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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Luftreifen, insbesondere
auf eine Wulststruktur, die in der Lage ist, das Gewicht der Wulstabschnitte
zu reduzieren, ohne die Wulsthaltbarkeit zu verschlechtern.
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Bei
Luftreifen, die unter relativ schweren Lasten verwendet werden wie
z. B. Reifen für
schwere Beanspruchungen für
Lastkraftwagen und Busse, Leichtlastkraftwagenreifen und dergleichen
wird ein großes
Volumen eines Wulstkernreitergummis zwischen einem Karkasslagenumschlagabschnitt
und einem Hauptabschnitt angeordnet, um die Wulststeifigkeit zu
erhöhen
und dadurch eine Verformung des Reifens unter schweren Lasten zu
verringern.
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In
der jüngsten
Vergangenheit wurden Wulststrukturen nachgeprüft, um das Reifengewicht zu
reduzieren, und es wurden zahlreiche Anstrengungen unternommen,
um das Gewicht der Wulstabschnitte durch Verringern des Volumens
des Wulstkernreitergummis zu reduzieren.
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In
Reifen, in denen der Wulstkernreitergummi sehr klein ist, sind Bewegungen
und eine Biegeverformung der Karkasslagen unter Lasten relativ groß. Daher
können
die Karkasskorde leicht durchtrennt werden, da die Spannung der
Karkasskorde groß ist
und eine große
Beanspruchung sich auf Berührungspunkte
mit dem Wulstkern konzentriert.
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Die
JP 07 108 806 A offenbart
einen Luftreifen gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1. Die Karkasskorde berühren den Wulstkern direkt und
werden somit leicht durchtrennt.
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Die
EP-A-0 492 504 offenbart einen Luftreifen mit einem aus Metalldrahtwendeln
gebildeten Wulstkern. Eine Bahn aus Elastomermaterial wird schleifenartig
um das Paket aus Metallwendeln, die den Wulstkern bilden, gewickelt.
Diese Bahn ist mit einem Streifen aus gummiertem Gewebe, das mit
Korden aus einem Schrumpfmaterial verstärkt ist, bedeckt. Während des
Vulkanisierens des Reifens schrumpfen diese Korde und die Bahn aus
Elastomermaterial wird somit auf den Wulstkern gedrückt.
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Die
EP-A-0 692 395 offenbart einen Luftreifen mit einer aus einem Textilgewebe
hergestellten Bandage, die um eine Gürtelschicht eines Reifens oder
um einen Wulstkern herum gewickelt werden kann.
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Es
ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Luftreifen bereitzustellen,
in dem ein Durchtrennen der Karkasskorde verhindert und die Haltbarkeit
der Wulstabschnitte verbessert wird.
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Dieses
Ziel wird durch einen Luftreifen nach Anspruch 1 erreicht.
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Die
Wulstkernabdeckung wird vorzugsweise aus einem Textilgewebe aus
organischem Fasergarn wie Nylon, Rayon, Polyester und dergleichen
hergestellt.
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Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung und alternative Ausführungsformen, die nicht in
den Umfang der Erfindung fallen, werden nun im Detail in Verbindung
mit den beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen:
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1 eine
Querschnittsansicht eines Reifens für schwere Beanspruchungen gemäß der vorliegenden Erfindung
ist;
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2 eine
vergrößerte Querschnittsansicht
des Wulstabschnittes davon ist;
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3 eine
Querschnittsansicht ist, die den Wulstkern und das Textilgewebe
zeigt;
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4 eine
Querschnittsansicht eines Leichtlastkraftwagenreifens gemäß der vorliegenden
Erfindung ist;
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5 eine
vergrößerte Querschnittsansicht
des Wulstabschnittes davon ist;
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6 eine
Querschnittsansicht eines Reifens für schwere Beanspruchungen ist,
der nicht in den Umfang der vorliegenden Erfindung fällt;
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7 eine
vergrößerte Querschnittsansicht
des Wulstabschnittes davon ist;
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8 eine
vergrößerte Querschnittsansicht
ist, die eine Abdichtungsstruktur für einen Wulsthohlraum zeigt;
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9 eine
vergrößerte Querschnittsansicht
ist, die ein weiteres Beispiel einer Abdichtungsstruktur für den Wulsthohlraum
zeigt;
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10 eine
schematische Darstellung zur Erklärung des Karkasskordabstands
in dem angrenzenden Teil ist; und
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11 bis 14 schematische
Darstellungen zur Erklärung
eines Verfahrens zum Herstellen eines Reifens mit dem Wulsthohlraum
sind.
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Weder
ein Reifen mit einem wie in 8 bis 10 gezeigten
Wulsthohlraum noch ein Herstellungsverfahren wie unter Bezugnahme
auf die 11 bis 14 erklärt fallen
in den Umfang der vorliegenden Erfindung.
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Definitionen
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Als
Erstes werden die in dieser Anmeldung verwendeten Begriffe „Standardfelge", „Standarddruck", „Standardbelastung", „Wulstbasislinie" und „radiale
Höhe" wie folgt definiert:
„Standardfelge" ist die „Standardfelge" gemäß JATMA,
die „Messfelge" gemäß ETRTO,
die „Designfelge" gemäß TRA oder
dergleichen.
„Standarddruck" ist der „maximale
Luftdruck" gemäß JATMA,
der „Aufpumpdruck" gemäß ETRTO,
der maximale in der Tabelle „Tyre
Load Limits at Various Cold Inflation Pressures" (Reifenbelastungsgrenzen bei verschiedenen
kalten Aufpumpdrücken)
gemäß TRA angegebene
Druck oder dergleichen.
„Standardbelastung" ist die „maximale
Tragfähigkeit" gemäß JATMA,
die „Tragfähigkeit" gemäß ETRTO,
der maximale in der oben erwähnten
Tabelle angegebene Wert gemäß TRA oder
dergleichen.
„Wulstbasislinie" ist eine axiale
Linie, die an dem Wulstfersenpunkt an dem axial äußeren Ende der Wulstunterseite
verläuft
und dem Felgendurchmesser entspricht; und
„Radiale Höhe" ist eine radial von der Wulstbasislinie
gemessene Höhe.
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In
den Zeichnungen umfasst der Reifen 1 (1A, 1B, 1C)
gemäß der vorliegenden
Erfindung einen Laufflächenabschnitt 2,
ein Paar Seitenwandabschnitte 3, ein Paar axial beabstandeter
Wulstabschnitte 4 mit jeweils einem Wulstkern 5 darin,
eine Karkasse 6, die sich zwischen den Wulstabschnitten 4 erstreckt
und einen radial außerhalb
der Karkasse 6 in dem Laufflächenabschnitt 2 angeordneten
Gürtel 7.
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Der
Gürtel 7 umfasst
zumindest eine Lage, vorzugsweise zumindest zwei gekreuzte Lagen
paralleler Korde.
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Für die Gürtelkorde
werden vorzugsweise Korde mit einem hohen Elastizitätsmodul
wie Stahlkord verwendet. Es können
aber Korde aus organischen Fasern, z. B. Nylon, aromatischem Polyamid,
Rayon und dergleichen verwendet werden.
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Der
Wulstkern 5 besteht aus zumindest einem nicht dehnbaren
Material, z. B. einem gewendelten gummierten Stahldraht oder -drähten, einem
gewendelten organischen Kord oder Korden mit hohem Elastizitätsmodul
wie z. B. einem Faserkord aus aromatischem Polyamid, einem gewickelten
bandähnlichen
Material und dergleichen.
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Für die Querschnittsform
des Wulstkerns 5 wird vorzugsweise eine sechseckige Form
verwendet. Im Fall von Reifen für
schwere Beanspruchungen zum Aufziehen auf eine 15 Grad verjüngte Felge
wird vorzugsweise eine sechseckige Form verwendet, deren Aspektverhältnis niedrig
ist und deren Hauptachse im Wesentlichen unter demselben Winkel
(10 bis 17 Grad) geneigt ist wie die Neigung der Felgenschulter
(15 Grad).
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Der
Wulstkern 5 ist mit einer aus einem Textilgewebe 19 und/oder
einer Gummischicht 16 hergestellten Wulstkernabdeckung
bedeckt, um zu verhindern, dass die Karkasskorde 21 den
Wulstdraht direkt berühren.
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Die
Karkasse 6 umfasst zumindest eine Lage 9 von Korden 21,
die radial unter einem Winkel von 70 bis 90 Grad in Bezug auf den
Reifenäquator
CO angeordnet sind und sich zwischen den Wulstabschnitten 4 durch
den Laufflächenabschnitt 2 und
die Seitenwandabschnitte 3 erstrecken und in jedem Wulstabschnitt 4 von
der Innenseite zu der Außenseite
des Reifens um den Wulstkern 5 umgeschlagen sind, um ein
Paar Karkasslagenumschlagabschnitte 9B und einen Hauptabschnitt 9A dazwischen
zu bilden.
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Für die Karkasskorde 21 werden
im Fall von Reifen für
schwere Beanspruchungen vorzugsweise Stahlkorde verwendet. Es können jedoch
Korde aus organischen Fasern wie z. B. Nylon, Rayon, Polyester, aromatischem
Polyamid und dergleichen verwendet werden.
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Was
die Karkasslagenumschlagabschnitte 9B betrifft, nimmt der
Abstand von dem Karkasslagenhauptabschnitt 9A allmählich nach
radial außen
von dem Wulstkern 5 ab, und dann, von einer bestimmten
radialen Höhe
(h) an, wird der Abstand ein im Wesentlichen konstanter Minimalwert.
Dieser Teil (nachfolgend angrenzender Teil 15), in dem
der Abstand zwischen dem Umschlagabschnitt 9B und dem Hauptabschnitt 9A minimal
ist und diese Abschnitte somit aneinander grenzen, weist eine bestimmte
Länge L2
auf.
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Des
Weiteren ist ein Teil des Umschlagabschnittes 9B zwischen
einem Punkt, an dem der Karkasslagenumschlagabschnitt 9B mit
dem Wulstkern 5 in Berührung
gelangt, und einem Punkt, der dem radial inneren Ende des angrenzenden
Teiles 15 entspricht, zu der axialen Innenseite hin gekrümmt. In
dem angrenzenden Teil 15 erstreckt er sich aber im Wesentlichen
gerade entlang des Karkasslagenhauptabschnittes 9A. Der
Karkassumschlagabschnitt 9B endet an einer Position radial
innerhalb des Punktes maximaler Reifenbreite.
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Was
den Karkasslagenhauptabschnitt 9A betrifft, ist ein Teil,
der sich von einem Punkt, an dem der Karkasslagenhauptabschnitt 9A in
Berührung
mit dem Wulstkern 5 gelangt, radial nach außen erstreckt,
im Wesentlichen gerade ausgebildet. Dieser gerade Teil Y erstreckt
sich zumindest bis zu dem radial inneren Ende des angrenzenden Teils 15, üblicherweise
zu dem radial äußeren Ende
des angrenzender Teils 15, wodurch die Karkasskordbahn
minimiert wird, um, wenn der Reifen belastet wird, die axiale Bewegung
nach außen
oder die Verformung der Karkasse zu steuern. Somit kann die Verformung
des Wulstabschnittes reduziert werden.
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Ein
Raum, der als von dem Karkasslagenumschlagabschnitt 9B,
dem Hauptabschnitt 9A und dem Wulstkern 5 umgeben
definiert ist, ist mit einem Wulstkernreitergummi 10 geringer
Größe oder
einem Gas (üblicherweise
Luft) gefüllt.
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Der
Wulstabschnitt 4 ist entlang seiner Unterseite und axialen
Außenseite
mit einem Wulstband 11 versehen.
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Das
Wulstband 11 besteht aus einem relativ harten Gummi mit
einem 100-%-Modul von 55 bis 75 kgf/cm2,
während
der Seitenwandgummi 10 einen 100-%-Modul von 10 bis 20
kgf/cm2 aufweist. Das Wulstband 11 erstreckt
sich von der Unterseite des Wulstkerns 5 radial nach außen und
liegt an der axialen Außenseite
der Karkasse 6 an. Der Wulstbandgummi 11 überlappt
verjüngt
den Seitenwandgummi 10 über
dem radial äußeren Ende
des Felgenhorns Jf. In dem überlappten
Abschnitt ist der Wulstbandgummi 11 an der axialen Innenseite
des Seitenwandgummis 10 angeordnet. An der Außenfläche des
Reifens ist die radiale Höhe L4
der radial äußeren Kante
des Wulstbandgummis 11 vorzugsweise im Bereich des 1,2-fachen
bis zum 2,5-fachen der Felgenhornhöhe H festgelegt.
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Wenn
die Höhe
L4 mehr als das 2,5-fache von H beträgt, nimmt die Wärmeentwicklung
zu und es besteht die Tendenz, dass Risse an dem Oberflächenwulstbandgummi 11 auftreten,
und im Ergebnis nimmt die Wulsthaltbarkeit ab. Wenn sie weniger
als das 1,2-fache von H beträgt,
besteht die Tendenz, dass der radial innere Endabschnitt des Seitenwandgummis 10 verschleißt.
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Wenn
der 100-%-Modul des Wulstbandgummis 11 weniger als 55 kgf/cm2 beträgt,
ist die Wulststeifigkeit nicht ausreichend. Wenn er mehr als 75
kgf/cm2 beträgt, nimmt die Wärmeentwicklung
zu und die Wulsthaltbarkeit nimmt ab.
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Wenn
der 100-%-Modul des Seitenwandgummis 10 weniger als 10
kgf/cm2 beträgt, ist es schwierig, die Karkasse 6 vor äußeren Beschädigungen
zu schützen.
Wenn er mehr als 20 kgf/cm2 beträgt, besteht
die Tendenz, dass Risse an der Seitenwandoberfläche auftreten.
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1 und 2 zeigen
einen Radialreifen 1A für
schwere Beanspruchungen gemäß der vorliegenden
Erfindung, wobei ein Zustand gezeigt ist, in dem der Reifen auf
einer Standardfelge J (eine 15 Grad verjüngte Tiefbettfelge) aufgezogen
und auf einen Innendruck von 50 kPa aufgepumpt ist.
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In
dieser Ausführungsform
besteht der Wulstkern 5 aus einem gewendelten gummierten
Draht, dessen Querschnittsform ein Sechseck mit einem niedrigen
Aspektverhältnis
ist und dessen Hauptachse im Wesentlichen unter demselben Winkel
geneigt ist wie die Neigung der Felgenschulter (15 Grad).
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Der
Wulstkern 5 ist mit einer aus einem Textilgewebe 19 bestehenden
Wulstkernabdeckung bedeckt, um zu verhindern, dass die Karkasskorde 21 den
Wulstdraht direkt berühren.
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Das
Textilgewebe 19 besteht aus organischem Fasergarn wie z.
B. Nylon, Rayon, Polyester und dergleichen. Vorzugsweise ist das
Garn im Vergleich mit den üblichen
Reifenkorden relativ dünn
(z. B. 940 dtex/2 bis 1670 dtex/2). Es ist möglich, die Wulstkernoberfläche teilweise
zu bedecken, aber in diesem Beispiel ist das Textilgewebe 19,
wie in 3 gezeigt, in mindestens einer Einzelschicht,
vorzugsweise einer Doppelschicht, um den Wulstkern 5 gewickelt,
so dass sie die gesamte Oberfläche
des Wulstkerns 5 bedeckt.
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Die
Karkasse 6 besteht aus einer Einzellage 9 von
Stahlkorden, die ein Paar Umschlagabschnitte 9B und einen
Hauptabschnitt 9A umfasst.
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Der
Abstand des Karkasslagenumschlagabschnittes 9B von dem
Hauptabschnitt 9A wird ein Minimalwert von einer radialen
Höhe (h)
und der angrenzende Teil 15 erstreckt sich über eine
Länge H
von 35 bis 70 mm. In dem angrenzenden Teil 15 ist die Gummidicke,
gemessen von den Korden des Umschlagabschnittes 9B bis
zu den Korden des Hauptabschnittes 9A, im Bereich von 0,5
bis 4,0 mm festgelegt, um eine Teilungs- oder Scherkraft dazwischen
wirksam abzuschwächen.
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Der
von dem Karkasslagenumschlagabschnitt 9B, dem Hauptabschnitt 9A und
dem Wulstkern 5 umgebene Raum ist mit einem Wulstkernreiter 10 gefüllt.
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Der
Wulstkernreiter 10 besteht aus einem relativ harten Gummi
mit einer JIS-A-Härte
von 70 bis 100 Grad und verjüngt
sich von dem Wulstkern 5 zu der radialen Außenseite
hin. Die radiale Höhe
(h) seines radial äußeren Endes 13 ist
im Bereich des 0,1- bis 0,3-fachen, vorzugsweise nicht mehr als
das 0,25-fache, noch bevorzugter nicht mehr als das 0,20-fache der
radialen Höhe
Hk der Außenfläche der
Karkasse 6 an dem Reifenäquator CO festgelegt.
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In
dem geraden Teil Y des Karkasslagenhauptabschnittes 9A und
dem gekrümmten
Teil des Umschlagabschnittes 9B ist die Dicke des Wulstkernreitergummis 10 verringert.
Im Ergebnis befindet sich der Umschlagabschnitt 9B nahe
der spannungsneutralen Linie und verringert dadurch erheblich die
Druckspannung während
des Betriebs.
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Der
Gürtel 7 in
dieser Ausführungsform
besteht aus vier Lagen 7A, 7B, 7C und 7D von
parallelen Stahlkorden, die in dieser Reihenfolge von der Innenseite
zu der Außenseite
angeordnet sind.
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Der
Kordwinkel der ersten Lage 7A beträgt 50 bis 70 Grad und die Winkel
der zweiten, dritten und vierten Lagen 7B bis 7D betragen
10 bis 30 Grad in Bezug auf den Reifenäquator CO. Die Neigungen der
Korde in Bezug auf den Reifenäquator
CO sind zwischen den zweiten und dritten Gürtellagen 7B und 7C umgedreht.
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Vergleichstest 1
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Reifen
für schwere
Beanspruchungen der Größe 11R22,5
14PR mit der in 1 und 2 gezeigten Struktur
wurden angefertigt und auf Wulsthaltbarkeit getestet.
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Wulsthaltbarkeitstest:
Unter Verwendung einer Reifentestwalze wurde jeder Testreifen einem 600-stündigen Dauerfahrtest
unter den folgenden Bedingungen unterzogen und die Fahrzeit bis
zu einem Wulstschaden wurde gemessen.
Fahrgeschwindigkeit:
20 km/h
Reifenlast: 300 % der Standardlast = 9.000 kg
Reifendruck:
Standarddruck von 800 kPa,
Radfelge: 22,5 × 8,25 Standardfelge
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Die
Spezifikationen der Reifen und Testergebnisse sind in Tabelle 1
gezeigt.
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Die 4 und 5 zeigen
einen auf eine Standardfelge J aufgezogenen und auf einen Innendruck von
50 kPa aufgepumpten Leichtlastkraftwagenreifen 1B gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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Der
Gürtel 7 besteht
aus mindestens zwei gekreuzten Lagen, in diesem Beispiel zwei Kreuzlagen 7B und 7C,
aus Korden mit hohem Elastizitätsmodul
wie z. B. Stahlkorden und dergleichen.
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Der
Wulstkern 5 besteht aus gummiertem Stahldraht, der in einer
sechseckigen Querschnittsform gewendelt ist.
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Die
Karkasse 6 umfasst eine bis drei Lagen, in diesem Beispiel
zwei Lagen 9 und 14, von Korden 21 aus
organischen Fasern wie z. B. aus Polyester, Rayon, Nylon, aromatischem
Polyamid und dergleichen, die unter einem Winkel von 75 bis 90 Grad
in Bezug auf den Reifenäquator
CO angeordnet sind.
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Die
innere Karkasslage 9 besteht aus einem Paar Umschlagabschnitten 9B,
die von der Innenseite zu der Außenseite des Reifens um den
Wulstkern 5 umgeschlagen sind, und einem Hauptabschnitt 9A dazwischen.
Die äußere Karkasslage 14 weist
jedoch keinen Umschlagabschnitt auf. Die äußere Karkasslage 14 ist an
der inneren Karkasslage 9 angeordnet, so dass die Außenseite
des Hauptabschnittes 9A und die Außenseite der Umschlagabschnitte 9B bedeckt
sind, und endet axial außerhalb
oder unterhalb des Wulstkerns 5.
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Ähnlich wie
bei dem zuerst beschriebenen Reifen 1A werden ein im Wesentlichen
gerader Teil Y des Karkasslagenhauptabschnittes 9A, ein
gekrümmter
Teil des Karkassumschlagabschnittes 9B und ein angrenzender Teil 15 des
Karkasslagenhauptabschnittes und des Umschlagabschnittes gebildet.
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In
dieser Ausführungsform
ist der von dem Karkasslagenumschlagabschnitt 9B, dem Hauptabschnitt 9A und
dem Wulstkern 5 umgebene Raum mit einem Wulstkernreiter 10 gefüllt.
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Der
Wulstkernreiter 10 besteht aus einem relativ harten Gummi
mit einer JIS-A-Härte
von 70 bis 100 Grad und verjüngt
sich von dem Wulstkern 5 zu der radialen Außenseite
hin. Die radiale Höhe
(h) seines radial äußeren Endes 13 ist
im Bereich von H –15
mm bis H +15 mm festgelegt, wobei H die Felgenhornhöhe ist.
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Die
Höhe (h)
in diesem Reifen 1B ist niedriger als jene des vorherigen
Reifens 1A. Bei solch einem Reifen besteht während des
Aufbauens des Reifens die Tendenz, dass der Karkasslagenumschlagabschnitt sich
von dem äußeren Ende
des Wulstkernreitergummis 10 ablöst. Bei dem fertigen Reifen
kann es daher leicht zu einem Versagen des Klebers kommen und Luft
bleibt in dieser Position, was die Wulsthaltbarkeit erheblich verringert.
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Um
dieses Problem zu vermeiden, wird, wie in 5 gezeigt,
eine erste Gummischicht 16 zwischen der Karkasse 6 und
den axialen Innen- und Außenflächen des
Wulstkernreiters 10 angeordnet.
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Die
erste Gummischicht 16 besitzt eine JIS-A-Härte von
50 bis 80 Grad, die kleiner ist als die JIS-A-Härte des Wulstkernreitergummis,
und eine im Wesentlichen konstante Dicke T1 von 1,0 bis 3,0 mm.
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In
diesem Beispiel erstreckt sich die erste Gummischicht 16 kontinuierlich
von der axialen Innenseite zu der Außenseite des Wulstkernreiters 10 durch
die Unterseite des Wulstkerns 5. Somit ist auch die erste Gummischicht 16 zwischen
der Karkasse und dem Wulstkern angeordnet, wodurch verhindert werden
kann, dass die Karkasskorde den Wulstkern direkt berühren, und
eine scharfe Biegung der Karkasskorde an den Ecken des Wulstkerns
wird verhindert. Somit können
die Karkasskord-Durchtrennungen
wirksam gesteuert werden.
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Im Übrigen ist
es möglich,
solch eine Gummischicht und das oben erwähnte Textilgewebe 19 gleichzeitig
zu verwenden.
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In
diesem Beispiel erstreckt sich ferner die erste Gummischicht 16 kontinuierlich
von sowohl der axialen Innenseite als auch Außenseite des Wulstkernreiters 10 zu
dem angrenzenden Teil 15. Mit anderen Worten, eine zweite
Gummischicht 17 mit einer Dicke T2 von 2,0 bis 6,0 mm (zwei
Mal T1) und einer JIS-A-Härte von
50 bis 80 Grad ist zwischen dem Karkasslagenhauptabschnitt 9A und
Umschlagabschnitt 9B in dem angrenzenden Teil 15 angeordnet.
Die Länge
L1 der zweiten Gummischicht 17, gemessen entlang der Karkasse 6,
ist vorzugsweise im Bereich von 5 bis 15 mm festgelegt.
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Wenn
die Dicke T1 weniger als 1,0 mm beträgt, ist es schwierig zu verhindern,
dass die Karkasskorde durchtrennt werden. Wenn die Dicke T1 mehr
als 3,0 mm beträgt,
wird die Eingriffskraft zwischen dem Reifen und der Felge ungenügend.
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Wenn
die Dicke T2 weniger als 2,0 mm beträgt und/oder die Länge L1 weniger
als 5 mm beträgt,
ist es schwierig, die Luft zu beseitigen, und es kann leicht zu
einem Versagen des Klebers kommen. Wenn die Dicke T2 und Länge L1 mehr
als 6,0 mm bzw. 15 mm betragen, nimmt das Gewicht entgegen dem vordringlichen
Ziel zu.
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In
dieser Ausführungsform
erstreckt sich das Wulstband 11 radial nach außen und
liegt an der axialen Außenseite
der äußeren Karkasslage 14 an.
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Vergleichstest 2
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Leichtlastkraftwagenreifen
der Größe 7,00R16
mit der in den 4 und 5 gezeigten
Struktur wurden angefertigt und auf Wulsthaltbarkeit getestet.
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Wulsthaltbarkeitstest:
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Unter
Verwendung einer Reifentestwalze wurde jeder Testreifen einem 600-stündigen Dauerfahrtest unter
den folgenden Bedingungen unterzogen und die Fahrzeit bis zu einem
Wulstschaden wurde gemessen.
Fahrgeschwindigkeit: 20 km/h
Reifenlast:
1100 kg
Reifendruck: 600 kPa
Radfelge: 5,50FX16 Standardfelge
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Die
Spezifikationen der Reifen und die Testergebnisse sind in Tabelle
2 gezeigt.
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Eine
dritte Ausführungsform
ist in den 6 und 7 gezeigt
und ist ein auf eine Standardfelge J aufgezogener und auf einen
Standarddruck aufgepumpter, aber nicht mit einer Reifenlast belasteter
Radialreifen 1C für
schwere Beanspruchungen.
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In
dieser Ausführungsform
besteht der Gürtel 7 aus
vier Lagen 7a, 7b, 7c und 7d von
parallelen Stahlkorden, die in dieser Reihenfolge von der Innenseite
zu der Außenseite
angeordnet sind. Der Kordwinkel der ersten Lage 7a beträgt 50 bis
70 Grad und die Winkel der zweiten, dritten und vierten Lagen 7b bis 7d betragen nicht
mehr als 30 Grad in Bezug auf den Reifenäquator CO.
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Der
Wulstkern 5 besteht aus einem gewendelten gummierten Draht,
wobei seine Querschnittsform wie bei dem Reifen 1A erklärt ein Sechseck
mit einem geringen Aspektverhältnis
ist. Und der Wulstkern 5 ist mit einer aus einem Textilgewebe 19 bestehenden
Wulstkernabdeckung bedeckt.
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Die
Karkasse 6 umfasst eine Einzellage 9 von Stahlkorden,
die im Wesentlichen unter 90 Grad in Bezug auf den Reifenäquator C
angeordnet sind.
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Ähnlich wie
bei den vorherigen Reifen 1A und 1B werden ein
im Wesentlichen gerader Teil Y des Karkasslagenhauptabschnittes 9A,
ein gekrümmter
Teil 12 des Karkassumschlagabschnittes 9B und
ein angrenzender Teil 15 des Karkasslagenhauptabschnittes
und des Umschlagabschnittes gebildet.
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Der
gekrümmte
Teil 12 erstreckt sich axial innerhalb oder an einer geraden
Linie X, wobei die gerade Linie X zwischen dem axial äußersten
Punkt BP des Wulstkerns 5 und dem äußeren Ende 8e des
Hohlraums 8 gezogen ist.
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In
dieser Ausführungsform
ist der von dem Karkasslagenumschlagabschnitt 6B, dem Hauptabschnitt 6A und
dem Wulstkern 5 umgebene Raum nicht mit einem Wulstkernreitergummi
gefüllt.
Der Raum ist mit einem Gas, üblicherweise
Luft, gefüllt,
um einen Hohlraum 8 zu bilden.
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Wie
in 7 gezeigt, verjüngt sich der Hohlraum 8 von
dem Wulstkern 5 zu der radialen Außenseite hin. Die radiale Höhe (h) seines äußeren Endes 8e beträgt das 0,7-
bis 3,0-fache der radialen Höhe
H des Felgenhorns Jf. Wenn die Höhe
(h) mehr als das 3,0-fache der Höhe
H beträgt,
nehmen die Wulsthaltbarkeit und Wulststeifigkeit ab.
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Der
Innendruck des Hohlraums 8 ist auf mehr als den Atmosphärendruck
festgelegt.
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Um
den Innendruck beizubehalten, ist der Hohlraum 8 von einer
luftdichten Gummischicht 20 (20A, 20B)
umgeben.
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In
den 6 und 7 ist entlang der Innenseite
des Hohlraums 8 eine Abdichtungsschicht 20B angeordnet.
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Die
Abdichtungsschicht 20B besteht vorzugsweise aus einem Butylkautschuk
und enthält
nicht mehr als 30 phr an halogeniertem Butylkautschuk. Die Dicke
Ta der Abdichtungsschicht 20B beträgt zumindest 0,2 mm. Insbesondere
wenn der Gehalt an halogeniertem Butylkautschuk minimal ist, ist
es besser, eine dickere Schicht zu verwenden. Vorzugsweise ist die
Dicke Ta (mm) derart bestimmt, dass sie nicht weniger als den 20-fachen
Gehalt (phr) an halogeniertem Butylkautschuk beträgt. Und
die Dicke Ta beträgt
nicht mehr als 1,5 mm und nicht mehr als den 50-fachen Gehalt (phr) an halogeniertem
Butylkautschuk.
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Wie
in 8 gezeigt, wird, wenn die Gummierungsgummischicht 20A der
Karkasslage und des Wulstkerns sehr dünn und/oder der Gummierungsgummi
ein Nicht-Butylkautschuk ist, dessen Hauptkomponente ein Dien-Kautschuk
ist, die Abdichtungsschicht 20B vorzugsweise angeordnet.
Wenn die Gummierungsgummischicht 20A jedoch ausreichend
dick ist, um Luftdichtheit bereitzustellen, kann die Abdichtungsschicht 20B weggelassen
werden. Im Übrigen
liegt die Dicke des Gummierungsgummis 20A im Bereich von
0,15 bis 1,0 mm.
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9 zeigt
ein weiteres Beispiel der Abdichtungsstruktur, wobei die Abdichtungsschicht 20B sich
unterhalb des Wulstkerns 5 erstreckt, um den Wulstkern
darin einzuhüllen.
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Die
Haftung der Butylkautschukschicht 20B ist im Vergleich
mit dem Gummierungsgummi nicht so gut. Daher ist, um eine Ablösung zu
verhindern, die Einsetzlänge
L5 der Abdichtungsschicht 20B zwischen dem Karkasslagenhauptabschnitt 9A und
Umschlagabschnitt 9B mit nicht mehr als 5 mm festgelegt.
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Des
Weiteren beträgt
die radiale Höhe
L6 des oberen Endes der Abdichtungsschicht 20B vorzugsweise
nicht mehr als das 3,0-fache der Felgenhornhöhe H.
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Wie
in 10 gezeigt ist in dem angrenzenden Teil 15 die
Gummidicke N zwischen den Karkasskorden 21 des Hauptabschnittes 9A und
den Karkasskorden 21 des Umschlagabschnittes 9B im
Bereich des 0,15- bis zum 4,5-fachen, vorzugsweise des 1,3- bis
zum 3,5-fachen des Durchmessers K der Karkasskorde 21 festgelegt.
Wenn die Dicke N weniger als das 0,15-fache von K beträgt, ist es schwierig, die Teilungs-
oder Scherkraft abzuschwächen,
und es besteht die Gefahr, dass die Karkasskorde 21 einander
direkt berühren und
somit eine Karkasslagenablösung
bewirkt wird. Wenn die Dicke N mehr als das 4,5-fache von K beträgt, besteht
die Tendenz, dass der Umschlagabschnitt 9B durch eine Druckspannung
gebrochen wird, und es besteht die Tendenz, dass die Wärmeentwicklung
zunimmt.
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In
diesem Beispiel ist eine Unterplattenschicht 22 mit im
Wesentlichen derselben Härte
wie der Gummierungsgummi zwischen dem Karkasslagenhauptabschnitt 9A und
Umschlagabschnitt 9B angeordnet, um die Dicke N bereitzustellen.
Es ist jedoch auch möglich,
den Karkasslagengummierungsgummi selbst zu verwenden.
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Die
Länge L2
des angrenzenden Teils 15 ist im Bereich des 0,5- bis zum
5,0-fachen, vorzugsweise des 1,0- bis zum 4,0-fachen der maximalen
Querschnittsbreite BW des Wulstkerns 5 festgelegt. Wenn
die Länge
L2 weniger als das 0,5-fache von BW beträgt, nimmt die Wulsthaltbarkeit
ab. Wenn die Länge
L2 mehr als das 5,0-fache von BW beträgt, ist es schwie rig, die Wulsthaltbarkeit
zu verbessern, und es besteht die Tendenz, dass die Reifenoberfläche sich
wellt, und es besteht die Tendenz, dass eine Karkasslagenkantenablösung auftritt,
da das äußere Ende
des Umschlagabschnittes 9B zu einer Position reicht, wo
der Seitenwandgummi relativ dünn
ist.
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In
dieser Ausführungsform
erstreckt sich das Wulstband 11 radial nach außen zu einer
radialen Höhe L3
und liegt an der axialen Außenseite
des Umschlagabschnittes 9B an, wobei die Höhe L3 mehr
als die radiale Höhe
(h) des Hohlraums beträgt.
Im Ergebnis wird die Wulststeifigkeit erhöht und dadurch werden die Laufeigenschaften
wie z. B. Spurhaltigkeit und dergleichen verbessert.
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Vergleichstest 3
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Radialreifen
für schwere
Beanspruchungen der Größe 11R22,5
mit der in den 6 und 9 gezeigten
Struktur wurden angefertigt und auf Wulsthaltbarkeit, Spurhaltigkeit
und Reifengewicht getestet. Die Testreifen wiesen eine Karkasse
auf, die aus einer Einzellage von Stahlkorden (3 × 0,17 +
7 × 0,20)
bestand, die unter einem Winkel von 90 Grad in Bezug auf den Reifenäquator bei
einer Kordzahl von 21 (/5cm) an der Laufflächenmitte angeordnet wurden,
sowie einen Gürtel,
bestehend aus vier parallel zueinander bei einer Kordzahl von 26
(/5cm) angeordneten Lagen von Stahlkorden (3 × 0,20 + 6 × 0,35). Die Kordwinkel der
vier Lagen betrugen +67/+ 18/–18/–18 Grad
(von innen nach außen).
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Wulsthaltbarkeitstest:
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Unter
Verwendung einer Reifentestwalze wurde jeder Testreifen einem Dauerfahrtest über 10.000
Kilometer unter den folgenden Bedingungen unterzogen und die zurückgelegte
Strecke Li bis zu einem sichtbaren Schaden wurde gemessen.
Fahrgeschwindigkeit:
20 km/h
Reifenlast: 9000 kgf
Reifendruck: 1000 kPa
Radfelge:
8,25 × 22,5
Standardfelge
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In
Tabelle 3 ist das Verhältnis
der Strecke Li zu 10.000 Kilometer durch einen Index angegeben,
der darauf basiert, dass er beim Referenzreifen C 100 beträgt.
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Spurhaltigkeitstest:
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Ein
Testfahrer fuhr einen an allen Rädern
mit Testreifen versehenen 10-Tonnen-Lastkraftwagen
auf einer Asphaltstraße
und bewertete das Lenkansprechen, die Steifigkeit, die Bodenhaftung
und dergleichen. Die Ergebnisse sind durch einen Index angegeben,
der darauf basiert, dass er beim Referenzreifen C 100 beträgt. Je höher der
Index, umso besser die Spurhaltigkeit.
Reifendruck: 800 kPa
Radfelge:
8,25 × 22,5
Standardfelge
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Reifengewicht:
In Tabelle 3 ist das Reifengewicht durch einen Index angegeben,
der darauf basiert, dass er beim Referenzreifen 100 beträgt.
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Die
Spezifikationen der Testreifen und die Testergebnisse sind in Tabelle
3 gezeigt.
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Die
Testergebnisse haben bestätigt,
dass die Wulsthaltbarkeit und das Gewicht von Testreifen gemäß der vorliegenden
Erfindung verbessert waren, während
die Spurhaltigkeit erhalten blieb.
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Reifenherstellungsverfahren
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Die 11 bis 14 zeigen
ein Verfahren zum Herstellen des Reifens 1C mit dem Hohlraum 8.
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Zuerst
wird ein Innenseelenkautschuk 30 um eine Reifenaufbautrommel 40 gewickelt.
An jeder Seite des Innenseelenkautschuks 30 wird ein Kautschukstreifen 31 bestehend
aus einem Wulstbandkautschuk 11 und einem Seitenwandkautschuk 10,
die miteinander verbundenen sind, weiter gewickelt. Des Weiteren
wird darauf eine Karkasslage 9 gewickelt, um einen zylindrischen
Hauptkörper 32 zu
bilden. Ein Paar kreisringförmiger
Wulstkerne 5 wird um den zylindrischen Hauptkörper 32 gelegt
und eine Wulstsperre 43 wird auseinandergespreizt, um den
Wulstkern zu fixieren.
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Es
ist anzumerken, dass der Wulstkern im Vorhinein mit einem Textilgewebe 19 bedeckt
wird. Ferner wird ein Butylkautschuksitz für die Abdichtungsschicht 20B über den
Wulstkern 5 gewickelt. Die Reifenaufbautrommel 40 umfasst
hier eine mittlere Aufbauscheibe 42 und ein Paar Seitenaufbauscheiben 41.
Die mittlere Aufbauscheibe 42 kann z. B. durch Aufpumpen
eines Heizbalgs auseinandergespreizt werden und auch die Seitenaufbauscheibe 41 kann
durch Aufpumpen eines Heizbalgs auseinandergespreizt werden. Des
Weiteren wird ein Laufflächenring 36,
der aus einem Laufflächenkautschuk 35 und
einem Gürtel 7 besteht,
die vorher aufgebaut werden, um den Karkasshauptabschnitt herum
gelegt. Als Nächstes
werden, wie in 13 gezeigt, die mittlere Aufbauscheibe 42 und
die Seitenaufbauscheiben 41 auseinandergespreizt, um den
Karkasshauptabschnitt in einer Ringform zu bilden, und die Karkassumschlagabschnitte 9B und
der Kautschukstreifen 31 werden um den Wulstkern 5 auf
den Karkasshauptabschnitt 9A umgeschlagen. Durch das Auseinanderspreizen
des Karkasshauptabschnittes 9A wird der Karkasshauptabschnitt 9A gegen
den Laufflächenring 36 gedrückt. Der
wie oben aufgebaute Rohreifen 1C wird in eine Heizform
eingelegt und unter Anwenden von Hitze und Druck vulkanisiert. Während des
Vulkanisierungsprozesses wird der Hohlraum 8 mit einem
Innendruck über
Atmosphärendruck
versorgt.
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Wie
oben stehend erklärt
kann die vorliegende Erfindung geeigneterweise für Reifen für schwere Beanspruchungen und
für Leichtlastkraftwagenreifen
verwendet werden. Es ist jedoch auch möglich, sie für Personenwagenreifen
und dergleichen zu verwenden.
