X-X, wobei der Winkel im Bereich von 12° bis weniger als 20 , beispielsweise bei 15,67° bzw. bei 16° in bezug auf den Äquator X-X liegt. Die durchschnittlichen Gürtelkordwinkel an den Umfangskanten des Gürtels liegen im Bereich von 16 bis 32 in bezug auf den Äquator X-X. Der durchschnittliche Gürtelkordwinkel der Gürtellage 25 in den Zonen 7 und 12 liegt bei 22,86° bzw. bei 25,75°.

Fig. 5 zeigt den Verlauf typischer Kordelemente eines Ausschnittes der inneren Gürtellage 26. Hierbei sind die Kordwinkel von ausgewählten Punkten sowie die durchschnittlichen Kordwinkel in den Zonen 7 bis 12 angedeutet. Die Gürtellage 26 ist beispielsweise um etwa 6 mm schmaler im Bereich der Zone 7 und um etwa 6 mm schmaler in der Zone 12 als die Gürtellage 25·

Aufgrund der Krümmung der Kordelemente, z.B. des Kordelementes der inneren Karkassenlage 15, ist die Karkassenschicht 17 "fester", d.h. steht unter größerer extensiver Spannung während der Aushärtung, und zwar sowohl unter den Gürtellagen in den Zonen 7 bis 12 als auch in den Seitenwandzonen 1 bis 6 und 13 bis 18, verglichen mit der Karkassenlage 25.

In einigen Konstruktionen kann für die innere Auskleidung 30 in Fig. 1 die Tendenz bestehen, daß sie sich in die Karkassenlage

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15 verformt. Urn diese Verformung auf ein Minimum zu begrenzen, kann jeweils ein Gummistreifen 32,33 mit einer Breite von beispielsweise 10 cm bevorzugt im Bereich der Schultern angeordnet werden. Diese Streifen sind so zusammengesetzt, daß sie bezüglich der Haftung mit der Karkasse verträglich sind.

Der Reifen umfaßt außerdem einen Laufflächenabschnitt und Seitenwandabschnitte aus elastomerem Material, die aus natürlichem oder synthetischem Gummi oder einer Kombination aus beiden Materialien bestehen und die Karkassenlagen und Gürtellagen überdecken.

Die Komponenten des Reifens besitzen vorteilhafterweise die in Tabelle 1 angeführten Eigenschaften und Merkmale.

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	Auskleidung	11.03	Shore A-Härte	46	- 11 - Tabelle 1	Karkassen	Gürtel	Lauffläche	Seitenwände
	30	44.12		Streifen	lagen 15,16	lagen 25,26
	33.09	32,33	29-97	26.53	0	27.54
% Natürlicher Elastomer	8-10	26.53	29.98	26.53	45.O9	27.55
% Synthetischer Elastomer	40	26.53	23.98	26.53	31.57	27.55
% Füllmaterial	30	26.53	8-10	10-12	14-20	8-10
MS bei 132⁰C, Dreipunkt- Anstiegzeit (in Minuten) (Mooney scorch)	1100	10-12	45	35	65	45-50
ML 1+4 bei 100⁰C (Mooney-Viskosität)	550	35	30	30	30	30
Aushärtedauer in Minuten bei 3,16 kg/cnr Dampf druck	500	30	2000	2600	2500	2500 ^
Zugfestigkeit bei Raum- ₂ temperatur(in 0,07 kg/cm )	Zugfestigkeit (0,18 kg Zugspannung 153	2600	425	500	550	600
Längung bei Raumtem peratur (in %)	cm Dicke)	500	1200-1400	I6OO-I8OO	1200	1000
300? Modul der_pElastifcität (in 0,07 kg/cm )	1600	29O	300	2 80	290
	300
	55-58	62	55-60	50
60

Streifenhaftung

bei 121°C (in kg/cm)

35-50

50-65

Unter Bezugnahme auf Fig. 2 wird ein Reifen beschrieben, der in Übereinstimmung mit der Erfindung ausgebildet und im wesentlichen ähnlich zu dem Reifen nach Fig. 1 ist, jedoch umfaßt dieser noch eine Hüllage 36« Der Reifen kann beispielsweise zwei Gürtellagen aus gummiüberzogenem Glaskord und eine Hüllgürtellage aus mit Gummi überzogenen Nylonkordelementen aufweisen.

In den Fig. 6 und 7 ist eine Vorrichtung dargestellt, die zum Herstellen eines Reifens nach Fig. 1 mit Vorteil verwendet werden kann.

Die Vorrichtung nach Fig. 6 umfaßt eine Aufbautrommel 112 mit zwei koaxial angeordneten zylindrischen Endplatten 116. Eine flexible, aufblasbare, zylindrische Membran 118, die nachfolgend noch beschrieben wird, ist mit ihren Enden an den Endplatten befestigt. Zwei koaxiale,ringförmige,elastomere an dem Wulst angreifende Ringe 120 sind in Fig. 6 in einer zurückgezogenen Stellung gezeigt und weisen zwei in Urafangsrichtung verlaufende Kanäle 122 auf, die je durch Seitenglieder 12¹I und 126 und einen Bodenabschnitt 128 begrenzt sind. Die Seitenglieder 124 und 126 besitzen jeweils Haltedruckdichtlippen 130 und 132, die an den Schultern 13^ der Wulstgreifringe 120 angreifen und das Ausmaß der nach außen gerichteten Bahn in der expandierten Stellung kontrollieren, wie dies Fig. 7 zeigt. Auf diese Weise liefert der Angriff der Abdichtlippen 130 und 132 an den Schultern 13¹* eine verbesserte Zentrierung der Reifenwülste in bezug auf die Achse der Trommel 12. Der Bodenabschnitt 128 je-

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- w-

122 ,if.

des Kanals /weist einen Lufteinlaßkanal I36 zur Zuführung von

Luft unter hohem Druck in die Ausnehmung oder Kammer 138 auf, die durch die innere Begrenzungsfläche 140 des Ringes 120 (s.Fig.7) und den Bodenabschnitt 128 sowie die Seitenglieder und 126 des Kanals 122 begrenzt wird.

Wie aus den Fig. 6, 7 und 8 hervorgeht, sind zv/ei Wulstbereiche 11 und 12 einer noch nicht ausgehärteten Reifenkarkasse in einer Stellung gehalten, und zwar mit Hilfe eines durchgehend in Umfangsrichtung verlaufenden Schlitzes, der durch die in Uiafangsrichtung verlaufende Fläche 172 und Schultern 172a und l?2b begrenzt wird, die jeweils an den expandierten Ringen 120 angrenzen. Die Ringe 120 werden in die expandierte Stellung in den Kanälen 122 durch Zuführung von Kochdruckluft in die Ausnehmungen 138 überführt. Ein Entweichen der Luft aus den Ausnehmungen 138 wird durch zwei Druckabdichtungslappen 162 verhindert, die sich von unterhalb der Schultern 134 jedes Ringes 120 nach innen erstrecken und welche eine zunehmende Druckluftabdichtung gewährleisten, wenn der Druck der Luft in der Ausnehmung 138 zunimmt. Außerdem erhält man eine Abstützung in bezug auf die Abdichtungslippen 130 und 132.

Wie aus Fig. 7 hervorgeht, ist der Wulstgreifring 120 in äußere und innere Segmente unterteilt. Die äußeren Segmente sind mit 120a bezeichnet, und die inneren Segmente, welche die Druckabdichtungslappen 162 aufweisen, sind mit 120b bezeichnet ,so daß derP.ing 120 ein äußeres Segment 120a und ein inneres Segment 120b aufweist.

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- nr-

Die äußeren mit dem Buchstaben "b" gekennzeichneten Segmente bestehen aus einem härteren Gummi, der in Kontakt mit dem Reifen steht, wobei die Härte eine Ablesung auf der Shore A-Härteskala zwischen etwa 75 und 80 aufweist. Die inneren Segmente "b" bestehen aus einem weicheren Gummi, um eine Abdichtung gegenüber den Seitengliedern 12^ und 126 zu gewährleisten. Die entsprechende Ablesung sollte etwa zwischen 60 und 65 Shore A liegen. Bevorzugte Gummi für die "a" und die "b" Segmente können folgende Zusammensetzung besitzen:

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• ίΟ- Tabelle 2	Material	"a'^L Segment	Neopren GRT	"b"-Segment	Neopren GRT	Gewichtsanteile
Neopren FB	Kohlenschwarζ
Kohlenschwarz	Neozon A (N-Phenyl-alpha- naphthylamin)	87,5
Neozon A	Magnesiumoxid	12,5
Stearinsäure	Aromatisches Harz	60
Magnesiumoxid	Aromatisches Kohlen-Wasserstofföl	2
2,2'-Benzothiazyldisulfid	Zinkoxid	0,5
Polymel Nr. 7		7
Zinkoxid	0,5
8
2,5

100
50
1
5
5,3
20
k

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- ye -

Neopren GRT istiei η Polymer aus 2-Chlorobutadien-l,3, hergestellt durch die Firma duPont.

Neopren FB ist ein Polymer von niedrigem Molekulargewicht aus 2-Chlorobutadien-l,3» hergestellt von duPont und hat die Funktion eines Plastifizierungsmittels.

Neozon A ist ein N-Phenyl-alpha-napthylamin, hergestellt von duPont und hat die Funktion eines Antioxidierungsmittels.

Polymel Nr. 7 ist ein Polyäthylen von niedrigem Molekulargewicht und einem spezifischen Gewicht von 0,93» hergestellt von der Firma Polymel Corporation. Es hat die Funktion,in der Masse eine verbesserte Lösung von der Form nach dem Aushärten zu gewährleisten.

Das aromatische Kohlenwasserstofföl, das in dem "b"-Segment verwendet wird,ist "Sundex 790", hergestellt durch die Firma Sun Oil Company, welches ein spezifisches Gewicht von 0,09806, einen Flammpunkt von 22M°C und einen Anilinpunkt von 46°C hat.

Das aromatische Harz ist Picco AP25~Harz, hergestellt durch die Firma Harwick Standard Chemical Company und weist ein spezifisches Gewicht von 0,97 - 1,03 auf.

Obwohl die bevorzugten Gummis jene sind, die widerstandsfähfe sind, wie Neopren, ButadienrAcrylonitrilpolymer und chloro-

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sulfonisierte Polyäthylene (Hypalon), so können doch andere Gummis für die Wulstgreif ringe verwendet v/erden, z.B. ungesättigte Kohlenwasserstoffpolymere, für die als Beispiel Dienpolymer, z.B. Polybutadien oder Polyisopren dienen mögen. Copolymere Gummi, z.3. Butadien/Styrol oder Butyl oder natürliche Polymere, wie Balata, Hevea-Gummi oder dgl. Andere ungesättigte Kohlenwasserstoffpolymere, die verwendet werden können, sind Gummiinterpolymere von wenigstens zwei «λ. -Mono-Olefin und wenigstens einem copolymerisierbaren Dien, wie sie angegeben sind beispielsweise in der GB-PS 880 904 und den US-PSen 2 933 480, 3 000 und den BE-PSen 623 698 und 623 7^1.

Es wird erneut Bezug genommen auf Fig. 6. Dort ist eine Formblase 18 gezeigt, die an zwei seitlichen Flanschen II6 mit Hilfe von zwei Ringen 12¹I befestigt ist. Die Blase II8 umfaßt einen zylindrischen mittleren Abschnitt 150, dessen Mitte auf einem Stützring 15I gemäß Fig.6 aufsitzt, wenn eine Reifenkarkasse darauf aufgebaut wird, sowie zwei ringförmige mit Wulsten versehene Endabschnitte 152.

Der zylindrische Mittelabschnitt 15O ist charakterisiert durch vier identische Schleifen oder Ausnehmungen I58, wobei jeweils zwei auf jeder Seite eines zentralen verdickten Abschnitts 153 angeordnet sind, dessen Breite annähernd dem Doppelten der Breite eines der beiden dicken Abschnitte 15¹J entspricht, welche jeweils zwei identische Schleifen I58 trennen.Nach außen

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im Abstand von jedem verdickten Abschnitt 15*1 und angrenzend an die äußerste Schleife I58 sind weitere dicke Abschnitte 155 identisch den dicken Abschnitten 15** vorgesehen. Die Schleifen I58 sind tatsächlichexpandierte Hohlräume, welche zusätzliche Längen in der axialen Richtung der Blase liefern, wenn die Blase unter Druck gesetzt wird, wie dies Fig. 9 darstellt. Ein erster Abschnitt I56 aus einem Verstärkungsmaterial ist an der Innenfläche der Auskleidung 157 der Blase II8, und zwar im zylindrischen Mittelabschnitt.150, vorgesehen und erstreckt sich durch den inneren Bereich der Wulstendabschnitte 152. Dieser Teil folgt der Kontur der Blasenauskleidung 157 in dem zylindrischen Mittelabschnitt I50. Das erste Segment I56 der Verstärkung bestimmt die axiale Nachgiebigkeit oder Dehnbarkeit der Blase II8, welche eine angemessene Abstützung über die gesamte Breite der Reifenkarkasse gewährleistet, wenn die Blase expandiert ist, und zwar auf die Umfangsmaße, die erforderlich sind, wie dies nachfolgend beschrieben wird. Die Auskleidung 159 verhindert, daß die Luft in die Verstärkung eindringt, wenn die Blase unter Druck steht, um die Reifenkarkasse auszuformen.

Das Verstärkungsmaterial I56 faltet sich oder glättet sich im allgemeinen auseinander oder flacht sich ab, um etwa 12 mm Länge an axialer Abmessung pro Schleife zu liefern, so daß die vier Schleifen oder Abschnitte 158 etwa 5 cm zusätzlicher axialer Länge ergeben, während die beiden Endabschnitte 159 etwa 2,5 cm an zusätzlicher axialer Länge beitragen.

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»ν.

Da die anfängliche Breite der Reifenkarkasse die Breite der Blase übersteigt, ist diese Expansion oder die Dehnung der Blase notwendig, um eine entsprechende gewünschte Form für die Reifenkarkasse zu erhalten. Bänder aus parallelen 1 χ 5 x 0,06 Zoll Stahlkordelementen 160 sind in den dicken Bereichen vorgesehen, wobei die Kordelemente l60 ihre Länge parallel zur Blasenachse aufweisen und einen Abstand von dem ersten Segment I56 des Verstärkungsmaterials, gemessen nach außen, aufweisen. Die Kordelemente I6O tragen zur Versteifung der Blase 118 bei und steuern die axiale Dehnbarkeit in diesem Bereich, inßem sie angeordnet sind, auf einen niedrigen Wert, da sie weniger dehnbar sind als die Verstärkungsmaterialien I56.

Ein zweites Segment I6I aus verstärktem Material ist angrenzend an die Auskleidung angeordnet und umfaßt innere und äußere Oberflächen des mit Wulst versehenen Endabschnittes 152 und folgt der Kontur dieser Oberflächen. Der Keileffekt, der durch die Form des Verstärkungsmaterials I6I erzeugt wird zusammen mit der Form der Wülste 152, verhindert, daß die Endabschnitte 152 aus dem Bereich zwischen den Flanschen 116 und den Ringen 124 herausgezogen werden.

Die Falten oder Schlingen 158 gestatten der Blase 118 eine Druckbeaufechlagung, wie dies Fig. 9 zeigt, ohne daß eine Verformung auftritt oder ohne ungebührliche Zusammenpressung der Masse an der Innenfläche der Blase 18, welche somit glatter wird.

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Die äußere Oberfläche der Blase v/eist kleine Einkehlungen 162 im Bereich der Schleifen I58 bei der Druckbeaufschlagung auf.

Wenigstens zwei verschiedene Massen sind speziellen Komponenten der Blase zugeordnet. Der Gummi des mittleren zylindrischen Abschnittes I50 ist so zusammengesetzt, daß er bei der Vulkanisation eine gute Haftung an der Karkasse des Reifens während der Ausdehnung gewährleistet, so daß ein relativ niedriger Druck von 0,7 - l,¹* kg/cm für die Aufblasung erforderlich ist. Die Masse soll außerdem eine Härte von vorzugsweise 30 - *JO auf einer Shore Α-Härteskala aufweisen. Der Gummi des mit Wulst versehenen Endabschnittes 152 ist so zusammengesetzt, daß er einen härteren Gummi ergibt, um die Neigung zu verringern, daß die Wülste aus den Flanschen II6 und den Ringen 124 herausgezogen werden, wenn die Blase II8 aufgeblasen wird. Die Härte liegt vorzugsweise zwischen etwa 70 und 75 Shore A. Da das erste Segment I56 des Verstärkungsmaterials die axiale Nachgiebigkeit der Blase II8 einschränkt, jedoch in Umfangsrichtung eine Nachgiebigkeit verleiht, besteht dieses vorzugsweise aus faserigem Material, wobei die Fasern im wesentlichen parallel zur Achse der Blase II8 orientiert sind.

Das Verstärkungsmaterial in den Segmenten I56 und I6I besteht vorzugsweise aus Aramidfasern, die unter dem Warenzeichen "Paser B" oder "Kevlar" erhältlich sind. Aramid ist der allgemeine Name für Fasern, die aus einem Kondensationsprodukt aus isophtalischen oder terephtalischen Säuren und m- oder

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p-Phenylendiaminen bestehen. "Faser B" und "Kevlar" sind allgemein Kondensationsprodukte der Terephthalinsäure und p-Phenylendiamin. Aramid ist definiert als eine hergestellte Faser, in der die die Faser bildende Substanz ein langkettiges synthetisches aromatisches Polyamid ist, in dem wenigstens 85$ der Amidglieder direkt an zwei aromatische Glieder angekettet sind. Weitere Einzelheiten über die Faser sind in der US-PS 3 393 210 angegeben.

Die bevorzugte Kordkonstruktion des Verstärkungsmaterials weist einen Verdrehungsgrad von 1500/3, 7.2 χ 7.2 auf, wobei die Faser mit einer natürlichen Gummimasse überzogen ist mit zehn Enden pro 2,5 cm und einem Gewebemaß von⁰»^cm.

Es ist ersichtlich, daß aufgrund der Einführung der kontrollierten Dehnung an den Schlingen oder Schleifen 158 die Dehnung des im wesentlichen zylindrischen Mittelabschnitts 150 zwischen den Schleifen 158 sehr klein sein kann, sogar annähernd gleich Null. Das bedeutet, daß die Dicke des mittleren Abschnittes 150 größer gemacht werden kann als bei üblichen Formblasen. Diese größere Dicke liefert eine wünschenswerte Festigkeit, wenn die Blase expandiert ist. Zusammen mit einem höheren Modul als dem der noch nicht ausgehärteten Karkasse, die der Verformung unterliegt, wird dadurch die Reifenkarkasse während der Dehnung dem Profil der unter Druck stehenden Blase angepaßt.

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Die Blase selbst erfordert einen Druck von O>7 bis 1»^ kg/cm zur Ausdehnung in den Formdurchmesser nach Fig. 9. Mit einer darauf montierten Karkasse beträgt der erforderliche Druck von 0>7 bis I»? kg/cm , beispielsweise etwa 1,05 kg/cm Dieser auf die Blase ausgeübte Druck gibt der Karkasse eine feste, solide Basis,gegen die die Aufbringung der Gürtellagen und der Lauffläche stattfinden kann.

Die Blase 118 selbst ist Gegenstand einer parallel laufenden Anmeldung.

den Fig. 6 bis 9 wird das Verfahren zur Herstellung eines Fahrzeugluftreifens und zum Ausformen des Reifens in einer Reifenform deutlich. Dieses Verfahren umfaßt das Ausformen einer Reifenkarkasse von annähernd zylindrischer Form mit wenigstens einer Lage 15 eines Reifenkordmaterials, das sich zwischen zwei Wülsten 11 und 12 erstreckt, wobei die Kordelemente des Kordmaterials im wesentlichen parallel zur Achse der zylindrischen Karkasse ausgerichtet sind. Die Karkasse besitzt vorzugsweise zwei Lagen 15 und 16 aus Reifenkordgewebe, wobei die Kordelemente jeder Lage im wesentlichen gleich, aber unter entgegengesetzten Winkeln in bezug auf die Achse der zylindrischen Karkasse orientiert sind, wobei die Kordelemente jeder Lage im wesentlichen parallel zur Achse des Zylinders verlaufen. Das bedeutet, daß die Kordelemente der Lage 15 vorzugsweise in einer Ebene im Bereich von 0-5° abweichend von einer Ebene orientiert sind, welche die Achse der zylin-

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drischen Karkasse enthält, während die Kordelemente der Lage vorzugsweise in einer Ebene liegen, welche unter dem gleichen, aber entgegengesetzten Winkel im Bereich von O bis 5 von einer Ebene abweichen, welche die Zylinderachse der Karkasse enthält. Die zylindrische Karkasse kann in jeder üblichen Weise hergestellt werden, beispielsweise auf der Trommel 112 oder auf einer anderen flachen Trommel einer Reifenbaumaschine, wie sie beispielsweise in der US-PS 3 ^89 63^ beschrieben ist.

Die Methode umfaßt weiterhin den Schritt, daß beide Wülste der Karkasse fest erfaßt werden. Dies kann durch Anbringung eines pneumatischen Druckes von beispielsweise 2,81 k^/cm erfolgen, welcher Druck im Bereich der Wulstgreifringe aufgebracht wird, um die Ringe in die Form nach Fig. 7 und 8 zu expandieren. Die Wulstringe werden fest erfaßt, und es wird eine Drehung der Wülste während der Expansion der Karkasse dadurch verhindert.

Das Verfahren umfaßt weiterhin den Schritt einer teilweisen Expandierung der Karkasse auf einen maximalen Durchmesser, der größer ist als der Durchmesser der zylindrischen Karkasse um einen Betrag, der nicht größer als 85? ist und vorzugsweise wenigstens 30? der Differenz zwischen dem maximalen Durchmesser der Karkasse beträgt, wenn diese voll in der Form expandiert ist, und dem Durchmesser der zylindrischen Karkasse. Zu diesem Zweck kann die Formblase II8 in die Form nach Fig.9 expandiert werden, um eine teilweise Expansion der Karkasse

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auf einen maximalen Durchmesser über dem Durchmesser der zylindrischen Karkasse zu bewirken, der beispielsweise annähernd 53$ des Unterschiedes zwischen dem maximalen Durchmesser der Karkasse b "ei voller Expansion in die Form und dem Durchmesser der zylindrischen Karkasse beträgt. Als Beispiel wird angegeben, daß dann, wenn die Lage 15 auf der flachen Trommel, auf der die Karkasse aufgebaut wird, einen Durchmesser von 3^,608 _cm und die Lage 15 bei voller Expansion in der Form einen Durchmesser von 65,10 _cm aufweist, eine teilweise Expansion der Lage 15 auf der Vorrichtung nach Fig. 9 einen maximalen Durchmesser von etwa 53,1? der Differenz zwischen dem maximalen Durchmesser der Karkasse beträgt, wenn diese voll in die Form expandiert ist, und dem Durchmesser der zylindrischen Karkasse. Der Formdruck kann beispielsweise im Bereich von O»7 bis 1»69 kg/cm liegen.

Das Verfahren umfaßt weiterhin die Aufbringung wenigstens einer Gürtellage aus Kord im Bereich des maximalen Durchmessers der teilweise expandierten Karkasse und vorzugsweise die Aufbringung von zwei solchen Kordlagen. Im letzteren Fall sind die Kordelemente der beiden Lagen im wesentlichen gleich, aber entgegengesetzt geneigt in bezug auf die mittlere Umfangsebene X-X der teilweise expandierten Karkasse. Bei einem Reifen, der Gürtellagen aufweist, die in Fig. 4 und 5 nach der Aushärtung wiedergegeben sind, werden die Gürtellagen im wesentlichen unter gleichen, aber entgegengesetzten Winkeln von 34° in bezug

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auf die mittlere Umfangsebene X-X der teilweise expandierten Karkasse aufgebracht. Die Gürtellagen werden vorzugsweise unter im wesentlichen gleichen, aber entgegengesetzten Winkeln im Bereich von 2k bis 40° in bezug auf die mittlere Umfangslinie X-X auf die teilweise expandierte Karkasse aufgelegt. Die Gürtellagen können mittels Hand aufgelegt werden. Eine äußere Hüllgürtellage kann unter einem Winkel von etwa 22° oder i η einem Bereich zwischen 18 bis 2k° Kordneigung aufgebracht werden.

Das Verfahren umfaßt weiterhin den Schritt der Aufbringung eines Laufflächenabschnittes 2h aus elastomerem Material über die Karkasse und die Gürtellagen 25 und 26. Dies kann, wie in Fig. 9 angedeutet, mittels Hand geschehen.

Das Verfahren umfaßt außerdem die Schritte des Einlegens der Einheit aus Karkasse, Gürtellagen und Laufflächenabschnitt in eine Presse, in der die Reif^rinfor:n angeordnet ist, wobei die Einheit aus Karkasse, Gürtellagen und Laufflächenabschnitt in die Reifenform zur Bildung des Reifens expandiert und nachträglich ausgehärtet wird. Hierzu kann eine übliche Maschine verwendet werden, wie sie in der US-PS 2 808 6l8 beschrieben ist. Die zur Unterstützung der Wulstbereiche dienenden Ringe und der Beutel der Presse halten die Wülste des Reifens während der Expansion fest und verhindern eine in Umfangsrichtung gehende Drehhung der Wülste. Die Verschiebung der Karkassenkordelemente und der Gürtelkordelemente erfolgt während der Expansion in der Presse, um den zuvor beschriebenen Reifen zu bilden. Der Form-

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druck in der Presse kann beispielsweise l_a 69 kg/cm vor dem Aufbringen des Aushärtedruckes betragen.

Aus der vorhergehenden Beschreibung wird deutlich, daß aufgrund der Ausbildung die Kapitalinvestition bei Maschinen
zur Herstellung von Gürtel- und Laufflächenaufbau "und Übertragungseinrichtungen bei der Herstellung von Radialreifen
sowie die sonst notwendigen Änderungen bei solchen Maschinen auf ein Minimum beschränkt bleiben.

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Claims

Patentansprüche

^ Fahrzeugluftreifen, bestehend aus einer Karkasse mit wenigstens einer von Wulst zu Wulst reichenden Kordlage, einem Gürtel mit wenigstens einer von Schulter-zu Schulterbereich reichenden Gürtellage sowie Laufflächen-, Schulter- und Seitenwandabschnitten, dadurch gekennzeichnet, daß die kürzeste Verbindungslinie (21,22) entlang der Karkasse zwischen den beiden Endbereichen eines Kordelementes der - oder bei zwei Lagen mit sich kreuzenden Kordelementen jeder - Karkassenlage (15,16) in einer Ebene liegt, welche mit einer Radialebene (19) des Reifens einen Winkel zwischen 0° und 5° einschließt, wobei die Endbereiche jeweils gleiche Abstände von dieser Ebene aufweisen, daß die Karkassenkordelemente in ihrem Verlauf von der jeweils kürzesten Verbindungslinie (21,22) zwischen den Endbereichen abweichen, und daß die Kordelemente der sich kontinuierlich von Schulterbereich (23) zu Schulterbereich (2¹I) erstreckenden Gürtellage einen Kordwinkel - gemittelt über Bereiche wesentlicher Ausdehnung beiderseits der Äquatorialebene X-X des Reifens - im Bereich zwischen 12° und weniger als 20° gegenüber der Äquatorialebene und - gemittelt über an die Lagenkanten angrenzende Bereiche wesentlicher Ausdehnung - in einem Bereich aufweisen, der größer als der gemittelte Bereich beiderseits der Äquatorialebene ist.

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ORIGINAL INSPECTED
2. Fahrzeugluftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die maximale Abweichung des Verlaufs der Kordelemente wenigstens der einen Karkassenlage (15,16) von der kürzesten Verbindungslinie (21,22) in einem Bereich zwischen 10° bis 30° - gemittelt über eine wesentliche Länge der Kordelemente der Lage - liegt.
3. Fahrzeugluftreifen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die maximale Abweichung - gemittelt über eine wesentliche Kordlänge - etwa 17 ausmacht.
¹I, Fahrzeugluftreifen nach Anspruch 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß der durchschnittliche Kordwinkel gegenüber der Äquatorialebene an den Randbereichen der Gürtellage im Bereich zwischen etwa 16° und 32° liegt.
5. Fahrzeugluftreifen nach Anspruch 1 bis ¹J, bei dem eine innere und eine radial äußere Gürtellage vorgesehen sind, welche sich ohne Unterbrechung von Schulterbereich zu Schulterbereich erstrecken, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Gürtellage (25) einen Kordwinkel - gemittelt über einen Bereich, der sich bis zu einem wesentlichen Abstand beiderseits der Äquatorialebene erstreckt - im Bereich zwischen etwa 12 und weniger als 20° gegenüber der Äquatorialebene und - gemittelt über einen an die Ränder oder Kanten

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der Gürtellage angrenzenden Bereich - von etwa 16 bis etwa 32° gegenüber der Äquatorialebene aufweist, wobei der mittlere Kordwinkel an den Gürtelrändern größer als der mittlere Kordwinkel der äußeren Gürtellage beiderseits der Äquatorialebene ist.
6. Fahrzeugluftreifen nach Anspruch 5* dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Gürtellage (25) einen geraittelten Kordwinkel von etwa 16 beiderseits der Äquatorialebene X-X aufweist.
7. Fahrzeugluftreifen nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine zusätzliche Sjßere Decklage (36) im Gürtel vorgesehen ist.
8. Fahrzeugluftreifen nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei zwei Karkassenlagen (15,16) die kürzesten Verbindungslinien (21,22) in Ebenen liegen, die sich kreuzen, wobei die eine Ebene (21) mit der Radialebene (19) an den Wulstbereichen einen Winkel zwischen etwa 2° und etwa 5° und die andere Ebene (22) mit der Radialebene (19) an den Wulstbereichen einen Winkel von etwa 5° einschließt,wobei die Endbereiche jeweils eines Kordelementes beider Lagen gegenüber der zugehörigen Radialebene (19) etwa den gleichen Abstand aufweisen.

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9. Verfahren zum Herstellen eines Fahrzeugluftreifens nach Anspruch 1 bis 8, gekennzeichnet durch die Kombination der folgenden Schritte:

Zunächst wird eine Karkasse von annähernd zylindrischer Form mit wenigstens einer Kordlage mit von Wulstbereich zu Wulstbereich etwa parallel zur Zylinderachse orientierten Kordelementen hergestellt;

Dann werden die Wulstbereiche der Karkasse eingespannt,und die Karkasse wird auf einen über dem Durchmesser der zylindrischen Karkasse liegenden maximalen Durchmesser um etwa ein Ausmaß teilweise expandiert, das 85$ der Differenz zwischen dem beim Expandieren in die Reifenform erreichten Durchmesser und dem Durchmesser der zylindrischen Karkasse nicht übersteigt;

Darauf werden wenigstens eine Gürtellage und danach ein Laufflächenabschnitt direkt über denmaximalen Durchmesser der Karkasse gelegt,und

es wird schließlich die teilweise expandierte Einheit aus Karkasse, Gürtellage und Laufflächenabschnitt in die die Reifenform enthaltende Presse eingelegt, in die Reifenform voll expandiert und ausgehärtet.

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10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß beim Aufbauen der zylindrischen Karkasse zwei sich zwischen den Wulstbereichen erstreckende Karkassenlagen mit Kordelementen in jeder Lage so aufgebracht werden, daß die im wesentlichen zur Zylinderachse parallelen Kordelemente gleichgroße, aber entgegengesetzt orientierte Neigungen gegenüber der Zylinderachse aufweisen.
11. "Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzei chnet, daß das Ausmaß der teilweisen Expansion in einem Bereich zwischen etwa 30$ und etwa - vorzugsweise etwa 53% - des genannten Differenzwertes gewählt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß auf die teilweise expandierte Karkasse nacheinander zwei Gürtellagen so aufgebracht werden, daß die Kordelemente unter etwa gleichgroßer, aber entgegengesetzter Neigung gegenüber der Äquatorialebene verlaufen.

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