DE3040973A1

DE3040973A1 - Fahrzeugreifen

Info

Publication number: DE3040973A1
Application number: DE19803040973
Authority: DE
Inventors: Giuliano Milano Ghilardi
Original assignee: Pirelli Pneumatici SpA; Pirelli SpA
Current assignee: Pirelli and C SpA; Pirelli Tyre SpA
Priority date: 1979-10-31
Filing date: 1980-10-30
Publication date: 1981-05-14
Also published as: AU6386680A; LU82901A1; BE885916A; BR8007103A; GR71890B; NL8005174A; IT1124863B; JPS5690705A; AR221288A1; GB2064442A; FR2468473A1; IT7926951A0

Description

WIEGAND NIEMANN KÖHLER GERNHARDT GLAESER

PATE NTANWÄLTE 3 U ^+ 0 ^ '3 Zugelassen beim Europäischen Potentamt

^TELEFON: «

TELEGRAMME, KARPATENT

DIPUNG C GERNHARDT

HAMBURG
DIPL.-ING. ]. GLAESER

DIPL.-ING. W. NIEMANN - D-8000 MDNCH EN

OFCOUNSEL HERZOG-WILHELM-STR.

W. 43 756/80 12/RS 3o. Oktober 198ο

SOCIETA' PNEUMATICI PIRELLI S.p.A. Mailand (Italien)

Fahrzeugreifen

Die Erfindung betrifft Fahrzeugreifen und insbesondere die Wulste von Fahrzeugreifen, d.h. die beiden ringförmigen Teile, die radial einwärts der Karkasse vorhanden sind und die dazu dienen, den Reifen mit der Felge, auf welcher er montiert wird, zu verbinden und an dieser zu verankern. Insbesondere betrifft die Erfindung die ringförmigen Verstärkungselemente, welche die Wulste versteifen und in Umfangsrichtung undehnbar machen.

Die grundsätzliche Bedeutung dieser Reifenzone, d.h. der Zone, in welcher die Wulste vorhanden sind,

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ist bereits bekannt. Die Wulste bestimmen vorherrschend und insbesondere bei Reifen für Schwerlasttransporte das Strassenverhalten des Reifens während des Fahrens.

Es ist bekannt, daß Reifenwulste mit ringförmigen metallenen Verstärkungselementen verstärkt sind, die in Umfangsrichtung undehnbar sind und die üblicherweise als "Kerne" bezeichnet werden. Ein Beispiel eines üblichen Kernes um faßt eine Ausführung aus einer Mehrzahl von verkautschukten' Metalldrahtwindungen, die zueinander benachbart liegen und die in einer Mehrzahl von radial übereinanderliegenden Lagen derart zusammengefügt sind, daß eine Packung mit vierseitigem Querschnitt gebildet ist.

Neuerdings wurde eine andere Art eines Kernes beträchtlich entwickelt. Diese Kernart besteht aus einem ringförmigen Metallkern sechseckigen Querschnittes, wobei die Basis in einem Winkel von 15° zur Kernachse schräg verläuft, und wobei dieser Kern aus benachbarten Metalldrahtwindungen gebildet ist oder auch aus Metallstreifen oder Metallbändern, die in schlauchlosen Riesenreifen verwendet werden.

Manchmal ist der genannte Querschnitt des Kernes in zweckentsprechender Weise abgerundet mit Hilfe geeigneter Kautschukstreifen, und zwar derart, daß das Herumlegen der Karkassenlagen um den Wulst während der Herstellung des Reifens und genauer gesagt während der Formung des Reifens begünstigt wird.

Tatsächlich muß die Karkassenlage bzw. müssen die Karkassenlagen an ihren Enden um die Wulstkerne derart herumgelegt werden, daß sie an diesen undehnbaren Elementen kompakt bzw. fest verankert sind. Nur in diesem Fall ist die Karkasse in der Lage, den Kräften zu widerstehen, die während der Herstel-

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lung des Reifens auf die Verstärkungsschnüre der Karkassenlage oder der Karkassenlagen durch den Druck ausgeübt werden, die für die Formung (Bombieren) und das Vulkanisieren des Reifens angewendet werden.

Es ist gefunden worden, daß unabhängig von der Größe und des Querschnittes der Wulstkerne und insbesondere im Fall von Wulstkernen mit mehreckigem Querschnitt die während des Vulkanisierens in der ¥ulstausführung wirkenden Kräfte die Wirkung haben,· den Querschnitt des Wulstkernes zu verformen. Demgemäß nimmt der Wulstkern unregelmäßige Gestalt an, die mehr Rhomboidgestalt ist, woraus sich eine Modifikation der Gesamtgeometrie des Wulstquerschnittes gegenüber den gewollten Bedingungen ergibt.

Heutzutage sind viele Lösungen vorgeschlagen worden zur Überwindung dieser Erscheinung, und zwar dadurch, daß dem Kernquerschnitt Quersteifigkeit erteilt wird. Unter diesen Lösungen hat sich eine als besonders wirksam erwiesen, gemäß welcher während der Herstellung der Reifenkarkasse der Wulstkern teilvulkanisiert wird, gegebenenfalls nach Umwicklung mit einem verkautschukten Stoff, der in Schleifen oder schraubenlinienförmig entlang der Umfangslänge des Wulstkernes gewickelt wird, bevor dieser verwendet wird.

Diese Arbeitsweise besitzt jedoch einen ernsthaften Wachteil darin, daß der elastomere Teil des Wulstkernes, d.h. die Außenfläche des verkautschukten Drahtes des Wulstkernes oder des eventuell vorhandenen Überzuges seiner Klebrigkeit und gewisser chemischer Eigenschaften des nichtvulkanisierten Kautschukes beraubt wird, die für das Haften und Kompaktieren mit den anderen Karkassenelementen erforderlich sind, so daß während des verbleibenden Teiles der Herstellung die Bindung oder Verbindung zwischen dem Kautschuk des Kernes und dem Kautschuk der anderen Teile entweder

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chemisch oder physikalisch zufällig und schwierig wird. Daher ist es wesentlich, die .teilvulkanisierten Wulste einer weiteren Lösungsbehandlung oder Vergütungsbehandlung zu unterwerfen zu dem Zweck, dem halbfertigen Gegenstand wenigstens die erforderlichen mechanischen Haftungseigenschaften wieder zu verleihen, wobei zu verstehen ist, daß die chemischen Eigenschaften nicht wieder hergestellt werden können.

Dieser zusätzliche Arbeitsvorgang, d.h. die Lösungsbehandlung oder Vergütungsbehandlung der Wulste, stellt eine delikate oder empfindliche Phase des Verfahrens zum Herstellen des Reifens dar, weil bei schlechter Ausführung dieses Arbeitsvorganges die Qualität des fertiggestellten Reifens vermindert ist, und weil außerdem sich durch diesen Arbeitsvorgang zusätzlicher Zeitaufwand und Kostenaufwand ergibt.

Ein Zweck der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine neue Art von Kern für die Wulstfersen von Reifenkarkassen zu schaffen, wobei dieser Wulstkern teilvulkanisiert werden kann, ohne daß die Außenfläche der Wulstferse ihre Verschweißbarkeit bzw. Verbindbarkeit und ihr Haftvermögen verliert, so daß der Wulstkern unmittelbar nach dem Arbeitsvorgang des Teilvulkanisierens verwendet werden kann, ohne daß die Notwendigkeit bestünde, irgendwelche weiteren Zwischenarbeitsvorgänge auszufuhren.

Ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Fahrzeugreifen mit einer Lauffläche, mit Seitenwänden und mit Wulsten zum Verankern des Reifens an einer Felge, wobei jeder Wulst mit einem ringförmigen Verstärkungsgebilde versehen ist. Gemäß der Erfindung ist ein solcher Reifen dadurch gekennzeichnet, daß das ringförmige Verstärkungs-

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2.

gebilde einen ringförmigen metallenen, in Umfangsrichtung undehnbaren Kern, eine erste Umhüllungs- oder Verdichtungslage, die aus einer ersten Masse gebildet ist und sich mit dem Metallkern in Berührung befindet, und eine zweite Umhüllungs- oder Abdecklage aufweist, die aus einer zweiten Masse gebildet ist und die erste Lage und den Metallkern vollständig umschließt, und daß die Vulkanisiergeschwindigkeit der zweiten Masse kleiner ist als die Vulkanisiergeschwindigkeit der ersten Masse.

Unter Vulkanisiergeschwindigkeit ist die Geschwindigkeit oder Schnelligkeit zu verstehen, mit welcher eine Masse aus ihrem rohen Zustand, in welchem die vorherrschende Eigenschaft Plastizität ist, in den vulkanisierten Zustand gelangt, in welchem die Masse elastisch ist.

Der Übergang vom rohen Zustand in den vulkanisierten Zustand kann als zunehmende Veränderungen des Wertes gewisser Parameter erkannt und identifiziert werden, beispielsweise des Elastizitätsmoduls der Masse. In diesem besonderen Fall kann daher die Vulkanisiergeschwindigkeit definiert werden als die Erhöhung des Wertes des Elastizitätsmoduls innerhalb einer gegebenen Zeiteinheit. Eine ins Einzelne gehende Beschreibung dieses Sachverhaltes erfolgt später.

Bei einer ersten bevorzugten Ausführungsform, die insbesondere für schlauchlose Reifen verwendet werden soll, ist der Wulstkern aus einer Mehrzahl von Metallwindungen gebildet, so daß im Querschnitt sechseckige Gestalt erhalten ist, wobei die radial innere Seite zur Achse des ringförmigen Verstärkungsgebildes in einem Winkel von etwa 15° schräg liegt, der Wulstkern ist von der ersten Lage vollständig umgeben oder umwickelt.

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Die genannte Ausführungsform ist dadurch weiter verbessert, daß die zweite Umhüllungs- oder Abdecklage aus einem Schnurstoff gebildet ist, der verstärkt ist mit Schnüren aus einem Material, welches unter der Wirkung von Wärme schrumpft. Die Schnüre sind mit der zweiten Masse verkautschukt und über die erste Lage und auf den Wulstkern in Form von Streifen gewickelt derart, daß die Schnüre in ihrer Längsrichtung schraubenlinienförmig entlang der gesamten Umfangslänge des ringförmigen Verstärkungsgebildes angeordnet sind. Zweckmäßig ist zwischen dem Schnurstoff und der ersten Lage radial außerhalb des Wulstkernes ein linsenförmiges Füllstück aus einer dritten Masse angeordnet, und der Schnurstoff ist auf seiner mit Bezug auf den Wulstkern äußeren Fläche mit einer dünnen Lage einer Dicke von vorzugsweise o,5 und 0,8 mm versehen, die aus einer vierten Masse gebildet ist, welche eine niedrigere Vulkanisiergeschwindigkeit als die zweite Masse hat.

Die obengenannte dritte Masse, die zum Kompaktieren bzw., Verdichten verwendet wird, soll vorzugsweise eine Vulkanisiergeschwindigkeit haben, die im wesentlichen gleich der Vulkanisiergeschwindigkeit der ersten Masse ist.

In jedem Fall ist die erste Lage, welche eine Dicke von vorzugsweise 1,5 bis 2 mm hat, aus einer Masse gebildet, die,wenn sie einer Wärmebehandlung bei einer Temperatur von nicht unter 12o°C unterworfen wird, einen durch die Änderung ihres Elastizitätsmoduls definierten Vulkanisationsgrad von nicht weniger als 2o% und vorzugsweise nicht weniger als ~5o% bei einer Behandlungsdauer von nicht länger als 15 Minuten erreicht.

Gemäß vorstehender Beschreibung hat die vierte Hass© eine Vulkanisiergeschwindigkeit, die niedriger ist als die

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Vulkanisiergeschwindigkeit jeder anderen Masse in dem Wulst gemäß der Erfindung. Insbesondere erreicht die vierte Masse, wenn sie einer Wärmebehandlung bei einer Temperatur von nicht unter 12o°C unterworfen wird, einen durch die Änderung ihres Elastizitätsmoduls definierten Vulkanisationsgrad von nicht höher als 15$ und vorzugsweise nicht höher als lo% bei einer Behandlungsdauer von nicht kürzer als 15 Minuten.

Die Erfindung wird nachstehend, anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert.

Fig. 1 ist eine graphische Darstellung von Kurven, mit welcher die Vulkanisiergeschwindigkeit und der Vulkanisationsgrad bestimmt werden können.

Fig. 2 ist eine schaubildliche Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform des ringförmigen Elementes gemäß der Erfindung bei Verwendung für einen schlauchlosen Reifen.

Fig. 3 ist eine Teilquerschnittsansicht eines Wulstes eines schlauchlosen Reifens mit einem ringförmigen Verstärkungselement gemäß Fig. 2.

Mit Hilfe von Fig. 1 wird die quantitative Bedeutung der bisher verwendeten Ausdrücke erläutert, nämlich der Ausdrücke "Vulkanisation", "Teilvulkanisation", "Vulkanisiergeschwindigkeit" und "Vulkanisationsgrad".

Es ist bekannt, daß gewisse chemische und physikalische Eigenschaften von elastomeren Materialien nicht umkehrbar geändert werden, wenn die elastomeren Materialien einer Wärmebehandlung unterworfen v/erden. Ein Beispiel einer solchen Eigenschaftsänderung ist der Übergang einer Masse aus dem plastischen Zustand (nichtvulkanislerte Masse) in den ela-=

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stischen Zustand (optimal vulkanisierte Masse).

Die Änderung gewisser Eigenschaften kann den Änderungen des Wertes eines gegebenen Parameters von einem minimalen Wert (der als Null angenommen wird) zu einem maximalen Wert zugeordnet werden, wobei der maximale Wert in gewissen Fällen konstant sein kann, d.h. auch durch Fortsetzung der Wärmebehandlung nicht mehr geändert werden kann.

Es kann somit der Zustand, der von einer in Transformation befindlichen elastomeren Zusammensetzung oder Masse erreicht ist, als Vulkanisationsgrad der Masse bezeichnet werden, und der Wert dieses Vulkanisationsgrades kann einem gewählten Bezugswert zugeordnet werden und als Prozentanteil in dem Bereich zwischen dem minimalen Wert und dem maximalen Wert ausgedrückt werden.

Dementsprechend kann eine Masse als "nichtvulkanisiert", "teilvulkanisiert" oder "vulkanisiert" bezeichnet werden, und zwar in Abhängigkeit von dem erreichten Vulkanisationsgrad.

Mit den aufeinanderfolgenden Werten dieses Parameters kann bei fortschreitender Vulkanisierung in einem Wert-Zeit-Diagramm eine generische Kurve gezeichnet werden, welche die Entwicklung der Vulkanisation der elastomeren Masse mit der Zeit graphisch darstellt.

Die an jedem Punkt der Kurve gezogene Tangente gibt die Vulkanisiergeschwindigkeit der elastomeren Masse an diesem Punkt an, und sie kann mathematisch ausgedrückt werden als das Verhältnis zwischen der Zunahme des Wertes des Bezugsparameters und dem Zeitintervall an dem betrachteten Punkt, an welchem die Zunahme stattfindet.

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In erster Annäherung hängt die Vulkanisiergeschwindigkeit von der angewendeten Temperatur ab, jedoch hängt sie bei gleicher Temperatur und gleichen anderen Bedingungen der Wärmebehandlung von der Zusammensetzung der elastomeren Masse ab, d.h. von der Art und der Menge gewisser Bestandteile, die als Beschleuniger bekannt sind.

Fig. 1 zeigt genau das qualitative Diagramm eines dieser Parameter, und genauer gesagt des Elastizitätsmoduls für drei verschiedene Massen A, B und C. Das Diagramm ist wie folgt gezeichnet worden:

Zunächst wird ein kartesisches Koordinatensystem gezeichnet, und auf der Abszisse werden die Zeit und auf der Ordinate die absoluten Werte des Elastizitätsmoduls aufgetragen, ausgedrückt beispielsweise in Megapascal. Diese Werte werden durch bekannte Methoden und Instrumente bequem bestimmt.

Nunmehr wird anhand der Wärmebehandlungsbedingungen (Entwicklung der Temperatur und gegebenenfalls angelegter Druck, beispielsweise kontante Temperatur und Atmosphärendruck) die Kurve des Elastizitätsmoduls der elastomeren Masse, gemessen an festgesetzten Intervallen der Wärmebehandlung, Punkt für Punkt gezeichnet.

Tatsächlich zeigt die Fig. 1 ein überarbeitetes Diagramm gemäß vorstehender Beschreibung, in welchem anstelle der absoluten Werte des Elastizitätsmoduls die entsprechenden Prozentwerte angegeben sind, die für die Zwecke der vorliegenden Erfindung signifikanter als die absoluten Werte sind, wobei auf diese Weise für die drei Massen A, B und C gleicher Maßstab verwendet ist, so daß ein Vergleich zwischen den drei Kurven erleichtert ist.

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Die Kurven können als Vulkanisierkurven bezeichnet werden und jede Kurve gibt die Entwicklung der Vulkanisation der geprüften elastomeren Masse als Funktion der hervorgerufenen Bedingungen wieder.

Die betrachtete elastomere Masse wird als "vulkanisiert" bezeichnet, wenn ihr Vulkanisationsgrad 9o% überschritten hat (Vulkanisationsgrad von 9o% = 9o% des maximalen Wertes des Elastizitätsmoduls). Eine Masse wird als "nichtvulkanisiert" bezeichnet, wenn der Vulkanisationsgrad kleiner als 15% ist. Eine Masse, deren Vulkanisationsgrad in dem Bereich zwischen diesen beiden Endwerten liegt, wird als "teilvulkanisiert" bezeichnet.

Bei der graphischen Darstellung der Fig. 1 haben zum Zeitpunkt ti ein und derselben Wärmebehandlung die drei Massen A, B und C einen Vulkanisationsgrad von 5%, 15% bzw. 37% erreicht.

Der Gradient bzw. die Steigung der Vulkanisationskurve, d.h. deren Ableitung, stellt die Vulkanisiergeschwindigkeit der Masse dar, wobei geringe Steigung niedriger Vulkanisiergeschwindigkeit entspricht, bei welcher die Zeit länger ist, die erforderlich ist, um bei einer gegebenen Wärmebehandlung vollständige Vulkanisation (loo%) der elastomeren Masse zu erhalten.

Durch Einwirkung auf die Zusammensetzung der elastomeren Masse können Gemische erhalten werden, die, gleiche Wärmebehandlung vorausgesetzt, unterschiedliche Vulkanisiergeschwindigkeiten haben. Wenn einmal die gewünschten Verhaltenseigenschaften bestimmt sind, kann die Masse entsprechend zusammengesetzt werden. Die jeweilige Zusammensetzung der Masse liegt außerhalb des Rahmens der Erfindung.

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Aufgrund vorstehender Beschreibung, kann nunmehr die Bedeutung der vorbestimmten Bedingungen gemäß der Erfindung verstanden werden mit Bezug auf den minimalen Vulkanisation sgrad (2o%) und den maximalen Vulkanisations— grad (15$>),der von der ersten bzw. der zweiten Masse nach einer Wärmebehandlung erreicht wird,_; für welche die Zeitdauer und die Temperaturbedingungen festgesetzt sind.

Die Wärmebehandlung, die unter anderem dazu dient, die Grenzen des Schutzbereiches der vorliegenden Erfindung zu definieren, ist nicht notwendigerweise die gleiehe wie für die Teilvulkanisation, welcher der nichtvulkanisierte Wulst unterworfen werden muß. Sie kann eine unterschiedliche Wärmebehandlung sein, die wirksam zu der vorgenannten Wärmebehandlung in Korrelation steht und insbesondere ausgewählt ist, um während Laboratoriumstests das Ansprechen der Masse auf die vorgegebenen Erfordernisse zu verifizieren.

In jedem Fall wird bei Einhaltung der zuvor angegebenen Bedingungen für die Masse der zweiten Lage sichergestellt, daß die erwünschten Ergebnisse erhalten werden, was bedeutet, daß die die äußere Wulstfläche darstellende Masse bei Beendigung der Teilvulkanisation sich noch im wesentlichen in rohem Zustand befindet und demgemäß" alle Eigenschaften besitzt, die erforderlich sind, nämlich gute Haftung bzw. gutes Haftvermögen während der Herstellung des Reifens, und Schaffung einer sicheren chemischen Bindung (während des Vulkanisierens der Karkasse ' in der Form) mit den anderen mit dem Wulst zusammengefügten Elementen, und zwar obwohl die äußere Masse mit dem inneren Teil des Wulstes bereits chemisch vernetzt ist, wobei der Wulst durch die Teilvulkanisationsbehandlung bereits kompakt bzw. dicht und unverformbar gemacht worden ist.

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Fig. 2 zeigt in schaubildlicher Ansicht eine geschnittene sechseckige Wulstferse gemäß der Erfindung zur Verwendung in einem schlauchlosen Reifen.

Das ringförmige Verstärkungselement, welches oben als "Wulstferse" bezeichnet ist, weist einen ringförmigen Metallkern c auf, der in Umfangsrichtung undehnbar ist und mit einer Mehrzahl von Windungen aus Metalldraht gebildet ist, die zweckentsprechend angeordnet sind derart, daß der Kern c im Querschnitt sechseckige Gestalt hat, wobei die radial innere Seite zur Wulstachse und demgemäß zur Reifenachse in einem Winkel y (Fig. 3) von etwa 15° schräg liegt.

Bekanntlich werden neuerdings solche Wulstkerne c auch zweckmäßig aus Metallstreifen oder Metallbändern mit rechteckigem oder mehreckigem Querschnitt gebildet anstelle aus Drähten, die kreisförmigen Querschnitt haben.

In Berührung mit dem Kern c befindet sich eine erste Kompaktierlage oder Verdichtungslage 1, die aus einer ersten Masse gebildet ist. Der Kern c und die Lage 1 sind von einer zweiten Lage 2 vollständig umschlossen, die aus einer zweiten Masse gebildet ist, welche von der ersten Masse verschieden ist.

Zwischen der Verdichtungslage 1 und der Abdecklage 2 ist ein Füllstück oder Profilteil 3 eingesetzt, der linsenförmigen Querschnitt hat und aus einer Masse gebildet ist, die von der Masse der Lage 1 und der Masse der Lage 2 verschieden ist. Dieses Füllstück 3 dient dem Zweck, den Wulstquerschnitt zweckmäßig zu vergrößern.

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Als weitere zweckmäßige Verbesserung ist über der Außenfläche der Abdecklage 2 ein Band, eine Bahn bzw. eine Lage 4 aus einer Masse angeordnet, die von den vorbeschriebenen Massen verschieden ist.

Bei der dargestellten Wulstferse umgibt die Verdichtungslage 1 den Metallkern c vollständig, während die Abdecklage 2 aus einem verkautschukten Schnurstoff besteht, der mit Textilschnüren 5 verstärkt ist, die vorzugsweise aus einem Material bestehen, welches unter der Wirkung von Wärme schrumpft. Beispielsweise bestehen die Textilschnüre 5 aus einem Polyamid.

Der Schnurstoff ist in Form eines Streifens 6 vorgesehen, in welchem die Schnüre 5 sich in Längsrichtung erstrecken und welcher mit nebeneinanderliegenden Windungen schraubenlinienförmig entlang der gesamten Umfangslänge der Wulstferse gewickelt ist (Fig. 2).

Gemäß der Erfindung liegt die minimale Dicke der Lage zwischen 1,5 und 2 mm, während die Dicke des Streifens 4 sich von o,5 bis o,8 mm ändern kann.

Die Vulkanisiergeschwindigkeit der Masse der Lage 2 ist niedriger als die Vulkanisiergeschwindigkeit der Masse der Lage 1. Die Vulkanisiergeschwindigkeit der Masse des Füllstückes 3 ist vorzugsweise die gleiche wie die Vulkanisiergeschwindigkeit der Masse der Lage 1. Die Vulkanisiergeschwindigkeit der Masse des Streifens bzw. der Lage ist demgegenüber niedriger als die Vulkanisiergeschwindigkeit der Masse der Lage 2.

Es ist ersichtlich, daß das Verhalten des Wulstes gemäß der Erfindung sich aus der zweckmäßigen Korrelation der VuI-

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kanisiergeschwindigkeiten der verwendeten Massen ergi*bt. Hierbei wird zunächst mit einer geeigneten Wärmebehandlung eine Teilvulkanisation ausgeführt, bei welcher die Lage 1 zuerst einen verträglichen Vulkanisationsgrad erreicht, der wenigstens höher als 2o% ist (ausgedrückt mit Bezug auf den Elastizitätsmodul der Masse), wobei die Masse der Lage 1 entlang der Oberfläche des Metallkernes c fließt, die Kanten des Kernes c glättet und um den Kern eine Lage mit abgerundetem Querschnitt bildet, wobei gleichzeitig der Kern c durch die Masse der Lage 1 in seiner sechseckigen Querschnittsgestalt kompaktiert bzw. verdichtet wird und demgemäß unverformbar gemacht wird.

Gleichzeitig erreicht das Füllstück 3 einen Vulkanisationsgrad, der dem Vulkanisationsgrad der Masse der Lage 1 nicht unähnlich ist.

Die Masse der Lage 2, deren Vulkanisiergeschwindigkeit niedriger als diejenige der Masse der Lage 1 ist, hat zu jedem Zeitpunkt des Teilvulkanisationsvorganges immer einen niedrigeren Vulkanisationsgrad, wobei jedoch die Schnüre 5 aus wärmeschrumpffähigem Material schrumpfen und sich dabei unter Spannung um den bereits verfestigten oder konsolidierten inneren Teil legen, wodurch sie sehr vorteilhafte Wirkungen auf die Kompaktheit bzw. Dichtheit und auf die Außenfläche des Wulstes haben.

Diese Fläche nimmt tatsächlich geringfügig gewelle Gestalt an, wobei die schraubenlinienförmige Wicklung ähnlich einem Schraubengewinde vorhanden ist, und zwar als Folge der gleichzeitigen mäßigen Verschiebung der Schnüre radial nach innen zu dem darunterliegenden Kautschuk des inneren Teiles, der aus dem Metallkern c, der Lage 1 und dem Füllstück 3 gebildet ist.

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Es ist gefunden worden, daß dieses Merkmal der Außenfläche der Wulstferse eine beträchtliehe Begrünstigung darstellt hinsichtlieh der Verankerung der Wulstferse an den mit ihr zu verbindenden Elementen wie die Karkassenlage oder die Karkassenlagen und das oder die verwendeten Füllstücke, wobei demgemäß ein Wulst mit verbesserter Qualität erhalten wird.

Die Teilvulkanisationsbehandlung der Wulstferse wird fortgesetzt, bis auch die Masse der Lage 2 einen Vulkanisationsgrad erreicht hat, der ausreichend ist, die Schnüre des Schnurstoffes zu kontaktieren, wobei sie sich in richtigem Spannungszustand befinden, und wobei jedoch Sorgfalt walten gelassen wird, um diese Behandlung zu unterbrechen, bevor der Vulkanisationsgrad der Masse des Streifens oder der Lage 4 den Wert von 15% überschreitet.

Es ist daher ersichtlich, daß ein auf die beschriebene Weise verdichteter Wulst gemäß der Erfindung - verdichtet für guten Widerstand gegen die bei den nachfolgenden Behandlungen auftretenden Verformungskräften - an seiner gesamten Außenfläche eine Masse besitzt, die noch nicht vulkanisiert ist und später in der Vulkanisierform für den Reifen vulkanisiert wird. Demgemäß hat die Masse an der Außenfläche des soweit hergestellten Wulstes alle chemischen und physikalischen Eigenschaften, die erforderlich sind, um gute Haftung an und gute Verschweißbarkeit oder Verbindbarkeit mit den anderen Elementen der Reifenkarkasse zu schaffen, die nachfolgend mit der Wulstferse zusammengefügt werden, d.h. die Lage oder die Lagen 7 der Karkasse und das WuIstfüllstück 8 (Fig. 3).

Fig. 3 zeigt weiterhin eine der üblichen Verstärkungslagen 9, die außerhalb des um den Wulst herumgelegten Endes

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der Karkassenlage oder der Karkassenlagen angeordnet ist.

Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene Änderungen möglich, beispielsweise in Abhängigkeit von der Art des ringförmigen Verstärkungsgebildes, welches für eine besondere Reifenart erforderlich ist, beispielsweise für Personenwagenreifen, Lastkraftwagenreifen mit einer Textilkarkasse oder Metallkarkasse, d.h. für Kraftfahrzeugreifen oder für Reifen für besondere Verwendungen.

Beispielsweise kann bei den üblichen Wulstkernen aus verkautschuktem Draht mit viereckigem Querschnitt die Lage 1 von dem Kautschuk gebildet sein, der zum Verkautschuken des Metalldrahtes verwendet ist, und die Lage 2 kann ein Kautschukstreifen, eine Kautschukbahn od.dgl. oder ein verkautschukter Stoff sein, wobei in jedem Fall die Lage 2 in Schleifenform und schraubenlinienförmig um den Wulst gewickelt ist.

Auch bei einer Wulstferse mit einem Metallkern aus ni chtverkau t s chukt em Draht, wobei der Kern mit einem verkautschuktem Schnurstoff umhüllt und von einem Kautschukstreifen oder einer Kautschukbahn abgedeckt ist, kann die Lage 1 aus dem Kautschuk des Schnurstoffes gebildet sein, während die Lage 2 aus dem Abdeckstreifen, der Abdeckbahn od.dgl. gebildet ist.

Wenn bei solchen Wulstarten zwischen dem Metallkern und dem verkautschukten Schnurstoff ein Füllstück vorhanden ist, kann die Lage 1 aus dem Material des Füllstückes bestehen, und die Lage 2 kann aus dem Material des Abdeckstoffes bzw. des verkautschukten Stoffes bestehen.

Es ist ersichtlich, daß mit Wulstfersen gemäß der Erfindung der einleitend genannte Zweck wirksam erreicht wird.

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Außerdem werden jedoch hinsichtlich der Qualität des Reifens beträchtliche Verbesserungen erzielt.

Ein erster wichtiger Vorteil, der durch die vorliegende Erfindung erzielt wird, besteht darin, daß es sich erwiesen hat, daß jedwede Schwäche der Verbindung zwischen der Fläche der .teilvulkanisierten Wulstferse und der Fläche des Füllstückes und der Fläche der Karkassenlage oder der Karkassenlagen, die sich in gegenseitiger Berührung miteinander befinden, vermieden ist. Eine gute Verbindung kann, wie einleitend gesagt, bei bekannten Reifen nur durch Anwendung einer zusätzlichen Lösungsbehandlung oder Vergütungsbehandlung erzielt werden, da durch den Teilvulkanisationsvorgang die Masse der Abdecklage oder äußeren Lage des Kernes ihrer Fähigkeit zum Hervorrufen einer chemischen Bindung auf Molekularbasis mit der Masse der anderen genannten Elemente beraubt ist, so daß eine Zone oder ein Bereich der Trennung und im wesentlichen ein "Brechen" zwischen der Wulstferse und benachbarten Elementen hervorgerufen wird, die dann durch die Anlösungsflüssigkeit der Lösungsbehandlung oder Anlösungsbehandlung gegenseitig "gummiert" bzw. miteinander verbunden werden.

Bei einer Ausführung gemäß der Erfindung kann die chemische Verbindung stattdessen während des Vulkanisierens des Reifens erfolgen zufolge des Vorhandenseins der noch nicht vulkanisierten Masse der Außenschicht des Wulstes (Lage 4) nach der TeilVulkanisationsbehandlung, so daß die Außenfläche des Wulstes sich im wesentlichen im gleichen Zustand befindet wie die Außenfläche des Füllstückes 8 und der Karkassenlage oder der Karkassenlagen 7, die noch nicht vulkanisiert sind.

Es ist somit eine graduelle Änderung des Vulkanisationsgrades in der teilvulkanisierten Wulstferse von der

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Außenseite zur Innenseite der Wulstferse von einem minimalen Wert zu einem maximalen Wert vorhanden, wahrscheinlich zufolge der Tatsache, daß während der Teilvulkanisationsbehandlung sich ein Wandern von Bestandteilen der sich miteinander in Berührung befindenden elastomeren Massen, und insbesondere von Bestandteilen, die größeren Einfluß auf die Vulkanisiergeschwindigkeit haben, von einer Masse zu einer anderen durch die Berührungsfläche hindurch ergibt, so daß demgemäß eine kontinuierliche Änderung der Eigenschaften der sich in Berührung miteinander befindenden Massen sich ergibt.

In einem Reifen verhält sich ein vulkanisierter Wulst gemäß der Erfindung wie ein monolithisches Gebilde, welches einheitlich und kontinuierlich und welches nicht in Form (übertrieben ausgedrückt) zweier Gebilde vorhanden ist, die an der Fläche gegenseitiger Berührung zwischen der Kernumhüllung und den benachbarten Elementen,wie Füllstück und Karkasselage oder Karkassenlagen, aneinander haften.

Durch die ausgezeichnete Verbindung zwischen den obengenannten Elementen, welche den Wulst bilden, wird eine Optimierung sowohl hinsichtlich der Gestalt und Form des Wulstes, wobei ihm größerer Querschnitt gegeben wird, als auch hinsichtlich des Grades an Kompaktheit oder Verdichtung und Stabilität der erteilten Form oder Gestalt erhalten, wobei der Teilvulkanisationsvorgang bis zu einem vergleichsweise hohen Grad ausgeführt wird, was bei bekannten Reifen undurchführbar ist.

Tatsächlich ergibt sich aus der Vergrößerung der Oberfläche, die sich aus dem vergrößerten Volumen der Wulste er-

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gibt, keinerlei negativer Einfluß auf die Qualität des Wulstes, und zwar als Folge der obengenannten ausgezeichneten Haftung oder Verbindung zwischen den den Wulst bildenden Elementen. Durch die größere Unverformbarkeit der teilvulkanisierten Wulstferse während des Vulkanisierens des Reifens, gekoppelt mit dem größeren Volumen der Wulstferse, ist es möglich geworden, das Profil der Karkassenlage oder der Karkassenlagen und der Verstärkungslagen rund um den Wulst derart zu modifizieren, daß die Schnüre der Schnurstoffe von denjenigen Zugbeanspruchungskonzentrationen entlastet werden, die bei bekannten Reifen vorhanden sind, insbesondere im Bereich der Ecken des ringförmigen Metallkernes, wobei diese Zugbeanspruchungskonzentrationen oftmals der Grund für ein Brechen oder Reißen der Schnüre oder für ein Reißen der den Wulstkern umgebenden Masse mit sich daraus ergebender Zerstörung des Wulstes ist.

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Claims

Patentansprüche

Iy Fahrzeugreifen mit einer Lauffläche, mit Seitenwänden und mit Wulsten zum Verankern des Reifens an einer Felge, wobei die Wulste mit einem ringförmigen Verstärkungsgebilde versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß das ringförmige Verstärkungsgebilde einen ringförmigen metallenen, in Umfangsrichtung undehnbaren Kern (c), eine erste kompaktierende bzw. verdichtende Lage (l), die aus einer ersten Masse gebildet und in Berührung mit dem Metallkern angeordnet ist, und eine zweite Umhüllungs- bzw. Abdecklage (2 oder 4) aufweist, die aus einer zweiten Masse gebildet ist und die erste Lage und den Kern vollständig umschließt, und daß die Vulkanisiergeschwindigkeit der zweiten Masse einen Wert hat, der kleiner ist als der Wert der Vulkanisiergeschwindigkeit der ersten Masse.

2. Reifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (c) aus einer Mehrzahl von benachbarten Metallwindungen gebildet ist und im wesentlichen sechseckigen Querschnitt hat, dessen radial innere Seite zur Achse des ringförmigen Verstärkungsgebildes in einem Winkel von etwa 15° schräg verläuft, und daß der Kern vollständig innerhalb der ersten Lage (1) angeordnet ist.

35. Reifen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Lage (2) einen Schnurstoff aufweist, dessen Schnüre aus unter der Einwirkung von Wärme schrumpfförmigem Material bestehen und mit der zweiten Masse verkautschukt sind, und daß die zweite Lage auf die erste Lage (1) in Form von Streifen, in denen die Schnüre (5) in Längsrichtung verlaufen, schraubenlinienförmig entlang der gesamten Umfangslänge des ringförmigen Verstärkungsgebildes gewickelt ist.

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ORIGINAL INSPECTED

4. Reifen nach einem der Ansprüche 1 Ms 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der ersten Lage (l) und der zweiten Lage (2) radial außerhalb des Kernes (c) ein Füllstück (3) angeordnet ist, welches linsenförmige Gestalt hat und aus einer dritten Masse gebildet ist.

5. Reifen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vulkanisiergeschwindigkeit der dritten Masse im wesentlichen gleich der Vulkanisiergeschwindigkeit der ersten Masse ist.

6. Reifen nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Lage (2) einen Streifen, eine Bahn od.dgl. (4) aus einer vierten Masse an der mit Bezug auf den Kern (c) nach außen gewandten Fläche aufweist, und daß die Vulkanisiergeschwindigkeit der vierten Masse niedriger als die Vulkanisiergeschwindigkeit der zweiten Masse ist.

7. Reifen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die vierte Masse, wenn sie einer Wärmebehandlung einer Temperatur von nicht niedriger als 12o°C unterworfen wird, bei einer Behandlungsdauer von nicht kürzer als 15 Minuten einen Vulkanisationsgrad von nicht höher als 15% erreicht, definiert durch die Kurve der Änderung des Elastizitätsmoduls (Fig. 1).

8. Reifen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der erreichte Vulkanisationsgrad nicht höher als lo% ist.

9. Reifen nach einem oder mehreren der Ansprüche

1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Masse, wenn sie einer Wärmebehandlung bei einer Temperatur von nicht

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niedriger als 12o°C unterworfen wird, bei einer Behandlungsdauer von nicht langer als 15 Minuten einen Vulkanisationsgrad von nicht niedriger als 2.0% erreicht, definiert durch die Kurve der Änderungen des Elastizitätsmoduls.

10. Reifen nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der erreichte Vulkanisationsgrad nicht niedriger als 3o% ist.

11. Reifen nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis Io, dadurch gekennzeichnet, daß die minimale Dicke der ersten Lage (1) zwischen 1,5 und 2 mm liegt.

12. Reifen nach einem oder mehreren der Ansprüche

6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke des Streifens, der Bahn od.dgl. (4) aus der vierten Masse zwischen o,5 und o,8 mm liegt.

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