DE3875550T2

DE3875550T2 - Reifenwulstaufbau.

Info

Publication number: DE3875550T2
Application number: DE8888307521T
Authority: DE
Inventors: Doyle W Rausch
Original assignee: National Standard Co
Current assignee: National Standard Co
Priority date: 1987-08-13
Filing date: 1988-08-12
Publication date: 1993-03-11
Anticipated expiration: 2008-08-13
Also published as: EP0303514B1; JP2718950B2; CA1284934C; US4820563A; ATE81824T1; DE3875550D1; JPH01145209A; EP0303514A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Reifenwulstaufbau der im Oberbegriff von Anspruch 1 bezeichneten Art. Sie betrifft insbesondere die Bereitstellung einer neuartigen Einrichtung für die Bearbeitung der Drahtabschlußenden in der Innenreihe von Drähten eines solchen Reifenwulst-Ringaufbaus, der die Belastungskonzentration im Drahtendenbereich des Reifenwulstes im wesentlichen verteilt und eliminiert, wodurch eine leistungsfähige Reifenwulstkonstruktion mit wesentlich höherer Festigkeit erzielt wird.
Ein bekannter Reifenwulstaufbau der obengenannten Art und entsprechend dem Oberbegriff von Anspruch 1 wird in der US-A-1,914,040 beschrieben. In dieser und in anderen bekannten Reifenwulstaufbauten wurde beobachtet, daß bei einem bandartigen, gewebefreien Wulst, der zum Messen der Bruchfestigkeit und der Zugfestigkeit der fertigen Reifenwulststruktur auf einen Erweiterungsdorn gesteckt wird, der Reifenwulstring an oder nahe dem Punkt bricht, an dem die Reifenwulstenden mit der Innenfläche des Reifenwulstringes oder -körpers in Berührung kommen.
Es ist zwar bekannt, daß die ungefähre Bruchfestigkeit eines in der obengenannten Weise getesteten Wulstes direkt proportional zur Anzahl der Drahtwicklungen im Wulst und zur Nennfestigkeit des genannten Drahtes ist, d. h. je höher die gewünschte Wulstfestigkeit, desto größer die Zahl und/oder die Festigkeit der verwendeten Drähte, so ist es doch wünschenswert, eine maximale Wulststärke aus den diesen Wulst bildenden Drähten zu erhalten.
Es ist ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung, einen neuartigen und einzigartigen Reifenwulst- Ringaufbau mit wesentlich verbesserter Bruchfestigkeit und Zugfestigkeit im Vergleich zu Reifenwulst-Ringaufbauten nach dem Stand der Technik bereitzustellen.
Es ist ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung, eine neuartige Einrichtung und Apparatur für die Bearbeitung und Positionierung der Wulstenden gegen die Innenfläche des Reifenwulstringes oder -körpers zwecks Erzielung einer verbesserten relativen Bruchfestigkeit und Zugfestigkeit des Reifenwulst-Ringaufbaus bereitzustellen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Reifenwulstaufbau der obengenannten Art durch das Kennzeichen von Anspruch 1 gekennzeichnet.
Die mechanische Verformung des einen Endes des Drahtmaterials wird praktischerweise durch physikalische Bearbeitung der Drahtenden durch Abflachen, Zuspitzen oder Abrunden erzielt, um den Punktkontakt zwischen den Drahtenden der einzelnen Drähte und vorzugsweise der Innenfläche des Körpers des Reifenwulstringes zu verhindern und zu eliminieren. Zu den Methoden der physikalischen Bearbeitung der Drahtenden können Schleifen, Gesenkformen, spanende Bearbeitung der Drahtenden gehören, und das Erweichen der Drahtenden kann durch Wärmebehandlung wie z. B. Drahtoberflächenschweißen, Hartlöten oder Löten erzielt werden. Alternativ können die Drahtmaterialenden an Puffer- oder Keilvorrichtungen anliegen, um den Punktkontakt oder die Belastungskonzentration zwischen den Drahtenden und dem Körper des Wulstringes zu minimieren oder ganz zu eliminieren.
Man geht auch davon aus, daß es während der Bearbeitung der Drahtenden in Übereinstimmung mit dem Kennzeichen von Anspruch 1 (wie z. B. durch Abflachen, Zuspitzen, Runden, Schweißen, Hartlöten, Löten oder durch ein anderes Verfahren zur Wärmebehandlung der Drahtenden) wichtig ist, den Punktkontakt mit den übrigen Wulstdrähten in dem Körper des Wulstringes wesentlich zu minimieren oder zu reduzieren (oder, umgekehrt, die Kontaktfläche zu erhöhen), denn dieser Punktkontakt, bzw. die Belastungskonzentration, führt zu einer wesentlichen Reduzierung der Festigkeit des Wulstringkörpers und steht somit den einzigartigen und neuartigen sowie überraschenden Ergebnissen der vorliegenden Erfindung entgegen.
Es werden nachfolgend Ausführungsformen der Erfindung beispielhaft anhand der Begleitzeichnung beschrieben. Dabei zeigt:
Fig. 1 eine Seitenansicht eines fertigen Reifens mit einer Reifenwulstkonstruktion gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 einen bruchstückartigen Schnitt entlang der Linien 2-2 von Fig. 1, der den Wulstabschnitt des fertigen Reifens zeigt;
5 Fig. 3 eine bruchstückartige, axiale Planansicht einer konventionellen gewebefreien oder bandartigen 5·5-Reifenwulstkonstruktion;
Fig. 4 einen Querschnitt der gewebefreien 5·5-Reifenwulstkonstruktion entlang der Linien 4-4 von Fig. 3;
Fig. 5 eine bruchstückartige, axiale Planansicht einer konventionellen 5·5-Einzeldraht-Reifenwulstkonstruktion;
Fig. 6 einen Querschnitt des konventionellen 5·5-Einzeldrahtwulstes entlang der Linie 6-6 von Fig. 5;
Fig. 6A einen Querschnitt einer 4-5-6-5-4- Einzeldraht-Reifenwulstkonstruktion;
Fig. 7A eine axiale Planansicht eines gewebefreien 5·5-Reifenwulstes mit zugespitzten Reifenwulstenden an den inneren und äußeren Abschlußenden gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 7B eine bruchstückartige Ansicht mit Blick radial nach außen durch den gewebefreien Reifenwulst von
Fig. 7A gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 8A eine bruchstückartige axiale Planansicht eines gewebefreien 5·5-Reifenwulstes mit zugespitzten Reifenwulstenden gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 8B eine bruchstückartige Ansicht mit Blick radial nach außen durch den gewebefreien Reifenwulst von
Fig. 8A gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 9 eine bruchstückartige axiale Planansicht eines gewebefreien 5·5-Reifenwulstes, der die gerundeten Wulstenden gemäß der Lehre der vorliegenden Erfindung darstellt;
Fig. 10 eine bruchstückartige axiale Planansicht eines gewebefreien 5·5-Reifenwulstes mit einer gepufferten Stelle zwischen den Reifenwulstenden und dem Radialkörper des Reifenwulstes gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 11 eine bruchstückartige axiale Planansicht eines gewebefreien 5·5-Reifenwulstes mit erweichten oder mit Flamme applizierten Reifenwulstenden gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 12 eine bruchstückartige Ansicht mit Blick radial nach außen durch den gewebefreien Reifenwulstaufbau von Fig. 10 mit der Puffervorrichtung zwischen den Reifenwulstenden und dem Radialkörper des Reifenwulstes von Fig. 10 gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 13 eine bruchstückartige, axiale Plansicht eines gewebefreien 5·5-Reifenwulstaufbaus mit den Reifenwulstenden im mobilen Zustand, wobei das extrudierte Gummi bzw. die Schutzschicht zwecks Verhinderung eines Punktkontaktes des Reifenwulstendes mit dem Körper des Reifenwulstes und zwecks Erzielung einer Verfestigung des Drahtendenbereiches gemäß der vorliegenden Erfindung entfernt wurde;
Fig. 14 eine bruchstückartige, axiale Plansicht eines Reifenwulstaufbaus, wobei eine Keilvorrichtung am Abschluß der Reifenwulstenden und am Körper des Reifenwulstaufbaus gemäß der vorliegenden Erfindung anliegt;
Fig. 15 eine bruchstückartige axiale Plansicht eines gewebefreien 5·5-Wulstaufbaus, bei dem die Drahtwulstenden durch den Körper des Reifenwulstaufbaus gemäß der vorliegenden Erfindung nach oben gebogen sind;
Fig. 16 eine bruchstückartige Ansicht mit Blick radial nach innen durch den gewebefreien Reifenwulstaufbau entlang der Linie 16-16 von Fig. 15;
Fig. 17 eine bruchstückartige, axiale Planansicht eines gewebefreien, bandartigen 5·5-Reifenwulstaufbaus mit überlappenden Reifenwulstenden gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 18 einen Querschnitt des gewebefreien, bandartigen 5·5-Reifenwulstaufbaus entlang der Linie 18-18 von Fig. 17;
Fig. 19 eine bruchstückartige, axiale Planansicht einer konventionellen 5·5-Einzeldraht-Reifenwulstkonstruktion gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 20 einen Querschnitt des 5·5-Einzeldraht-Reifenwulstaufbaus entlang der Linie 20-20 von Fig. 19;
Fig. 20A einen Querschnitt einer erfindungsgemäßen 4-5-6-5-4-Einzeldraht-Reifenwulstkonstruktion;
Fig. 21 eine bruchstückartige Ansicht mit Blick radial nach innen durch einen gewebefreien 5·5-Reifenwulstaufbau, bei dem das versetzte Reifenwulstende nach oben durch den erfindungsgemäßen Reifenwulstaufbau verläuft;
Fig. 22 eine bruchstückartige axiale Planansicht des gewebefreien 5·5-Reifenwulstaufbaus von Fig. 21, bei dem die versetzten Reifenwulstenden nach oben durch den Körper des erfindungsgemäßen Reifenwulstaufbaus gebogen sind;
Fig. 23 eine bruchstückartige, axiale Planansicht eines 5·5-Einzeldraht-Reifenwulstaufbaus, bei dem die Reifenwulstenden nach oben entlang der Seite des Körpers des Reifenwulstaufbaus gemäß der vorliegenden Erfindung gebogen sind;
Fig. 24 eine bruchstückartige Ansicht mit Blick radial nach innen durch den Reifenwulstaufbau von Fig. 23, bei dem die inneren und äußeren Reifenwulstdrahtenden entlang der Seite des erfindungsgemäßen Reifenwulstaufbaus abgeschlossen sind;
Fig. 25 eine bruchstückartige, axiale Planansicht eines gewebefreien 5·5-Reifenwulstaufbaus, bei dem eine runde Keilvorrichtung am Abschluß der Reifenwulstenden und am Körper des erfindungsgemäßen Reifenwulstaufbaus anliegt;
Fig. 26 eine bruchstückartige Ansicht mit Blick radial nach außen durch den gewebefreien Reifenwulstaufbau von Fig. 25; und
Fig. 27 eine bruchstückartige Ansicht mit Blick radial nach außen durch einen gewebefreien Reifenwulstaufbau, bei dem eines der Abschlußenden der Reifenwulstenden in einem Winkel an den übrigen Reifenwulstenden gemäß der vorliegenden Erfindung anliegt.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Zur Erleichterung des Verständnisses der in den Zeichnungen der verschiedenen Ausführungsformen dargestellten vorliegenden Erfindung wurden im Rahmen der verschiedenen Darstellungen zur Bezeichnung derselben oder ähnlicher Teile gleiche Bezugszeichen verwendet.
Fig. 1 stellt einen Gummireifen 10 dar, der den gemäß der Lehre der vorliegenden Erfindung konstruierten neuartigen und einzigartigen Reifenwulst-Ringaufbau 12 beinhaltet.
Fig. 2 ist ein vergrößerter Abschnitt des Reifenwulstabschnittes 11 des Gummireifens 10 von Fig. 1, der einen in den Reifenwulst-Gummiabschnitt 11 des Gummireifens 10, wie im Stand der Technik bekannt, eingebetteten Reifenwulst-Ringaufbau 12 darstellt.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die neuartige Positionierung und die neuartige mechanische bzw. physikalische Behandlung des Drahtes bzw. der Abschlußenden der Innenreihe bzw. der Innenreihen von Drähten eines Reifenwulst-Ringaufbaus 12. Die Fig. 3- 4, 7-8, 12, 15-18, 21-22 und 25-27, die eine gewebefreie oder bandartige 5·5-Reifenwulstkonstruktion darstellen, wie sie bei der Herstellung von Gummireifen wohl bekannt ist und häufig verwendet wird, zeigen mehrere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Fig. 3 und 4 insbesondere illustrieren einen konventionellen gewebefreien oder bandartigen 5·5-Reifenwulst-Ringaufbau 12, der sich aus einem bandartig geschichteten Element 13 mit 5 Drähten 18 in jeder Schicht des Bandes zusammensetzt, wobei jeder der Drähte 18 in einem Gummiüberzug 19 eingebettet, innerhalb des Bandelementes eingebunden und dann zwecks Erzielung eines 5·5-Reifenwulstaufbaus auf sich selbst gewickelt ist. Bei einem solchen konventionellen Aufbau sind die inneren Reifenwulst-Drahtenden 15 darüber auf der inneren Umfangsfläche 20 des Reifenwulst- Ringkörpers 14 geradegeschnitten. Die Fig. 3-4, 7-8, 12, 15-18, 21-22 und 25-27 veranschaulichen zwar gewebefreie 5·5-Reifendrahtwulstaufbauten, es wird jedoch darauf hingewiesen, daß sich der Umfang der vorliegenden Erfindung auch auf einen Reifenwulstaufbau mit einer 4·4-, 3·4- oder einer anderen Schichtkonfiguration
bzw. Konstruktion, je nach Bedarf, erstreckt. Die Fig. 5-6, 19-20 und 23-24 stellen einen konventionellen 5·5-Einzeldraht-Reifenwulstaufbau 12 dar, der zur Bildung des Einzeldraht-Reifenwulstaufbaus 25 Umgänge übereinander aufweist. Die Fig. 5A und 20A stellen einen 4-5-6-5-4-Einzeldraht-Reifenwulstaufbau dar, der zur Erzielung des Einzeldraht-Reifenwulstaufbaus 24 Umgänge übereinander aufweist. Wie aus der 5·5-Konstruktion von Fig. 5 ersichtlich ist, ist der innere Reifenwulstdraht 18 mit einem Ende 15 geschnitten und liegt an der inneren Umfangsfläche 20 der übrigen Drähte 18 des Reifenwulst-Ringkörpers 14 an. Wie in der 4-5-6-5- 4-Konstruktion von Fig. 6A dargestellt ist, ist der innere Reifenwulstdraht 18, der ein Ende 15 aufweist, geschnitten und liegt an der inneren Umfangsfläche 20 der übrigen Drähte 18 des Reifenwulst-Ringkörpers 14 an. Die Fig. 6A und 20 illustrieren zwar 4-5-6-5-4-Einzeldraht-Reifenwulstaufbauten, es wird jedoch darauf hingewiesen, daß sich der Umfang der vorliegenden Erfindung auf einen Einzeldraht-Reifenwulstaufbau mit 3-4-5-4-3, 3- 4-3, 2-3-2 oder auf jede beliebige Einzeldrahtkonstruktion, je nach Bedarf, erstreckt. Bei solchen Einzeldraht- Reifenwulstaufbauten sind die Drähte zwecks Erleichterung des Umgangs und der Herstellung des Einzeldraht-Wulstringaufbaus 12 in einem Gummifilm, einer Beschichtung oder einem Umhüllungsmaterial 19 verkapselt bzw. darin enthalten.
Der konventionelle bandartige, gewebefreie Reifenwulstaufbau gemäß den Fig. 3-4 und 17-18 sowie Einzeldraht-Reifenwulstaufbauten gemäß Fig. 5-6 und 19- 20A sind in der Technik bekannt, und die vorliegende Erfindung ist insbesondere auf die mechanische und/oder physikalische Behandlung von sowie den Umgang mit oder das Positionieren der Abschlußenden 15 des gewebefreien Bandes 13 oder des Einzeldrahtes 18. und auf das Positionieren der Enden 15 der Drähte der Reifenwulst-Ringaufbauten 12 in bezug auf die inneren Umfangsfläche 20 des Reifenwulstringes oder -körpers 14 gerichtet. Die Behandlung und der Umgang mit den Abschlußenden 15 gemäß den verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verteilt und eliminiert im beträchtlichen Ausmaß die Belastungskonzentration aufgrund des Kontakts der Drahtenden mit dem Reifenwulst-Ringkörper 14, wodurch ein Reifenwulst-Ringaufbau 12 mit wesentlich höherer Festigkeit erzielt wird als bei konventionellen Reifenwulstaufbauten.
Die Tabelle I faßt Testdaten für verschiedene Modifikationen oder Behandlungen der Abschlußenden experimenteller Wulstringaufbauten zusammen. Die Aufbauten bestanden aus kreisförmigen Wulstringen, die auf in der Technik bekannten kommerziellen Wulstherstellungsmaschinen ausgebildet wurden., Nach der Entnahme aus der Wulstherstellungsmaschine und der Modifizierung der Abschlußenden wurden zwei Überzugsschichten aufgetragen, um den Querschnitt des Wulstringes zwecks Simulierung des Wulstbereiches eines Reifens vollständig zu umhüllen. Die erste Schicht bestand aus 1,59 mm (1/16 Zoll) dickem Klebgummi, die zweite Schicht aus 0,79 mm (1/32 Zoll) dickem, quergewobenem, nylonverstärktem Gummi. Ein als Probe A bezeichneter Bezugsstandard ist ein 381 mm (15 Zoll) gewebefreier bzw. bandartiger Wulstaufbau aus einer 5·5-Konstruktion mit 0,94 mm (0,037 Zoll) gewöhnlichem Zugdraht. Probe A hat eine auf der Basis linearer Zugfestigkeitsmessungen individueller Drähte errechnete Festigkeit von 3574 kg (7880 lbs). Für den durch Probe A repräsentierten Bezugsstandard des bandartigen 5·5- Wulstaufbaus wurden die Reifenwulstenden 15 lotrecht zur Drahtachse geschnitten, um einen Abschluß gegen die innere Umfangsfläche 20 des Reifenwulst-Ringkörperaufbaus zu ermöglichen, wie dies in Fig. 3 und 4 dargestellt ist. Für Probe A betrug die gemessene Bruchdehnung 25,1 mm (0,988 Zoll), was etwa eine 2,0%ige Erhöhung des Umfangs am Bruchpunkt repräsentierte. Die gemessene direkte Bruchfestigkeit betrug 2370 kg (5225 lbs), was einer Zugfestigkeit von etwa 66% der errechneten Festigkeit der 25 Drähte von 3574 kg (7880 lbs) entspricht.
Fig. 7A-8B zeigen einen gewebefreien Reifenwulstaufbau 12, der gemäß der Lehre der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde. Gemäß Fig. 7A-7B weisen die inneren Reifenwulst-Drahtenden 15 einen zugespitzten Abschnitt 22 auf, der in die innere Umfangsfläche 20 des Reifenwulst-Ringkörpers 14 eingreift. Der zugespitzte Abschnitt 22 kann durch Schrägschneiden der Reifenwulst- Drahtenden 15 oder durch Gesenkformen oder Stanzen der Abschlußenden 15 zum Zuspitzen von deren Enden erzeugt werden. Probe B von Tabelle I repräsentiert ein zugespitztes Ende mit einer Spitze im Winkel von 30º, die durch Stanzen, Gesenkformen oder Schneiden des Drahtendes 15 erhalten wurde. Der sich daraus ergebende Reifenwulstaufbau, der durch Probe B repräsentiert wird, führte zu einer gemessenen direkten Bruchfestigkeit von ca. 2653 kg (5850 lbs). Ein solcher Reifenwulstaufbau 12 besitzt eine etwa um 12% höhere Bruchfestigkeit als Probe A, der Bezugsstandard des gewebefreien 5·5-Reifenwulstaufbaus aus dem Stand der Technik. Probe C von Tabelle I repräsentiert eine Reifenkonstruktion, bei der der zugespitzte Abschnitt 22 der Drahtenden 15 etwa 38 mm (1,5 Zoll) lang ist. Der resultierende Reifenwulstaufbau hatte eine gemessene Bruchdehnung von etwa 10% und eine gemessene direkte Bruchfestigkeit von 2824 kg (6225 lbs) oder eine etwa um 19% höhere Bruchfestigkeit gegenüber dem geradegeschnittenen Wulst von Probe A, dem konventionellen Stand der Technik für einen gewebefreien 5·5-Reifenwulstaufbau.
Fig. 9 illustriert einen gewebefreien 5·5- Reifenwulstaufbau 12 gemäß der Lehre der vorliegenden Erfindung, bei dem die Wulstdrahtenden 15 an dem Punkt mechanisch gerundet (15a) sind, an dem die inneren Wulstenden in die innere Umfangsfläche 20 des Reifenwulst-Ringkörpers 14 eingreifen. Probe D von Tabelle I faßt Daten darüber zusammen, daß ein resultierender Reifenwulstaufbau mit gerundeten Wulstenden 15 eine direkte Bruchfestigkeit von 2688 kg (5925 lbs) aufweist, was eine Erhöhung von etwa 13% gegenüber dem konventionellen, geradegeschnittenen 5·5-Reifenwulstaufbau gemäß Probe A nach dem Stand der Technik bedeutet.
Fig. 11 illustriert einen gewebefreien 5·5- Reifenwulstaufbau 12, bei dem die Reifenwulst-Drahtenden 15 mechanisch durch Wärme- oder Flammenbehandlung zwecks Erweichen der Drahtenden 15 an dem Punkt, an dem die Enden in die innere Umfangsfläche 20 des Reifenwulst- Ringkörpers 14 eingreifen, erweicht sind. Probe E von Tabelle I repräsentiert Daten für einen solchen 5·5- Reifenwulstaufbau, bei dem die direkte Bruchfestigkeit 2631 kg (5800 lbs) beträgt, was eine Erhöhung von etwa 11% gegenüber den konventionellen gewebefreien 5·5- Wulstaufbauten gemäß Probe A bedeutet.
Die Fig. 10 und 12 illustrieren einen gewebefreien 5·5-Reifenwulstaufbau mit einem Puffermaterial oder einer Vorrichtung 24, die zwischen den Reifenwulstenden 15 und der inneren Umfangsfläche 20 des Reifenwulst-Ringkörpers 14 positioniert ist. Das Puffermaterial kann Gummi, ein verstärktes Gewebematerial oder selbst Metall wie beispielsweise ein Aluminiumstreifen sein. Probe F von Tabelle 1 ist ein 5·5-Reifenwulstaufbau mit einem zwischen den Reifenwulstenden 15 und dem Reifenwulst-Ringkörper 14 eingesetzten, 1,57 mm (0,062 Zoll) dicken Gummipuffermaterial 24. Ein solcher Reifenwulstaufbau 12 besaß eine etwa 2,7%ige Bruchdehnung und führte zu einer Struktur, die eine direkte Bruchfestigkeit von 2932 kg (6465 lbs) oder eine etwa 24%ige Erhöhung der direkten Bruchfestigkeit aufwies, die zum Brechen des Reifenwulstaufbaus erforderlich ist. Probe G ist derselbe Typ eines gewebefreien 5·5-Reifenwulstaufbaus mit einem zwischen die Reifenwulstenden 15 und die innere Oberfläche 20 des Reifenwulst-Ringkörpers 14 eingesetzten, 0,84 mm (0,033 Zoll) dicken Gewebe und zeigt eine um etwa 27% höhere Bruchdehnung und eine direkte Bruchfestigkeit von 3062 kg (6750 lbs), was einer Erhöhung von etwa 29% gegenüber einer konventionellen 5·5-Reifenwulststruktur der Probe A nach dem Stand der Technik entspricht. Probe H von Tabelle 1, schließlich, ist ein 5·5-Reifenwulstaufbau 12 gemäß der vorliegenden Erfindung, bei dem das Puffermaterial 24 ein 0,41 mm (0,016 Zoll) dicker Aluminiumstreifen ist. Der resultierende Reifenwulstaufbau 12 besaß eine gemessene direkte Bruchfestigkeit von 2676 kg (5900 lbs), was einer etwa 13%igen Erhöhung der direkten Bruchfestigkeit gegenüber konventionellen 5·5-Reifenwulstaufbauten des Standes der Technik, wie sie durch Probe A repräsentiert sind, entspricht.
Fig. 13 illustriert eine weitere Ausführung der vorliegenden Erfindung mit Reifenwulst-Drahtenden 15, von denen der Schutzgummiüberzug 19 von dessen Enden abgezogen wurde, so daß die Drahtenden 15 entweder beweglich und außerhalb des direkten Kontaktes im bezug auf die innere Umfangsfläche 20 des Wulstringkörpers 14 sind, oder die Bewegung der Drahtenden in die Rillen zwischen benachbarten Drähten des Wulstringkörpers erleichtert wird, wodurch der Drahtabschlußbereich befestigt wird. Probe 1 von Tabelle I zeigt, daß die direkte Bruchfestigkeit 2796 kg (6165 lbs) beträgt, was einer Festigkeitserhöhung der direkten Bruchfestigkeit eines solchen Reifenwulstaufbaus gegenüber Probe A von etwa 18% entspricht.
Fig. 14 illustriert eine weitere Modifizierung und Ausführung der vorliegenden Erfindung, bei der eine Keilvorrichtung 26 gegen die bzw. in der Nähe der geradegeschnittenen Wulstenden 15 positioniert ist, um die Belastungskonzentration zwischen den Wulstenden 15 und der inneren Umfangsfläche 20 des Reifenwulst-Ringkörpers 14 zu verringern. Der zugespitzte Keil kann aus Gummi bestehen oder einem Metallmaterial sein. Probe J von Tabelle 1 repräsentiert einen zugespitzten Gummikeil mit einer Länge von etwa 31,75 mm (1,25 Zoll), der an den Wulstenden 15 positioniert ist, was zu einer gemessenen Belastung von 2597 kg (5725 lbs) führt. Dies entspricht einer Erhöhung der Bruchfestigkeit von etwa 10% gegenüber dem konventionellen 5·5-Drahtwulstaufbau, repräsentiert durch Probe A, gemäß dem Stand der Technik. Wenn ein zugespitzter Metallkeil 26 mit etwa 25,4 mm (l Zoll) Länge an den Wulstenden 15 positioniert ist, dann beträgt die sich daraus ergebende, gemessene direkte Bruchfestigkeit 2719 kg (5995 lbs) für einen 5·5- Reifenwulstaufbau 12 gemäß Probe K, was zu einer Erhöhung der Bruchfestigkeit von etwa 15% gegenüber dem Standard, Probe A, führt. Fig. 24, die eine Modifizierung zum Biegen der Drahtenden 15 zu den Seitenwänden 32 des Reifenwulstaufbaus 12 illustriert, wird in Tabelle I durch Probe L repräsentiert, die eine Erhöhung der Festigkeit von etwa 10% gegenüber Probe A erzeugte. Fig. 25 und 26 illustrieren eine weitere Ausführung der vorliegenden Erfindung, nämlich das Positionieren eines Drahteinsatzes oder einer Keilvorrichtung 26 lotrecht zu den Reifenwulstenden 15. Die hinzugefügte Keilvorrichtung kann ein runder oder abgeflachter Draht in Keilform (gemäß Fig. 14) sein, aber auch aus einem anderen Material als das Wulstdrahtmaterial bestehen. Probe M in Tabelle I ist ein Reifenwulst mit Drahtendenabschlüssen an zueinander versetzten Positionen um den Innenumfang des Wulstes. Die sich daraus ergebende Erhöhung der Festigkeit betrug etwa 20% gegenüber der Probe A. Fig. 27 veranschaulicht eine Ausführung der vorliegenden Erfindung, bei der eines der Abschlußenden 15b länger ist als die anderen Drahtabschlußenden 15 und lotrecht zu den übrigen Drahtabschlußenden 15 gebogen ist. TABELLE I 381 mm GEWEBEFREIE WULSTE , 5·5-KONSTRUKTION 0,94 mm GEWÖHNLICHER ZUGDRAHT - ERRECHNETE FESTIGKEIT 3574 kg WULSTPROBE BRUCHDEHNUNG PROZENT DIREKTE BRUCHFESTIGKEIT MODIFIKATION Keine Auf 30º zugespitzter Draht Zugespitzte Drahtenden Gerundete Erweichte Gepuffert (1,57 mm dickes Gummi) an (0,84 mm dickes Gewebe) an den (0,41 mm dicker Al-Streifen) Mobile (abisolierte) Zugespitzter Keil (Gummi 31,75 mm) Zugespitzter Keil (Metall 25,4 mm) an den Drahtenden um den Reifenwulstkörper umgebogen internen Wulstumfang herum versetzt
Außer den gewebefreien Wulsten von Tabelle 1 wurden mehrere Einzeldrahtwulste modifiziert und beurteilt. In diesem Fall wurden vier Einzeldrahtwulste mit 356 mm (14 Zoll) Durchmesser aus 24 Umgängen mit gummiüberzogenem Draht mit 0,94 mm (0,037 Zoll) Durchmesser, wie in Fig. 6A und 20A beschrieben, zu einer 4-5-6-5-4 Konstruktion geformt. Es wurden, wie in Fig. 24 gezeigt, zwei Wulstaufbauten modifiziert, deren Enden 15 entlang der Seitenwände 32 des Wulstkörpers 14 gebogen waren. Die beiden unmodifizierten Wulste zeigten eine durchschnittliche Bruchfestigkeit von 3191 kg (7035 lbs) mit einer durchschnittlichen Bruchdehnung von 3,16%. Die beiden Wulste mit modifizierten Abschlüssen zeigten eine durchschnittliche Bruchfestigkeit von 3216 kg (7090 lbs) und einer durchschnittlichen Bruchdehnung von 3,89%.
Man geht davon aus, daß bei vorhandenen und konventionellen Reifenwulstring-Aufbauten die inneren Abschlußenden der Drähte in dem Band im wesentlichen im rechten Winkel in bezug auf den Reifenwulst-Ringkörper abgeschnitten sind. Entsprechend wurde beobachtet, daß der Bruch im Reifenwulstaufbau an dem Punkt auftritt, an dem die Drahtenden der Drähte in Punktkontakt mit der inneren Umfangsfläche des Reifenwulstaufbaus treten, wenn die Reifenwulstaufbauten mit Hilfe des Erweiterungsdorns gebrochen wurden. Ein solcher Punktkontakt oder eine solche Belastungskonzentration bietet einen Belastungspunkt oder einen Kontakt gegen den Körpers des Reifenwulstaufbaus und erleichtert den Bruch des Aufbaus, was zu einem Reifenwulstaufbau führt, der nicht die maximale Bruchfestigkeit aufweist.
Es wurde ebenfalls beobachtet, daß ein Drahtwulstaufbau 12 nicht die maximale Bruchfestigkeit aufweist, wenn seine äußeren Abschlußenden 15 der Drähte in dem Band oder der Einzeldraht-Wulstringaufbau von einer solchen Länge ist, daß die äußeren Abschlußenden 15 und die inneren Abschlußenden 15 in einer einzigen Ebene lotrecht zur Drahtachse auftreten. Es liegt daher im Rahmen der vorliegenden Erfindung, daß die vorbestimmte Länge an Bandmaterial oder an Einzeldraht, wenn dieses zwecks Erzielung einer Mehrzahl von Umgängen um eine Achse gewickelt wurde, die äußeren Abschlußenden 15 und die inneren Abschlußenden 15 nicht in einer einzigen Ebene lotrecht zur Drahtachse liegen, sondern an Positionen auftreten, die relativ zueinander über die Länge des Drahtbandes oder des Einzeldrahtes verschoben sind, so daß die äußeren und inneren Drahtabschlußenden 15 in versetzten Positionen in bezug aufeinander in der Reifenwulstperipherie liegen, wie dies durch die äußere Umfangsfläche 30 und die innere Umfangsfläche 20 gemäß Fig. 3, 5, 17, 19, 21-22 und 24 dargestellt ist.
Während die Verbesserung der Wulstfestigkeit durch Modifizieren der Drahtenden in den inneren Umgängen des Bandes des gewebefreien Reifenwulstaufbaus und dem zuletzt geformten inneren Drahtumgang des Einzeldraht- Reifenwulstaufbaus erhalten wird, gibt es einen Vorteil der vorliegenden Erfindung durch die Modifizierung der Abschlußenden 15 des Bandes oder Einzeldrahtes, das/der in die äußere Oberfläche 30 des Reifenwulstaufbaus eingreift. Wie in Fig. 7A dargestellt ist, sind die inneren und äußeren Abschlußenden 15 zugespitzte Enden 22, die zum Eingreifen in die innere Oberfläche 20 bzw.
die äußere Oberfläche 30 des Reifenwulstaufbaus 14 bandartig sind. Wie in Fig. 23 und 24 dargestellt, sind die Abschlußenden 15 gebogen und geschrägt und liegen an den Seitenwänden 32 des Reifenwulstaufbaus 14 an. Solche Modifikationen an den inneren und den äußeren Abschlußenden bieten einen allmählicheren geometrischen Übergang zwischen den Abschlußenden und dem Körper des Wulstaufbaus, was die Gleichförmigkeit des Materialflusses um den Wulst während der Reifenaufbauvorgangs begünstigt. Die Verwendung einer Keilvorrichtung (Fig. 14 und 25-26)' die mechanische Verformung wie z. B. Runden (Fig. 9), Biegen (Fig. 15-16, 21-24 und 27) und Zuspitzen (Fig. 7A-8B) und das Abziehen der Gummiumhüllung 19 von den Drahtenden 15 (Fig. 13) sind die Bearbeitungsgänge, die auch auf die äußeren Drahtabschlußenden 15 angewandt werden können, wo die Enden 15 in die äußere Umfangsfläche 30 des Wulstaufbaus 14 eingreifen.
Dementsprechend liegt es im Rahmen der vorliegenden Erfindung, daß ein Reifenwulstaufbau aus einem bandartigen oder gewebefreien oder einzelnen Draht kontinuierlich durch Reduzieren der Querschnittsfläche der Drahtelemente des Bandes oder Einzeldrahtes durch Ziehen der Drahtelemente, insbesondere durch Wärmestrecken in dem Bereich, in dem die Abschlußenden auftreten, hergestellt werden kann. Wenn ein solches Ziehen, Walzen oder Wärmestrecken zu einer vollkommenen Trennung des Drahtes führt, dann bilden die beiden Enden des getrennten Drahtes jeweils die Enden eines Wulstaufbaus und den Beginn des nächsten Wulstaufbaus während der Wulstherstellung.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird, wenn die Drahtenden 15 in dem Band mechanisch z. B. durch Stanzen, Schleifen oder Zuspitzen der Drahtenden zwecks Beseitigung des scharfen Belastungspunkts oder des Kontaktpunkts zwischen den Drahtenden 15 und der inneren Umfangsfläche 20 des Reifenwulstaufbaus behandelt werden, ein verbesserter Reifenwulstaufbau mit wesentlich verbesserten mechanischen Eigenschaften erhalten. Es ist zwar nicht genau bekannt, auf welche Weise der Wulstaufbau bei Aufbringen einer Bruchfestigkeit bricht, aber es wird angenommen, daß die Drahtenden in die Oberfläche der Drahtumgänge in dem Wulstaufbau einschneiden oder die benachbarten Drähte stark biegen und so einen Bruch des Wulstaufbaus an dessen Drahtenden begünstigen. Daher führt eine Verlängerung des Kontaktpunktes zwischen den Drahtenden und der inneren Umfangsfläche des Reifenwulstaufbaus oder ein Reduzieren der Biegebelastungen zu einem wesentlich verbesserten Reifenwulstaufbau.
Es wurde außerdem beobachtet, daß die Drahtenden 15, wenn die einzelnen Drähte in dem Band mit unterschiedlichen Längen beschnitten wurden, an mehreren Punkten in die innere Umfangsfläche des Drahtaufbaus eingreifen, was zu einer erhöhten Festigkeit des Reifenwulstaufbaus gegenüber konventionellen Wulstaufbauten führt, wenn mit einem Erweiterungsdorn eine Bruchlast auf den Wulstaufbau aufgebracht wird.
Fig. 15-16, 21 und 22 sind weitere Beispiele für gewebefreie 5·5-Wulstaufbauten gemäß der Lehre der vorliegenden Erfindung, bei der die Drahtenden 15, die in die innere Umfangsfläche 20 des Reifenwulst-Ringkörpers 14 eingreifen, gebogen oder nach oben gedreht werden, um entweder in die einzelnen Drähte 18 des Bandes 13 einzugreifen, die den 5·5-Wulstaufbau (Fig. 15 und 16) bilden, oder wo die Enden 15 gebogen und versetzt sind in die Drähte 18 (Fig. 21 und 22) eingreifen.
Probe L von Tabelle I ist ein gewebefreier 5· 5-Reifenwulstaufbau, bei dem die Drahtenden 15 entlang der Seitenwände 32 des Reifenwulst-Ringkörpers 14 hochgebogen sind. Der 5 ·5-Reifenwulstaufbau besaß eine gemessene Bruchlastbarkeit von 2635 kg (5810 lbs), eine ca. 11%ige Erhöhung gegenüber dem konventionellen 5·5- Wulstaufbau des Standes der Technik.
Die Fig. 5-6, 19-20, 23-24 veranschaulichen eindrahtige 5·5-Reifenwulstaufbauten 12, während Fig. 6A und 20A eindrahtige 4-5-6-5-4-Reifenwulstaufbauten illustrieren, auf die die Prinzipien der Drahtendenbehandlung gemäß der vorliegenden Erfindung anwendbar sind. Man sollte jedoch davon ausgehen, daß die Größenordnung der Festigkeitserhöhung von der Anzahl der Drahtumwicklungen in der Innenschicht abhängt. Bei einem Einzeldrahtwulst, beispielsweise, der wenige Drahtumwicklungen in der Innenschicht aufweist, wie z. B. eine 2-3-2-Konstruktion, hat die Reduzierung der Belastungskonzentration um das Einzeldrahtende durch die oben beschriebenen Endenbehandlungen eine etwas größere positive Auswirkung auf die Wulstfestigkeit als bei einem Wulsttyp mit vielen Drahtumgängen in der Innendurchmesserschicht.
Die Drahtendenbearbeitungen gemäß der vorliegenden Erfindung sind auf gewebefreie Wulste anwendbar, die Drahtelemente mit einer Mehrzahl von Drahtenden aufweisen und nichtrunde Querschnitte besitzen, z. B. rechteckige Drahtelemente.

Claims

1. Reifenwulstaufbau (12), umfassend eine vorbestimmte Länge an Drahtmaterial mit wenigstens einem mit Polymermaterial (19) umhüllten länglichen Draht (18), das um eine Achse gewickelt ist, um zwecks Erhalt eines Reifenwulstaufbaus mit inneren (20) und äußeren (30) Oberflächen eine Mehrzahl von übereinanderliegenden Umgängen des Drahtmaterials zu erzielen, wobei ein Ende (15) der vorbestimmten Länge an Drahtmaterial in die genannte innere Oberfläche (20) des Reifenwulstaufbaus (12) eingreifen kann, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte eine Ende (15) der genannten vorbestimmten Länge an Drahtmaterial mechanisch verformt oder erweicht ist oder daß Puffer- oder Keilvorrichtungen (24) an diesem anliegen, um die Belastungskonzentration zwischen dem genannten einen Ende (15) der vorbestimmten Länge an Drahtmaterial und der genannten inneren Oberfläche (20) des Reifenwulstaufbaus auf ein Minimum zu reduzieren.

2. Reifenwulstaufbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Reifenwulstaufbau gewebefrei und das Drahtmaterial als Bandmaterial gestaltet ist, das eine Mehrzahl von mit dem genannten Polymermaterial umhüllten länglichen Drähten umfaßt.

3. Reifenwulstaufbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Drahtmaterial aus einem einzelnen, mit dem genannten Polymermaterial umhüllten Draht gebildet ist.

4. Reifenwulstaufbau nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte mechanische Verformung das Zuspitzen des genannten einen Endes der genannten vorbestimmten Länge an Drahtmaterial umfaßt.

5. Reifenwulstaufbau nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Zuspitzen des genannten einen Endes der genannten vorbestimmten Länge an Drahtmaterial Schleifen des genannten einen Endes umfaßt.

6. Reifenwulstaufbau nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte mechanische Verformung Schrägschneiden, Gesenkformen, spanendes Bearbeiten oder Runden des genannten einen Endes der genannten vorbestimmten Länge des Drahtmaterials umfaßt.

7. Reifenwulstaufbau nach Anspruch 2 oder einem der Ansprüche 4 bis 6 in Abhängigkeit von Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Reifenwulstaufbau eine 5·5-, 4·4- oder 3·4-Struktur aufweist.

8. Reifenwulstaufbau nach Anspruch 3 oder einem der Ansprüche 4 bis 6 in Abhängigkeit von Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Reifenwulstaufbau eine 2-3-2-Struktur, eine 3-4-3-Struktur oder eine 3-4-5-4-3- Struktur aufweist.

9. Reifenwulstaufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Reifenwulstaufbau außerdem Seitenwandflächen darauf aufweist, wobei die genannten inneren und äußeren Oberflächen und die genannten Seitenwandflächen einen Wulstkörperteil bilden, und dadurch, daß die genannte mechanische Verformung das Biegen des genannten einen Endes der genannten vorbestimmten Länge an Drahtmaterial umfaßt, um dieses entlang wenigstens einer Seitenwandfläche des genannten Wulstkörperteils zu positionieren.

10. Reifenwulstaufbau nach Anspruch 9 in Abhängigkeit von Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte mechanische Verformung das Biegen eines Endes von einem aus der Mehrzahl von Drähten der genannten vorbestimmten Länge von Bandmaterial umfaßt, um dieses gegen die genannte innere Oberfläche des Reifenwulstaufbaus zu positionieren.

11. Reifenwulstaufbau nach Anspruch 9 in Abhängigkeit von Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte mechanische Verformung das Biegen eines Endes der genannten vorbestimmten Länge des einzelnen Drahtes umfaßt, um diesen gegen die innere Oberfläche des Reifenwulstaufbaus zu positionieren.

12. Reifenwulstaufbau nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte mechanische Verformung das Biegen des genannten einen Endes der genannten vorbestimmten Länge an Drahtmaterial umfaßt, um dieses in dem genannten Wulstkörperteil zu positionieren.

13. Reifenwulstaufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Erweichen durch Wärme erfolgt.

14. Reifenwulstaufbau nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Erweichen durch Wärme das Hartlöten, Löten oder Drahtoberflächenverschweißen des genannten einen Endes mit der genannten inneren Oberfläche des Wulstaufbaus umfaßt.

15. Reifenwulstaufbau nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Erweichen durch Wärme das Wärmestrecken des genannten Drahtmaterials umfaßt, um dasselbe zwecks Erhalt von wenigstens einem Ende der genannten vorbestimmten Länge an Drahtmaterial zu trennen.

16. Reifenwulstaufbau nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Puffervorrichtung ein Material auf Gummibasis oder ein verstärktes Gewebematerial ist.

17. Reifenwulstaufbau nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Puffervorrichtung ein Metallmaterial ist.

18. Reifenwulstaufbau nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Metallmaterial Aluminium ist.

19. Reifenwulstaufbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Keilvorrichtung ein Material auf Gummibasis oder ein verstärktes Gewebematerial ist.

20. Reifenwulstaufbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Keilvorrichtung ein Metallmaterial ist.

21. Reifenwulstaufbau nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Metallmaterial Aluminium ist.

22. Reifenwulstaufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 8 oder 13 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Ende der genannten vorbestimmten Länge an Drahtmaterial einen verringerten Drahtquerschnitt aufweist, um eine verringerte Belastungskonzentration zu erzielen, wenn sich das genannte wenigstens eine Ende in Eingriff mit der inneren oder äußeren Oberfläche des Reifenwulstaufbaus befindet.

23. Reifenwulstaufbau nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden des genannten wenigstens einen länglichen Drahtmaterials nicht auf einer einzigen Ebene lotrecht zur Achse des Drahtmaterials liegen, sondern an relativ zueinander verschobenen Stellen entlang der Länge des Drahtmaterials und zwar auf eine solche Weise, daß die Drahtabschlußenden in bezug auf die inneren und äußeren Oberflächen des Reifenwulstaufbaus versetzt sind.

24. Reifenwulstaufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte mechanische Verformung das Abziehen der genannten Polymermaterialhülle bis zu dem genannten einen Ende der genannten vorbestimmten Länge an Drahtmaterial umfaßt, um dieses zwecks Reduzierung der Belastungskonzentration zwischen dem genannten einen Ende des vorbestimmten Drahtmaterials und der genannten inneren Oberfläche des Reifenwulstaufbaus zu entfernen.

25. Reifenwulstaufbau nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Drahtmaterial eine Mehrzahl runder, länglicher, mit dem genannten Polymermaterial umhüllter Drähte umfaßt.

26. Reifenwulstaufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte vorbestimmte Länge an Drahtmaterial längliche, unrunde Drähte umfaßt, die um eine Achse gewickelt sind, um zwecks Erhalt eines Reifenwulstaufbaus mit inneren und äußeren Oberflächen eine Mehrzahl von übereinanderliegenden Umgängen des Drahtmaterials zu erzielen, wobei ein Ende der genannten vorbestimmten Länge an Drahtmaterial in die genannte innere Oberfläche des Reifenwulstaufbaus eingreifen kann, und dadurch, daß das genannte eine Ende der genannten vorbestimmten Länge an Drahtmaterial mechanisch verformt oder erweicht ist oder daß Puffer- oder Keilvorrichtungen an diesem anliegen, um die Belastungskonzentration zwischen dem genannten einen Ende der vorbestimmten Länge an Drahtmaterial und der genannten inneren Oberfläche des Reifenwulstaufbaus auf ein Minimum zu reduzieren.