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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Reifen-Formwerkzeug, bei dem
der Abschnitt zum Ausbilden der Reifen-Lauffläche in eine
Anzahl von Segmenten unterteilt ist, und den damit hergestellten
Luftreifen.
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Beim
Ausformen eines Luftreifens in einem Formwerkzeug wird eine metallische
Form verwendet, bei der der Abschnitt zum Ausbilden der Reifen-Lauffläche
in der Reifen-Umfangsrichtung in eine Anzahl von Segmenten (in manchen
Fällen auch Sektoren genannt) unterteilt ist. Der Abschnitt
zum Ausbilden der Lauffläche ist gewöhnlich in
sieben bis dreizehn Segmente unterteilt, wobei die einzelnen Segmente
in der Radialrichtung bezüglich der Reifen-Rotationsachse
beweglich sind. Beim Ausformen eines Reifens in dem Formwerkzeug wird
das Formwerkzeug dadurch geschlossen, daß die einzelnen
Segmente in der Radialrichtung nach innen auf den Reifenrohling
zu bewegt werden. Dann wird der Reifen im Formwerkzeug vulkanisiert
und in Form gebracht.
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Wie
in der 9 der beiliegenden Zeichnungen gezeigt, weisen
bei dem Laufflächen-Formabschnitt 100 dieser Art
die einzelnen Segmente 104 vorstehende Rippen 102 auf,
die in der Lauffläche Querrillen erzeugen. Herkömmlich
sind alle Rippen 102 so ausgerichtet, daß sie
von dem jeweiligen Segment 104 in der Richtung zum Mittelpunkt
Om des Segments 104 vorstehen, das heißt daß sie
senkrecht auf der Formoberfläche 105 des Segments 104 stehen.
Daher stimmt nur die Richtung der Rippe 102C, die in der
Mitte des Segments 104 vorsteht, mit der Bewegungsrichtung
M des Segments 104 überein, während al le
anderen Rippen 102 eine Winkelabweichung θ zwischen
der Richtung, in der die Rippe 102 vorsteht, und der Bewegungsrichtung
M des Segments 104 aufweisen. Diese Winkelabweichung wird
zum Ende der Segments 104 hin immer größer.
In der 9 ist somit die Winkelabweichung θ1 für
die Rippe 102E am Ende des Segments größer
als die Winkelabweichung θ2 für eine Rippe 102,
die näher an der Segment-Mitte liegt.
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Wenn
mit einem Formwerkzeug mit einem solchen Laufflächen-Formabschnitt 100 ein
Reifen ausgebildet wird und insbesondere wenn dabei der Reifenrohling
von einem festen Kern ohne dazwischenliegendem Heizbalg gehalten
wird und der Reifenrohling im wesentlichen den gleichen Außendurchmesser
hat wie der fertige Reifen, ergeben sich die folgenden Probleme.
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Beim
Schließen des Formwerkzeugs bewegen sich die einzelnen
Segmente des Laufflächen-Formabschnitts in radialer Richtung
nach innen, um die Formoberflächen der einzelnen Segmente
gegen die Oberfläche des Reifenrohlings zu drücken.
Insbesondere die Rippen 102E an den Enden der Segmente weisen
dabei eine große Winkelabweichung θ zwischen der
Richtung, in der sie vorstehen, und der Bewegungsrichtung M des
jeweiligen Segments 104 auf. Wenn die Rippen 102E in
den Reifenrohling T eindringen, wird daher der Gummi des Reifenrohlings
T vom Mittelpunkt des Segments weg hin zum Ende des Segments 104 gedrückt.
Diese Verschiebung des Gummis hat zur Folge, daß Gummi
in die Lücke zwischen benachbarten Segmenten gedrückt
und dort beim Schließen des Formwerkzeugs eingeklemmt wird.
Durch die Verschiebung des Gummis wird die Dicke der Lauffläche
in Umfangsrichtung ungleichmäßig. Entsprechend
der Anzahl der Segmente entstehen dadurch Ungleichmäßigkeiten
etwa in den RFV-Komponenten höherer Ordnung (RFV: Radialkraftvariationen).
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Zur
Lösung dieses Problems schlägt die
US 7 201 570 B2 einen Aufbau
vor, bei dem jedes Segment in Umfangsrichtung in eine Anzahl von
Teilen aufgeteilt wird, wobei das Teil in der Mitte des Segments
feststeht und die anderen Teile in Um fangsrichtung beweglich sind.
Dadurch wird das oben beschriebene Problem beseitigt; das Formwerkzeug
erhält jedoch dadurch einen sehr komplizierten Aufbau und
kann nur unter erheblichen Mehrkosten hergestellt werden.
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In
der
JP-A-2003-039436 wird
vorgeschlagen, die Segmente in zwei Gruppen aufzuteilen, die nacheinander
nach innen bewegt werden. Die Segmente, die später geschlossen
werden, stehen mit den Segmenten, die bereits vorher geschlossen
wurden, in Gleitkontakt, wodurch das Einklemmen von Gummi vermieden wird.
Bei diesem Verfahren wird jedoch nach wie vor Gummi durch die Rippen
für die Querrillen im Reifen verschoben, mit den oben genannten
Folgen hinsichtlich Ungleichmäßigkeiten im Reifenaufbau.
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In
der
JP-A-2002-347033 wird
vorgeschlagen, die Anzahl der Segmente von gewöhnlich acht
bis neun auf zum Beispiel 16 bis 18 zu erhöhen, um so das
Einklemmen von Gummi des Reifenrohlings zu vermeiden. Dazu muß jedoch,
wenn der Reifenrohling im wesentlichen den gleichen Durchmesser
hat wie der fertige Reifen, die Anzahl der Segmente derart erhöht
werden, daß sie der Anzahl der Unterteilungen des Laufflächenmusters
durch Querrillen entspricht, wenn die Verschiebung von Gummi durch
die Querrippen wirklich verhindert werden soll. Dadurch wird das
Formwerkzeug sehr kompliziert und teuer.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, ein Reifen-Formwerkzeug zu schaffen, bei dem
auch dann, wenn der Reifenrohling im wesentlichen den gleichen Außendurchmesser
hat wie der fertige Reifen, die von Querrippen verschobene Menge
an Gummi ausreichend verringert ist, um eine Verschlechterung der
Eigenschaften des Reifens zu verhindern.
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Diese
Aufgabe wird mit dem Reifen-Formwerkzeug nach Patentanspruch 1 gelöst.
Die Unteransprüche beschreiben vorteilhafte Ausführungsformen
des erfindungsgemäßen Reifen-Formwerkzeugs. Gegenstand
des Patentanspruchs 6 ist ein mit dem erfindungsgemäßen
Formwerkzeug hergestellter Luftreifen.
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Das
erfindungsgemäße Reifen-Formwerkzeug umfaßt
einen Laufflächen-Formabschnitt zum Ausbilden einer Lauffläche.
Der Laufflächen-Formabschnitt ist in der Reifen-Umfangsrichtung
in eine Anzahl von Segmenten aufgeteilt. Die einzelnen Segmente
sind in der Reifen-Radialrichtung beweglich und weisen in der Reifen-Umfangsrichtung
eine Anzahl von Rippen zum Ausbilden von Querrillen in der Reifen-Lauffläche
auf. Zumindest die Rippen, die sich an den in Umfangsrichtung liegenden
Enden der Segmente befinden, stehen so von den Segmenten vor, daß sie
bezüglich der Richtung zum Mittelpunkt des Segments vom
Mittelteil des Segments in Umfangsrichtung nach außen geneigt
sind und ihre Spitzen vom Mittelteil weg nach außen zeigen.
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Durch
die Neigung der Rippen in Umfangsrichtung nach außen zu
den Enden der Segmente hin entspricht die Richtung, die die Rippen
jeweils vorstehen, in etwa der Bewegungsrichtung des Segments. Die
Winkelabweichung zwischen der Richtung, in der Rippen vorstehen,
und der Bewegungsrichtung wird damit klein, so daß beim
Schließen des Formwerkzeugs so gut wie kein Gummi des Reifenrohlings
von den Rippen verschoben wird. Es wird also verhindert, daß Gummi
zwischen benachbarte Segmente eingeklemmt wird, wenn das Formwerkzeug
geschlossen wird. Die Reifen-Lauffläche ist damit in Umfangsrichtung überall
gleich dick und weist keine Unregelmäßigkeiten
auf. Der in dem erfindungsgemäßen Formwerkzeug
erzeugte Luftreifen hat daher ausgezeichnete Eigenschaften hinsichtlich
der RFV-Komponenten höherer Ordnung und so weiter. Bei
dem erfindungsgemäßen Formwerkzeug ändert
sich die Richtung, in der die Rippen vorstehen, nach dem oben beschriebenen
Prinzip, so daß die genannte Aufgabe gelöst wird,
ohne daß das Formwerkzeug kompliziert oder teuer wird.
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Vorzugsweise
werden die Rippen so angeordnet, daß sie parallel zur Bewegungsrichtung
des Segments beim Schließen des Formwerkzeugs vorstehen.
Beim Schließen des Formwerkzeugs wird daher von den Rippen
kein Gummi in der Lauffläche verschoben.
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Wenn
die Rippen wie beschrieben geneigt sind, weisen auch die von den
Rippen erzeugten Querrillen in der Lauffläche eine entsprechende
Neigung zur Laufflächen-Oberfläche auf. Die vorstehenden
Bereiche, etwa Blöcke, im Reifenprofil der Lauffläche
weisen daher im Querschnitt Ränder mit spitzwinkligen Kanten
auf. Die Steifigkeit der Profilblöcke nimmt dadurch ab
und damit der Abrieb beim Abrollen des Reifens zu.
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Als
Maßnahme gegen diesen Abrieb beim Abrollen können
die Rippen so vorgesehen werden, daß sie um so weniger
vorstehen bzw. um so niedriger sind, je näher sie sich
am Ende des jeweiligen Segments befinden. Durch die Abnahme der
Höhe der Rippen werden die Querrillen entsprechend flacher,
wodurch die Steifigkeit der Blöcke im Reifenprofil zunimmt
und damit der Abrieb beim Abrollen des Reifens geringer wird.
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Als
Maßnahme gegen den Abrieb beim Abrollen kann auch vorgesehen
werden, daß die Summe der Neigungswinkel an beiden Seitenwänden
einer Rippe am Ende des Segments kleiner ist als die Summe der Neigungswinkel
an beiden Seitenwänden einer Rippe, die sich im mittleren
Teil des Segments befindet. Auf diese Weise wird der Winkel im Querschnitt
am Rand der Profilblöcke nicht spitz, sondern stumpf, wodurch
die Steifigkeit der Blöcke im Reifenprofil zunimmt und
damit der Abrieb beim Abrollen des Reifens geringer wird. Der Neigungswinkel
an der Seitenwand einer Rippe ist dabei der Winkel zwischen der
Seitenwand und der Basis der Rippe.
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Wenn
mit dem Formwerkzeug ein Reifen hergestellt wird, dessen Laufrichtung
vorgegeben ist, können die einzelnen Segmente so ausgebildet
werden, daß die Summe der Neigungswinkel an den beiden
Seitenwänden einer Rippe an dem Ende des Segments, das
bei der vorgesehenen Drehrichtung zuerst mit dem Boden in Kontakt
kommt, kleiner ist als die Summe der Neigungswinkel an den beiden
Seitenwänden einer Rippe, die sich im mittleren Teil des
Segments befindet, und kleiner ist als die Summe der Neigungswinkel
an den beiden Seitenwänden einer Rippe an dem Ende des
Segments, das bei der vorgesehenen Drehrichtung später mit
dem Boden in Kontakt kommt. Da der Abrieb an der hinteren Kante
eines Profilblocks am stärksten ist, braucht die im Querschnitt
spitzwinklige Kante nur an der hinteren Kante in eine stumpfwinklige
Kante umgewandelt werden, um die Steifigkeit des Profilblocks an
der Stelle des stärksten Abriebs zu erhöhen.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Formwerkzeug wird durch
die Neigung der Rippen die Menge an Gummi verringert, die beim Schließen
des Formwerkzeugs im Reifenrohling verschoben wird. Es wird daher
kein Gummi zwischen benachbarte Segmente eingeklemmt, und die Dicke
der Lauffläche des Reifens wird nicht ungleichmäßig.
Die Eigenschaften des Reifens, etwa die RFV-Komponenten höherer
Ordnung usw. werden daher nicht verschlechtert.
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Ausführungsformen
des erfindungsgemäßen Formwerkzeugs werden im
folgenden beispielhaft anhand der Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
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1 einen
Querschnitt durch ein Reifen-Formwerkzeug.
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2 eine
Darstellung des Zustands, wenn das Reifen-Formwerkzeug zur Ausbildung
eines Reifens geschlossen wird.
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3 eine
schematische Darstellung des Aufbaus der Segmente des Reifen-Formwerkzeugs
bei einer ersten Ausführungsform.
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4 eine
schematische Darstellung des Aufbaus der Segmente des Reifen-Formwerkzeugs
bei einer zweiten Ausführungsform.
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5A eine
Schnittansicht eines Blocks im Profil eines Reifens, der mit den
in der 3 gezeigten Segmenten erzeugt wird.
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5B eine
Schnittansicht eines Blocks im Profil eines Reifens, der mit den
in der 6 gezeigten Segmenten erzeugt wird.
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5C eine
Schnittansicht eines Blocks im Profil eines Reifens, der mit den
in der 7 gezeigten Segmenten erzeugt wird.
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6 eine
schematische Darstellung des Aufbaus der Segmente des Reifen-Formwerkzeugs
bei einer dritten Ausführungsform.
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7 eine
schematische Darstellung des Aufbaus der Segmente des Reifen-Formwerkzeugs
bei einer vierten Ausführungsform.
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8 eine
schematische Darstellung des Aufbaus der Segmente des Reifen-Formwerkzeugs
bei einer fünften Ausführungsform.
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9 eine
schematische Darstellung des Aufbaus der Segmente bei einem herkömmlichen
Reifen-Formwerkzeug.
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Die 1 zeigt
in einer radialen Schnittansicht den allgemeinen Aufbau eines metallenen
Reifen-Formwerkzeugs 10. Das Formwerkzeug 10 besteht
aus einem Laufflächen-Formabschnitt 12 am Außenumfang
für die Ausbildung der Lauffläche eines Reifens
sowie einem oberen Formabschnitt 14 und einem unteren Formabschnitt 16 zum
Ausbilden der oberen bzw. unteren Seitenteile eines Reifens. Ein
Reifenrohling T wird von einem festen Kern 11 gehalten.
Nach dem Einlegen des Reifenrohlings T in das Formwerkzeug wird dieses
durch Bewegen der Formabschnitte 12, 14 und 16 auf
den Reifenrohling T zu geschlossen, und der Reifen wird in diesem
Zustand im Formwerkzeug 10 vulkanisiert und ausgebildet.
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Die 2 ist
eine schematische Aufsicht auf den Zustand, wenn die Laufflächen-Formabschnitte 12 geschlossen
werden. Wie gezeigt besteht der Laufflächen-Formabschnitt 12 aus
einer Anzahl von Segmenten 18, die in der Reifen-Umfangsrichtung
gleichmäßig verteilt sind. Die Anzahl der Segmente 18 ist
gewöhnlich sieben bis dreizehn; im vorliegenden Beispiel
sind es sieben Segmente 18A bis 18G.
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Die
einzelnen Segmente 18 sind in der Reifen-Radialrichtung
beweglich. In der Zeichnung ist die Bewegungsrichtung der einzelnen
Segmente 18 mit dem Pfeil M angegeben. Das heißt,
daß die einzelnen Segmente 18 bei geschlossenem
Formwerkzeug die durch ausgezogene Linien bezeichneten Plätze
einnehmen und bei offenem Formwerkzeug die durch strichpunktierte
Linien bezeichneten Plätze. Durch radiales Bewegen in der
Bewegungsrichtung M nehmen die Segmente 18 ihre jeweiligen
Plätze ein.
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An
den einzelnen Segmenten 18 sind in Umfangsrichtung verlaufende
Rippen 17 (siehe 1), die im
Reifen Längs- oder Umfangsrillen erzeugen, und quer oder
in Breitenrichtung verlaufende Rippen 20 (siehe 3)
vorgesehen, die in der Lauffläche T1 des Reifenrohlings
T Querrillen T2 ausbilden (siehe 5).
Die Querrillen T2 erstrecken sich in Richtungen, die die Umfangsrillen
in der Reifen-Lauffläche T1 schneiden. Die Querrillen T2
schneiden die Umfangsrillen nicht notwendigerweise unter einem rechten
Winkel, sondern können auch schräg zu den Längs-
oder Umfangsrillen verlaufen. Von den Querrillen T2 können
Einschnitte geringer Breite ausgehen, die sogenannte Lamellen erzeugen.
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Die
Rippen 20 mit Ausnahme der Rippe 20C an dem in
Umfangsrichtung mittleren Teil 22 des Segments 18 stehen
derart vor, daß sie von der Richtung zum Mittelpunkt Om
des Segments 18 und damit vom mittleren Teil 22 weg
nach außen geneigt sind und ihre Spitzen nach außen
weisen. Im Gegensatz zu den herkömmlichen Rippen 102 bei
dem in der 9 gezeigten Stand der Technik,
die alle senkrecht auf der Formoberfläche 105 des
Segments stehen und direkt zum Mittelpunkt Om des Segments weisen,
sind die Rippen 20 wie in der 3 gezeigt
bei der gezeigten Ausführungsform in einer Stellung ausgebildet,
in der sie zu den Enden des Segments hin und damit von der Richtung
zum Mittelpunkt Om weg geneigt sind.
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Der
Mittelpunkt Om des Segments 18 ist der Mittelpunkt des
Kreises, der vom Kreisbogen des Segments 18 definiert wird,
das im Querschnitt kreisbogenförmig ist. Wenn das Formwerkzeug
geschlossen ist und der Laufflächen-Formabschnitt 12 an
der Stelle ist, in der ein Reifen ausgebildet wird, fällt
der Mittelpunkt Om des Segments 18 mit der Achse des kreisförmigen
Laufflächen-Formabschnitts 12 zusammen (siehe 2). Bei
offenem Formwerkzeug wie in der 3 verschiebt
sich der Mittelpunkt Om der einzelnen Segmente 18 radial
vom Mittelpunkt O des Reifenrohlings T nach außen.
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In
diesem Beispiel stehen die Rippen 20 parallel zur Bewegungsrichtung
M des jeweiligen Segments 18 als Ganzem vor. Das heißt,
daß sich die Rippen 20 in der Bewegungsrichtung
M erstrecken. Die Neigungswinkel δ der Rippen 20 gegenüber
der Richtung zum Mittelpunkt Om des jeweiligen Segments 18 ist
daher für die Rippen 20 in der Nähe der
Enden 23 des Segments 18 relativ groß.
In der 3 ist der Neigungswinkel δ1 der Rippen 20E an
den Enden 23 größer als der Neigungswinkel 82.
der Rippen 20 in der Nähe des mittleren Teils 22 des
Segments 18 (δ1 > δ2).
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Wenn
das Formwerkzeug 10 mit solchen Rippen 20 an den
Segmenten 18 zum Ausbilden eines Luftreifens verwendet
wird, werden nach dem Einlegen des Reifenrohlings T auf dem starren
Kern 11 zuerst die oberen und unteren Formabschnitte 14, 16 geschlossen,
und dann wird der Laufflächen-Formabschnitt 12 geschlossen.
Da die Vulkanisierung und das Ausformen des Reifens ohne Heizbalg
erfolgen, ist der Außendurchmesser des Reifenrohlings T
im wesentlichen gleich dem Außendurchmesser des fertigen
Reifens.
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Beim
Schließen des Formwerkzeugs 10 bewegen sich die
einzelnen Segmente 18 des Laufflächen-Formabschnitts 12 in
der in der 2 gezeigten Bewegungsrichtung
M radial nach innen, wodurch die Formflächen 19 der
einzelnen Segmente 18 gegen die Laufflächen-Oberfläche
T1 des Reifenrohlings T gedrückt werden. Da sich die Rippen 20 an
den Segmenten 18 parallel zur Bewegungsrichtung M der Segmente 18 erstrecken
und die Richtung, in der die Rippen 20 vorstehen, mit der
Bewe gungsrichtung M übereinstimmt, wird kein Gummi des
Reifenrohlings T vom Mittelpunkt der Segmente 18 zu deren
Enden gedrückt, wenn die Rippen 20 in den Reifenrohling
eindringen.
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Da
im wesentlichen von den Rippen 20 kein Gummi zu den Enden
der Segmente 18 gedrückt wird, wird beim Schließen
des Formwerkzeugs 10 auch kein Gummi zwischen benachbarten
Segmenten 18 eingeklemmt, und Ungleichmäßigkeiten
in der Dicke der Lauffläche in Umfangsrichtung werden vermieden.
Die RFV-Komponenten höherer Ordnung werden dadurch besser.
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Die
Richtungen, in denen die einzelnen Rippen 20 vorstehen,
können im wesentlichen parallel zur Bewegungsrichtung M
des jeweiligen Segments 18 verlaufen, müssen aber
nicht exakt parallel zur Bewegungsrichtung M sein. Solange die Rippen 20 in
einer Stellung vorgesehen werden, die gegenüber der Richtung
zum Mittelpunkt Om des Segments 18 nach außen
geneigt ist und sich der parallelen Stellung annähert,
wird entsprechend dem Neigungswinkel die Menge an Gummi verringert,
die weggedrückt wird. Es wird somit auch bei einer nicht
exakt parallelen Stellung der gewünschte Effekt erhalten.
Die Richtung, in der die Rippe 20 vorsteht, ist wie in
dem Quer schnitt der 3 gezeigt die Richtung der geraden
Linie, die durch den Punkt, von dem das vordere Ende der Rippe 20 in
Umfangsrichtung in zwei gleiche Teile geteilt wird, und den Punkt
verläuft, von dem die Basis der Rippe 20 in Umfangsrichtung
in zwei gleiche Teile geteilt wird.
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Die 4 zeigt
schematisch den Aufbau der Segmente bei einer zweiten Ausführungsform.
In diesem Beispiel ist die oben beschriebene, geneigte Anordnung
der Rippen nur bei den Rippen 20E an den Enden des Segments 18 vorgesehen.
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Bei
der zweiten Ausführungsform sind damit die Rippen 20E an
den Enden 23 in Umfangsrichtung der einzelnen Segmente 18 in
einer Stellung vorgesehen, in der sie parallel zur Bewegungsrichtung
M des jeweiligen Segments vorstehen. Die anderen Rippen 20 an
den Segmenten stehen jeweils senkrecht zur Form-Oberfläche 19 der
Segmente 18 vor und zeigen wie die herkömmlichen
Rippen zum Mittelpunkt Om des jeweiligen Segments. Der Bereich für
die Rippen 20E, die parallel zur Bewegungsrichtung M vorstehen,
unterliegt keiner besonderen Einschränkung, solange es
die Rippen am Ende 23 des Segments in Umfangsrichtung sind.
Vorzugsweise wird die oben beschriebene geneigte Stellung der Rippen
für mindestens eine Teilungseinheit der Querrippen bzw.
Querrillen des Laufflächenmusters an den Enden jedes der
Segmente vorgesehen.
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Beim
Schließen des Formwerkzeugs wird von den Rippen an den
Enden der Segmente in Umfangsrichtung am meisten Gummi verschoben.
Auch wenn wie bei der zweiten Ausführungsform die geneigte
Stellung der Rippen nur bei den Rippen 20E an den Enden 23 der
Segmente vorgesehen wird, wird erheblich weniger Gummi verschoben,
so daß auch in diesem Fall vermieden werden kann, daß Gummi
zwischen den Segmenten eingeklemmt wird und sich die RFV-Komponenten
höherer Ordnung ungünstig verändern.
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Wenn
die Rippen 20 am Formwerkzeug 10 auf die oben
beschriebene Weise geneigt werden, verlaufen die von den Rippen 20 im
Reifen ausgebildeten Querrillen T2 wie in der 5A gezeigt
schräg zur Laufflächen-Oberfläche T1.
Die 5A zeigt einen Profilblock T3, der zwischen benachbarten
Segmenten 18, 18 entsteht. Wie dargestellt weist
der Profilblock T3 Kanten T4 auf, die im Querschnitt spitzwinklig
sind, so daß die Steifigkeit des Profilblocks beeinträchtigt
ist, was zu einem erhöhten Abrieb beim Abrollen führt.
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Die 6 zeigt
ein Beispiel für eine Maßnahme, wie der Abrieb
beim Abrollen verringert werden kann. Bei dieser dritten Ausführungsform
nimmt die Höhe h der Rippen 20 an den einzelnen
Segmenten 18 zum Ende 23 des jeweiligen Segments 18 hin
ab. Die Höhe h1 der Rippe 20C im mittleren Teil 22 des
Segments 18 ist am größten, die Höhe
h4 der Rippen 20E an den beiden Enden des Segments 18 ist
am kleinsten, und die Höhe h2, h3 der Rippen dazwischen
liegt zwischen diesen Werten (h1 > h2 > h3 > h4). Damit die Steifigkeit der
Profilblöcke in Umfangsrichtung in etwa gleich bleibt,
sind somit die ein zelnen Rippen 20 so ausgebildet, daß ihre
Höhe mit zunehmendem Neigungswinkel gegenüber
der Richtung zum Mittelpunkt Om des Segments 18 abnimmt.
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Wie
in der 5B gezeigt, nimmt mit der Höhe
der Rippen 20 die Tiefe der Querrillen T2 in der Lauffläche
T1 ab, entsprechend bleibt die Steifigkeit der Profilblöcke
T3 erhalten. Mit anderen Worten wird bei der dritten Ausführungsform
die abnehmende Steifigkeit der Profilblöcke T3 aufgrund
der spitzwinkligen Kanten T4 durch die geringere Tiefe der Querrillen
T2 kompensiert, so daß der Abrieb beim Abrollen nicht zunimmt.
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Die 7 zeigt
ein weiteres Beispiel für eine Maßnahme gegen
den erhöhten Abrieb beim Abrollen. Bei dieser vierten Ausführungsform
ist, damit die Steifigkeit der Profilblöcke in Umfangsrichtung
in etwa gleich bleibt, die Summe (α + β) der Neigungswinkel α, β an
den beiden Seitenwänden 24, 26 der jeweiligen
Rippe 20 für Rippen 20 an den Enden 23 eines
Segments 18 kleiner als für eine Rippe 20,
die sich im mittleren Teil 22 des Segments 18 befindet.
Der Neigungswinkel α ist hier der Winkel, den die Seitenwand 24,
die zum mittleren Teil 22 des Segments 18 hin
liegt, mit der Basis der Rippe 20, das heißt der
Form-Oberfläche des Segments 18 einschließt.
Der Neigungswinkel β ist der Winkel, den die Seitenwand 26,
die zum Ende 23 des Segments 18 hin liegt, mit
der Basis der Rippe 20, das heißt der Form-Oberfläche
des Segments 18 einschließt.
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Bei
dieser Ausführungsform nimmt die Summe (α + β)
der Neigungswinkel an den Seitenwänden 24, 26 bei
den Rippen 20 in Richtung zum Ende 23 des Segments 18 hin
fortlaufend ab, so daß der Kegelwinkel der Querrillen T2
(der von den beiden Seitenwänden einer Querrille T2 eingeschlossene
Winkel) für die Rippen 20 zum Ende 23 des
Segments hin zunimmt.
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Wie
in der 5C gezeigt, werden dadurch die
Kanten T4 des Profilblocks T3 im Querschnitt rechtwinklig oder sogar stumpfwinklig,
so daß die Steifigkeit des Profilblocks zunimmt und der
Abrieb beim Abrollen weniger wird.
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Die 8 zeigt
ein weiteres Beispiel für eine Maßnahme zur Verringerung
des Abriebs beim Abrollen. Diese fünfte Ausführungsform
ist für ein Formwerkzeug geeignet, das zum Ausbilden eines
Reifens verwendet wird, der eine bevorzugte oder vorgeschriebene
Abrollrichtung aufweist.
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Da
der Abrieb beim Abrollen im wesentlichen nur an der hinteren Kante
eines Profilblocks auftritt, die später mit dem Boden in
Kontakt kommt, wird bei dieser fünften Ausführungsform
die Steifigkeit des Profilblocks selektiv nur an dieser Stelle erhöht,
wozu die hintere Kante im Querschnitt rechtwinklig oder stumpfwinklig
gemacht wird, während die vordere Kante, die mit dem Boden
zuerst in Kontakt kommt, spitzwinklig bleibt.
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Wie
in der 8 gezeigt, wird dazu bei jedem der Segmente 18 an
deren jeweiligem Ende 23F, das bei einer normalen Umdrehung
des Reifens (durch den Pfeil Y angezeigt) zuerst mit dem Boden in
Kontakt kommt, die Summe (α + β) der Neigungswinkel
an den beiden Seitenwänden einer Rippe 20 zum
Ende 23F hin kleiner gewählt als die Summe (α + β)
der Neigungswinkel an den beiden Seitenwänden einer Rippe 20 im mittleren
Teil 22 und kleiner als die Summe (α + β)
der Neigungswinkel an den beiden Seitenwänden einer Rippe 20 am
Ende 23R des Segments, das bei einer formalen Umdrehung
des Reifens später mit dem Boden in Kontakt kommt. Dabei
ist in diesem Beispiel die Summe (α + β) der Neigungswinkel
an den beiden Seitenwänden einer Rippe 20 im mittleren
Teil 22 des Segments und die Summe (α + β)
der Neigungswinkel an den beiden Seitenwänden einer Rippe 20 am
Ende 23R des Segments, das bei einer normalen Umdrehung
des Reifens später mit dem Boden in Kontakt kommt, gleich.
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Dadurch
weist die hintere Kante des Profilblocks, die bei einer normalen
Umdrehung des Reifens später mit dem Boden in Kontakt kommt,
im Querschnitt einen Winkel auf, der einem rechten Winkel oder einem stumpfen
Winkel nahe kommt. Der Abrieb beim Abrollen wird dadurch geringer,
ohne andere Eigenschaften zu beeinträchtigen.
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Beispiele
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Es
wurden metallene Formwerkzeuge mit einem Aufbau wie bei der ersten
bis fünften Ausführungsform beschrieben und in
den 3, 4, 6 und 7 gezeigt
dazu verwendet, einen Luftreifen zu vulkanisieren und auszuformen,
um die beschriebenen Effekte zu bestätigen (Beispiele 1
bis 4). Die Reifengröße war 215/60R16, der Außendurchmesser
des Reifenrohlings war gleich dem Außendurchmesser des
fertigen Reifens, es wurde kein Heizbalg verwendet und die Gürtel-Anheberate
betrug 0%.
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Als
Vergleichsbeispiel wurde mit einem metallischen Formwerkzeug mit
dem herkömmlichen, in der 9 gezeigten
Aufbau ein Reifen, bei dessen Herstellung ein Heizbalg verwendet
wurde und bei dem die Gürtel-Anheberate 3% betrug (Vergleichsbeispiel
1), sowie ein Reifen ausgebildet, bei dem die Gürtel-Anheberate
0% betrug (Vergleichsbeispiel 2).
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Der
Laufflächen-Formabschnitt enthielt bei allen Beispielen
und den Vergleichsbeispielen 7 Segmente.
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Für
die in den Beispielen und Vergleichsbeispielen erhaltenen Reifen
wurden die RFV-Komponenten der siebten Ordnung bewertet und der
Abrieb beim Abrollen mit den im folgenden genannten Verfahren festgestellt.
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RFV-Komponente der siebten Ordnung:
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Zum
Messen der RFV wurde das Verfahren JIS D4230 (Tire Uniformity Measuring
Method) verwendet und mittels Ordnungsanalyse die Komponenten siebter
Ordnung berechnet, die durch einen Exponent dargestellt wurden,
wobei der Wert beim Vergleichsbeispiel 1 gleich 100 gesetzt wurde.
Je kleiner der Exponent ist, um so besser ist das Verhalten.
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Abrieb beim Abrollen:
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Auf
dem Abrieb-Testkurs der Firma wurden mit einem vorhandenen Fahrzeug
(japanisches FF-Fahrzeug mit 2500 ccm) Ab riebtests durchgeführt,
wobei die Stufen zwischen Profilblöcken nach jeweils 10.000
km gemessen und durch einen Exponent dargestellt wurden, dessen
Wert beim Vergleichsbeispiel 1 gleich 100 gesetzt wurde. Je kleiner
der Exponent ist, um so besser ist das Verhalten.
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Die
folgende Tabelle enthält die Ergebnisse für Reifen,
die durch Vulkanisieren und Ausbilden in den genannten Formwerkzeugen
hergestellt wurden, wobei der Außendurchmesser des Reifenrohlings
gleich dem Außendurchmesser des fertigen Reifens war. Bei
den Formwerkzeugen der Beispiele 1 bis 4 ist im Vergleich zum herkömmlichen
Formwerkzeug des Vergleichsbeispiels 2 die RFV-Komponente der siebten
Ordnung erheblich verbessert. Bei dem Formwerkzeugen der Beispiele
3 und 4 ist der Abrieb beim Abrollen wesentlich geringer als bei
den Formwerkzeugen der Beispiele 1 und 2, und es wurde gleichzeitig
eine Verbesserung der RFV-Komponente der siebten Ordnung als auch
des Abriebs beim Abrollen erreicht. Tabelle
| | VERGLEICHSBEISPIEL
1 | VERGLEICHSBEISPIEL
2 | BEISPIEL
1 | BEISPIEL
2 | BEISPIEL
3 | BEISPIEL
4 |
| FORMWERKZEUG | FIG.
9 | FIG.
9 | FIG.
3 | FIG.
4 | FIG.
6 | FIG.
7 |
| GÜRTELANHEBERATE | 3% | 0% | 0% | 0% | 0% | 0% |
| RFV-KOMPONENTE 7.
ORDN. | 100 | 197 | 100 | 135 | 100 | 100 |
| ABRIEB BEIM
ABROLLEN | 100 | 100 | 130 | 112 | 100 | 100 |
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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Zitierte Patentliteratur
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- - US 7201570
B2 [0006]
- - JP 2003-039436 A [0007]
- - JP 2002-347033 A [0008]