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Diese Erfindung bezieht sich auf einen Radialreifen mit
einer Bandverstärkung des Gürtels oder Breakers und eines
Verfahrens zur Herstellung derselben. LU-A-85964 offenbart
einen Reifen dieser Art entsprechend dem Oberbegriff des
Anspruchs 1.
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Radialreifen mit einem Gürtel von Schichten von
Metallkorden, die den Laufflächenteil verstärken, sind konventionell
auf Hochleistungsautos verwendet worden und
Hochgeschwindigkeitsbeständigkeit, Hochgeschwindigkeitsfahrstabilität und
Lenkbarkeit sind vermittels des starken Ringeffektes des
Gürtels in dem Gesamtreifenaufbau erhalten worden. Die
herkömmliche maximale Geschwindigkeit von Autos von 100 bis
200 km/h ist jedoch durch die Fahrzeugentwicklungen geändert
worden und nun können einige Personenkraftwagen bei 200 km/h
oder mehr fahren, und manchmal bei 300 km/h. Auf dem Gebiet
von Rennwagen existieren schon Fahrzeuge, die zu derartigen
Geschwindigkeiten fähig sind, aber ihr Fahren findet nur
unter speziellen Bedingungen statt, so daß die Reifen
entworfen werden können, wobei einige der
Leistungscharakteristiken geopfert werden, die im herkömmlichen Fahren
erforderlich sind, z. B. Abnutzungswiderstand und
Treibstoffverbrauch. Sie sind daher ungeeignet, der allgemeinen Benutzung
auf öffentlichen Straßen zu widerstehen.
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Wenn Radialreifen mit einer herkömmlichen
Metallkordgürtelverstärkung bei den hohen Geschwindigkeiten, die oben
erwähnt wurden, verwendet werden, werden ihre Laufflächenteile
durch die Zentrifugalkraft deformiert und die wiederholten
Verzerrungen werden in dem Laufflächenteil erzeugt. Diese
Deformation erscheint in verschiedenen Phänomenen abhängig
von der Größe, dem Aufbau und den Materialien des Reifens
und kann zum Beispiel ein Anhebephänomen sein, in welchem
der äußere Durchmesser an dem Schulterteil zunimmt, ein
Phänomen, in welchem der äußere Durchmesser in dem Mittelteil
zunimmt und der Radius der Krümmung der Lauffläche abnimmt
oder die Oberfläche eine unregelmäßige Kurve wird, oder ein
Phänomen einer stehenden Welle.
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Diese Effekte erzeugen Wärme durch die wiederholten
Verzerrungen in der Lauffläche und die Temperatur in den
Laufflächenteilen steigt rapide an und die Haftung zwischen den
metallischen Kordoberflächen und dem Gummi in dem Gürtel kann
versagen und die sogenannten Lagentrennung verursachen.
Insbesondere erfordern Reifen, die im
Hochgeschwindigkeitsfahren wie oben beschrieben verwendet werden, eine breite
Bodenkontaktfläche, um die Straßenoberfläche sicher genug zu
greifen und daher wird ein abgeflachter Reifen mit einer breiten
Lauffläche verwendet. In derartigen abgeflachten Reifen mit
breitem Profil neigt, da die Größe des Laufflächenteils in
dem gesamten Reifen groß ist, das oben erwähnte Phänomen der
Deformation und der Wärmeerzeugung dazu, in einem großen Maß
aufzutreten.
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Die Verwendung eines Gummis mit einer kleinen
Verlusttangente (tan δ) ist ein effektives Mittel, um die Wärmeerzeugung
zu verringern, aber wenn ein Gummi mit einer kleinen
Verlusttangente (tan δ) verwendet wird, wird der Laufflächengriff
erniedrigt und daher sind die erforderten
Hochgeschwindigkeitsreifen-Leistungseigenschaften schwer zu erhalten.
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In alternativer Weise kann eine Abnahme der Deformation des
Laufflächenteils erreicht werden, ohne die Formulierung des
Laufflächengummis zu ändern, indem der Ringeffekt des
Gürtels erhöht wird, aber dann wird die Anzahl der
Metallkordlagen des Gürtels erhöht und das Gewicht des Reifens nimmt
zu, so daß andere nachteilige Effekte auf die
Hochgeschwindigkeitseigenschaften des Reifens und eines Autos, das
diesen
Reifen verwendet, verursacht werden.
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Um diese Probleme zu lösen, ist es vorgeschlagen worden, ein
Band anzuordnen, das eine Vielzahl von unabhängigen Korden
umfaßt, die in Gummi und parallel zueinander in der
Umfangsrichtung des Reifens eingebettet sind, wie in der
japanischen Patentveröffentlichung Kokai Nr. 47-14805 und der
japanischen Patentveröffentlichung Kokoku Nr. 55-45402. Dieses
Band oder diese Bandage haben jedoch zumindest einen
verbundenen Teil, der sich in der breitenartigen Richtung, d. h.
der Breite, erstreckt. Die Steifheit in der Umfangsrichtung
ändert sich und nimmt üblicherweise an diesem
Verbindungsteil ab und die resultierende große Verzerrung
neigt dazu, Bruch zu induzieren. Zusätzlich kann der
Verbindungsteil die Gleichförmigkeit des Reifens
beeinträchtigen.
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Demgemäß ist ein derartiges Band nicht gut genug für die
Verwendung in den Hochgeschwindigkeitsbereichen, die oben
beschrieben wurden. Ein Reifen mit einem derartigen Band ist
fein in gewöhnlichen Geschwindigkeitsbereichen, aber in
einem Geschwindigkeitsbereich von mehr als 200 km/h oder
mehr als 300 km/h ist es unmöglich, die Deformation zu
verhindern, die durch die Zentrifugalkraft auf dem
Laufflächenteil verursacht wird, und ungenügende Beständigkeit wird
erhalten.
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Es ist daher ein Hauptziel dieser Erfindung, einen Reifen zu
schaffen mit einem Aufbau, der fähig ist, der Verwendung in
diesen Hochgeschwindigkeitsbereichen zu widerstehen, ohne
andere allgemeine Leistungseigenschaften zu opfern. Ein
anderer Vorschlag, um die obigen Probleme zu lösen, schafft ein
verbindungsloses Band, das gebildet wird, indem eine oder
eine Vielzahl von organischen Faserkorden spiralig über den
Gürtel parallel zu der mittleren Umfangslinie des Reifens
gewunden wird, um ein Band zu erzeugen, in welchem die Dichten
des spiralig gewundenen Kordes unterschiedlich zwischen den
Kronen- und Schulterteilen des Reifens sind, um so die
Leistungsfähigkeit zu verstärken. Dies ist in der japanischen
Patentveröffentlichung Kokoku Nr. 44-17801 und der
japanischen Patentveröffentlichung Kokoku Nr. 57-61601 offenbart.
Jedoch hat ein derartiges Mittel das Problem, daß es zuviel
Zeit in Anspruch nimmt, den Kord zu wickeln und so ist die
Produktivität unterlegen, und da der gewundene Kord
asymmetrisch in dem Querschnitt des Reifens wird, sind die
Gleichförmigkeitseigenschaften wie die Konizität dürftig. Über
dies berühren, mit einer Änderung der Korddichte, wenn die
Dichte zu hoch eingestellt wird, die Kordoberflächen
einander, was Bruch an diesen Punkten induzieren kann.
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Es ist daher ein anderes Ziel dieser Erfindung, einen
Radialreifen mit einer überlegenen Gleichförmigkeit und
exzellenter Produktivität zu schaffen, in welchem der Bruch
in dem Schulterteil des Gürtels aufgrund der Anhebung beim
Fahren verhindert wird und die Berührung zwischen
Kordoberflächen verhindert ist.
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Es ist noch ein anderes Ziel dieser Erfindung, einen Aufbau
des Gürtels, Bandes und Laufflächengummis zu schaffen,
welcher die Hochgeschwindigkeitsbeständigkeit des Radialreifens
wie oben erwähnt verbessern kann, und ein Verfahren und eine
Vorrichtung zur Bildung des Bandes.
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Nun dem Herstellungsprozeß für Radialreifen zuwendend, ist
der übliche Prozeß, einen zusammengebauten Körper zu bilden,
in dem jedes des Gürtels, Bandes und Laufflächengummis
sequentiell auf eine Gürteltrommel gewickelt wird.
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Wie in den Fig. 24 und 25 gezeigt, wird eine herkömmliche
Gürteltrommel 300 drehbar auf einer Seite auf einer Welle
301 getragen und weist eine gürtelbildende Oberfläche S1
auf, die in der Umfangsrichtung als ein Ringraum geformt ist
und zwar mit einem linearen Querschnittsumriß in der axialen
Richtung. Die gürtelbildende Oberfläche S1 wird durch
plurale Keilnuten 303, jeder mit einer Breite von
näherungsweise 40 mm gebildet, die radial über den gesamten
Umfang angeordnet sind, und beide Enden von jeden
Plattenband sind durch ein Paar von ringförmigen Federn 302
befestigt. Ein Luftsack 304, der mit einer Luftröhre 306
ausgerüstet ist, ist innerhalb der Plattenbänder jeweils in
der radialen Richtung auf einer tragenden Basis 305
angeordnet. Die den äußeren Trommeldurchmesser definierenden
Ringe 308 sind abnehmbar am Rahmen 307 angebracht, die auf
beiden Seiten der Plattenbänder angeordnet sind.
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Ein herkömmliches Verfahren der Herstellung eines Aufbaus
des Gürtels, des Bandes und der Lauffläche, durch das die
obige bekannte Gürteltrommel verwendet wird, ist wie folgt:
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Der äußere Trommeldurchmesser wird ausgedehnt, indem der
Luftsack mit Luft aufgeblasen wird, die durch die Luftröhre
angeliefert wird, und zwar ist zu dieser Zeit der äußere
Durchmesser der Trommel auf einen bestimmten
gürtelanhaftenden Durchmesser durch den den äußeren
Trommeldurchmesser festlegenden Ring beschränkt:
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Ein Gürtel B wird gebildet (siehe Fig. 25), indem auf die
gürtelbildende Oberfläche S1 eine Vielzahl von Lagen
gewickelt wird, jede zusammengesetzt aus Korden, welche mit
Gummi überzogen sind, und zwar in der Form eines
Kordgewebes.
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Dies wird so angeordnet, daß die Korden von jeder
sukzessiven Lage sich bei einem Winkel von 10 bis 400 mit Bezug auf
die Umfangsrichtung kreuzen.
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Ein Band BR wird dann gebildet, indem auf einer oder zwei
Lagen von Korden, welche mit Gummi in der Form von
Gummigewebe überzogen sind, auf die Umfangsoberfläche des Gürtels B
in einem Winkel von nahezu 0º mit Bezug auf die
Umfangsrichtung gewickelt wird und ein Laufflächengummi T
auf die radial äußere Seite des Bandes BR gewickelt wird, so
daß ein Aufbau A gebildet wird.
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Der Aufbau wird von der Gürteltrommel genommen, indem ein
Haltemittel verwendet wird und zu der Mitte einer
vorgefertigten zylindrischen Reifenkarkasse auf eine
Reifenbildungstrommel übertragen werden. Die Reifenkarkasse wird
sequentiell zu einem toroidalen Umriß durch Luftdruck
expandiert, damit so ihre Umfangsoberfläche eng gegen die
Innenseite des Gürtelaufbaus gepreßt wird. Der Gürtel wird
dann an die Reifenkarkasse über seine volle Breite durch
eine laufflächenanhaftende Walze gedrückt und befestigt, so
daß der Aufbau konsolidiert wird, um einen rohen Reifen zu
schaffen.
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Überdies ist in der japanischen Patentveröffentlichung Kokai
Nr. 61-51979 ein Verfahren zur Bildung eines Bandes
offenbart, in dem eines oder eine Vielzahl von synthetischen
Faserkorden in der Umfangsrichtung spiralig und kontinuierlich
auf die Umfangsoberfläche eines Gürtels gewickelt wird, der
auf dem Gürtelring gebildet ist, wobei zumindest 70% der
Gürtelbreite abgedeckt werden, mit einem Abstand von 5 bis
15 mm in der Breite.
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In diesem Verfahren wird jedoch, da der Wicklungsabstand der
Korde so breit wie 5 bis 15 mm ist, die nachteilhafte
Längung des äquatorialen Durchmessers des rohen Reifens
aufgrund des formgebenden Druckes in dem Vulkanisierverfahren
auf effektive Weise verhindert, aber die thermische
Schrumpfkraft
des Bandes ist an den Schulterteilen schwächer als in
dem Mittelteil, wie in Fig. 27 gezeigt.
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Infolgedessen wird eine der notwendigen Charakteristiken,
das heißt, das Anhebephänomen des Gürtels aufgrund der
Zentrifugalkraft während des Hochgeschwindigkeitslaufens zu
verhindern, nicht erreicht.
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Dieses Problem resultiert aus der Tatsache, daß das Band
gebildet wird, indem auf einer zylindrischen Trommel mit einem
linearen Querschnittsumriß in der axialen Richtung wie oben
beschrieben und wie in den Fig. 24, 25 und 22 gezeigt,
gewickelt wird, selbst obwohl der Gürtel und das Band des
fertig gestellten Reifens in der Form im Querschnittsumriß
in der axialen Richtung (fertig gestellter Umriß) wie in
Fig. 20 gezeigt konvex sind.
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Das heißt, obwohl die Umfangswicklungslängen im Bilden des
Bandes für die Schulterteile und den Mittelteil identisch
sind, werden die Umfangslängen des Gürtels nach der
vollständigen Formgebung und dem Vulkanisieren des Reifens
in den Gürtelschulterteilen kürzer und in dem Gürtel
aufgrund des Formgebungs-(Expandier-)Verfahrens in der
Vulkanisation länger. Als eine Folge wird die Dehnung an dem
Mittelteil größer und an den Schulterteilen des Gürtels
kleiner und die thermische Schrumpfkraft wird an den
Schulterteilen verringert. Da eine größere Dehnung an den
Mittelteil des Gürtels angelegt wird, tritt üblicherweise
eine Dehnungsdifferenz, die 2% überschreitet, auf.
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Das oben erwähnte Problem wird verursacht, weil die
Dehnungsdifferenz als die Differenzen in der restlichen Längung und
der thermischen Schrumpfungskraft erscheint wie in den Fig.
26 und 27 gezeigt. Hier bedeutet der Ausdruck "Dehnung" den
Prozentsatz des fertig gestellten Durchmessers zu dem
Wicklungsdurchmesser des Reifens.
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Demgemäß ist ein anderes Ziel dieser Erfindung, einen Aufbau
von Gürtel-, Band- und Laufflächenreifen zu schaffen, in
welchem die Differenz der Dehnungen zwischen dem Mittelteil und
den Schulterteilen des Bandes so klein wie 2% oder weniger
gemacht wird, und die thermische Schrumpfungskraft bei den
Schulterteilen anzuheben.
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Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung schafft einen
Radialreifen mit den Merkmalen von Anspruch 1.
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Ein anderer Aspekt schafft ein Verfahren zur Herstellung
eines Radialreifens, das die Schritte umfaßt, daß eine
zylindrische Reifenkarkasse zu einem toroidalen Umriß geformt
wird und ein Gürtel und eine Lauffläche auf ihrer äußeren
Oberfläche zusammengefügt werden, worin das Verfahren die
Schritte umfaßt, daß die vorbestimmte Anzahl von Gürtellagen
auf einem Gürtelring oder einer Gürteltrommel laminiert
werden, um den Gürtel zu bilden und kontinuierlich eine oder
mehrere organische Laserkorden auf die äußere Oberfläche des
zusammengefügten Gürtels kontinuierlich und spiralig in der
Umfangsrichtung des Gürtels gewickelt werden, um ein Band
zur Verstärkung des Gürtels zu bilden, dadurch
gekennzeichnet, daß die Spannung, die an dem organischen
Faserkord angelegt wird, wenn der Kord gewickelt wird,
geändert wird, um ein Minimum bei dem Kronenteil des Reifens
und ein Maximum bei dem Schulterteil des Reifens zu sein.
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Unter einem weiteren Aspekt bezieht sich die Erfindung auf
ein Verfahren zur Herstellung eines Radialreifens, daß die
Schritte umfaßt, daß eine zylindrische Reifenkarkasse zu
einem toroidalen Umriß geformt wird und ein Gürtel und eine
Lauffläche auf ihrer äußeren Oberfläche geformt wird, worin
das Verfahren die Schritte umfaßt, daß die vorbestimmte
Anzahl von Gürtel lagen auf einem Gürtelring oder einer
Gürteltrommel laminiert werden, um den Gürtel zu bilden und
kontinuierlich eine oder mehrere organische Faserkorden auf die
äußere Oberfläche des zusammengefügten Gürtels
kontinuierlich und spiralig in der Umfangsrichtung des Gürtels
gewickelt werden, um ein Band-zur Verstärkung des Gürtels zu
bilden, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung, die an dem
organischen Faserkord angelegt wird, wenn der Kord gewickelt
wird, konstant ist und der Durchmesser der Kordwicklung in
dem gewundenen Zustand graduell von dem Kronenteil in
Richtung auf die Schulterteile des Reifens abnimmt.
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Unter noch einem weiteren Aspekt bezieht sich die Erfindung
auf ein Verfahren zur Bildung einer Anordnung, die aus einem
Gürtel, einem Band und einem Laufflächengummi
zusammengesetzt ist, indem eine Gürteltrommel verwendet wird, die
fähig ist, sich im Durchmesser zu ändern, gekennzeichnet durch
die Schritte der Bildung eines zylindrischen Gürtels, indem
eine Vielzahl von Gürtellagen, die aus Metallkorden auf der
Umfangsoberfläche der Gürteltrommel gewickelt werden, deren
Durchmesser nicht expandiert ist, so daß der Winkel der
Korde mit Bezug auf die Umfangsrichtung von 10 bis 30º beträgt,
die Gürteltrommel expandiert wird, um so den
Querschnittsumriß der Gürteltrommel in der axialen Richtung identisch oder
nahe dem fertig gestellten Umriß des Bandes in einer
Reifenform identisch oder nahe zu machen, ein Band,
zusammengesetzt, oder organische Faserkorde bei einem Winkel von 0 bis
5º mit Bezug auf die Umfangsrichtung angeordnet werden, auf
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der radial äußeren Außenseite des Gürtels auf der
Gürteltrommel, welche zu dem Umriß expandiert worden ist, gebildet
wird, und ein Laufflächengummi auf der radial äußeren Seite
des Gürtels gewickelt wird und sie zu einem Körper
konsolidiert werden.
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Weitere Aspekte der Erfindung werden aus den folgenden
Beschreibungen
von einigen Ausführungsbeispielen in Verbindung
mit den angefügten diagrammatischen Zeichnungen
offensichtlich, in welchen:
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Fig. 1 eine Querschnittsansicht ist, die ein erstes
Ausführungsbeispiel des radialen Luftreifens
dieser Erfindung zeigt:
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Fig. 2 eine perspektivische Ansicht ist, die eine
Anordnung eines Gürtels, eines Bandes und
eines Laufflächengummis in einem anderen
Ausführungsbeispiel zeigt
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Fig. 3 eine perspektivische Ansicht ist, die
schematisch den Zustand der Wicklung eines Kordes
des Bandes zeigt
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Fig. 4 eine Querschnittsansicht ist, die noch ein
anderes Ausführungsbeispiel zeigt
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Fig. 5 ein. Ansicht ist, die eine Verteilung der
Längung der Korde des Bandes unter einer
vorgeschriebenen Last zeigt
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Fig. 6 eine Ansicht ist, die ein Beispiel der
Beziehung zwischen dem Verhältnis der Breite der
Randbandschicht zu der Breite der
Vollbandschicht und die Rate des Bruches eines
Reifens zeigt
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Fig. 7 eine perspektivische Ansicht ist, die Korde
zeigt, die zu einem Streifen gebildet sind,
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Fig. 8 eine perspektivische Ansicht ist, die einen
einzelnen überzogenen Kord zeigt,
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Fig. 9 eine perspektivische Ansicht ist, die einen
nicht überzogenen Kord zeigt,
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Fig. 10 bis 13 Querschnittsansichten eines Verfahrens zur
Erzeugung von Radialreifen dieser Erfindung
sind,
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Fig. 14 bis 16 Ansichten sind, die eine Art der Wicklung
eines Kords zur Bildung eines Bandes von
symmetrischem Aufbau zeigen,
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Fig. 14a eine Ansicht ist, die eine Weise der
Wicklung zeigt, um einen asymmetrischen Aufbau
zu schaffen,
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Fig. 17 bis 19 Ansichten sind, die eine Verteilung der
Längung unter einer vorbestimmten Last eines
Kords des Bandes des Reifens zeigen, der in
einem Test verwendet wird,
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Fig. 20 bis 22 Ansichten zur Veranschaulichung eines
Verfahrens zur Bildung eines
Gürtel-Band-Laufflächengummi-Aufbaus dieser Erfindung sind,
in welchen Fig. 20 die Auswertung eines
Reifens zeigt, Fig. 21 eine Bildung des
Aufbaus zeigt und Fig. 22 ein herkömmliches
Bildungsverfahren zeigt.
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Fig. 23 eine Ansicht ist, die einen Schritt in einem
Verfahren zur Erzeugung von Radialreifen
zeigt.
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Fig. 24 bis 25 axiale Querschnittsansichten sind, die eine
herkömmliche Gürteltrommel zeigen
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Fig. 26 eine Ansicht ist, die eine Verteilung der
restlichen Längung einer Korde eines Bandes
zeigt,
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Fig. 27 eine Ansicht ist, die eine Verteilung der
thermischen Schrumpfungskraft einer Korde
eines Bandes zeigt und
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Fig. 28 eine Ansicht ist, die einen anderen Aufbau
zeigt, welcher gebildet werden kann, indem
das Verfahren zur Bildung von Gürtel-Band-
Laufflächengummi-Aufbauten dieser Erfindung
und die Bildungsvorrichtung dieser Erfindung
verwendet werden.
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In Fig. 1 umfaßt ein Reifen 1 ein Paar von Wulstkernen 3,
ein Paar von Kernreitern 4, eine Karkasse 2, eine
ringförmige Lauffläche 5, ein Paar von Seitenwänden 6, einen Gürtel 7
und ein Band 8.
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Die Wulstkerne 3 sind in den Wulstteilen des Reifens
angeordnet. Die Kernreiter 4 sind aus Hartgummi hergestellt und
außerhalb der Wulstkerne 3 mit Bezug auf die radiale
Richtung des Reifens 1 angeordnet. Die Karkasse 2 umfaßt eine
Lage von Korden, die in der radialen Richtung des Reifens
angeordnet und um die Wulstkerne 3 herum gedreht sind.
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Die Karkasse 2 kann eine oder eine Vielzahl von Lagen
umfassen.
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Der Gürtel 7 ist auf der äußeren Schulterseite der Karkasse
2 angeordnet und umfaßt zwei oder mehr Lagen von Gewebe der
Metallkorde. In diesem Ausführungsbeispiel ist er aus einer
inneren Lage 7i und einer äußeren Lage 7o zusammengesetzt,
aber eine oder zwei andere Lagen können zwischen sie
gestellt sein. In der Zeichnung hat die innere Lage 7i eine
größere Breite als die äußere Lage 7o, aber es ist nicht
wichtig, wenn die äußere Lage breiter ist. Wenn die drei
Lagen die gleiche Breite haben, variiert die Biegungssteifheit
im Querschnitt jedoch drastisch an den Rändern, was einen
nachteiligen Effekt auf die Beständigkeit bewirkt, so daß es
notwendig ist, diese Lagen (7i und 7o) mit verschiedenen
Breiten herzustellen.
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Die Metallkorde der Gürtellagen 7o, 7i sind in einem Winkel
von 10 bis 300 mit Bezug auf die Äquatoriallinie des Reifens
angeordnet.
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Das Band 8 ist auf der radial äußeren Seite des Gürtels 7
angeordnet. Das Band umfaßt eine Vollbandschicht 8f und ein
Paar von Randbandschichten 8e.
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Die Vollbandschicht 8f ist über der vollen Breite des
Gürtels 7 angeordnet, das heißt über die volle Breite der
inneren Lage 7i, welche die breitere Lage ist. Jede
Randbandschicht 8e ist zwischen der Vollbandschicht 8f und den
Gürtel 7 oder zwischen der Vollbandschicht 8f und der
ringförmigen Lauffläche 5 in dem Bereich nahe des Gürtelrandes
angeordnet.
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Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht, die die Anordnung
der Karkasse 2, des Gürtels 7 und des Bandes 8 in dem Fall
zeigt, wo die Anordnung der Randbandschichten 8e und der
Vollbandschicht 8f umgekehrt ist.
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Es ist bevorzugt, die Ränder der Vollbandschicht 8f, der
Randbandschichten 8e und der inneren Lage 7i des Gürtels
anzupassen. Wenn die Ränder der Vollbandschicht 8f und der
Randbandschichten 8e einwärts von dem Gürtelrand angeordnet
sind, ist das beschriebene Anheben schwierig zu stoppen und
selbst wenn sie außerhalb der Gürtelrandposition angeordnet
sind, wird kein realer Effekt erhalten.
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Darüber hinaus ist Extramaterial für den Extrateil
erforderlich und da organischer Faserkord auf das Gummiglied in
einer Fläche gewickelt werden muß, wo kein Metallkord
vorliegt, induziert es ein Problem im Aufrechterhalten der
Gleichförmigkeit der Kordspannung und der Kordposition in
dem Herstellungsverfahren.
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Das Verhältnis We/Wf der Breite We der Randbandschicht 8e
gemessen in der axialen Richtung des Reifens zu der Breite
Wf der Vollbandschicht 8f, gemessen in der axialen Richtung
des Reifens, wird in dem Bereich von 0,2 bis 0,3
eingestellt. Wenn das Verhältnis We/Wf weniger als 0,2
beträgt, fällt die Reifenbeständigkeit scharf ab. Auf der
anderen Seite wird, selbst wenn We/Wf 0,3 überschreitet,
keine weitere Verbesserung in der Beständigkeit gefunden. Es
ist auch gefunden worden, daß ein Reifen, in welchem We/Wf
größer als 0,3 ist, dazu neigt, dürftige Fahrzeugkontrolle
zu ergeben, weil die Steifheit des gesamten Laufflächenteils
zu groß ist.
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So ist es notwendig für den Wert We/Wf, innerhalb des
Bereiche von 0,2 bis 0,3 zu liegen.
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Die Randbandschichten 8e und die Vollbandschicht 8f sind aus
organischen Faserkorden zusammengesetzt, und zwar im
wesentlichen parallel zu der äquatorialen Mittellinie des Reifens.
Der organische Faserkord C ist ein einzelner langer Kord,
der aus einer Vielzahl von einzelnen Fäden oder verdrehten
Fäden wie gesponnenem Faden, Monofilamentfaden oder
Multifilamentfaden oder organischer Faser zusammengesetzt ist,
hergestellt aus Nylon 66, Nylon 6, Polyester, Kevlar oder
dergleichen hergestellt.
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Der Kord C ist aus einem oder mehreren Korden gebildet, der
oder die spiralig in der Umfangsrichtung des Reifens in der
Lage wie schematisch in Fig. 3 gezeigt gewickelt ist/sind.
Infolge dessen existieren herkömmliche Verbindungen nicht
länger in jeder Schicht und die Probleme, die durch die
Existenz der Verbindungen verursacht werden, werden
vollständig vermieden. In der herkömmlichen Verbindung
werden beide Enden in der Umfangsrichtung von jeder Schicht
herkömmlich dazu gebracht, einander Ende an Ende zu
berühren, so daß dieser Teil eine große Spannung in der
Umfangsrichtung nicht ertragen kann. Daher induziert es
häufig Bruch in der Hochgeschwindigkeitsverwendung. Die
Verbindungsteile verderben auch die Gleichförmigkeit des
Reifens.
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Fig. 4 ist eine Querschnittsansicht, die ein zweites
Ausführungsbeispiel des Luftreifens dieser Erfindung zeigt. In
diesem Ausführungsbeispiel hat das Band 8 nur eine
Vollbandschicht 8f ohne Randbandschicht 8e.
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Diese Vollbandschicht 8f ist in der gleichen Weise in dem
vorhergehenden Ausführungsbeispiel aus einem bis drei
organischen Faserkorden C zusammengesetzt, der bzw. die spiralig
in der Umfangsrichtung gewickelt ist/sind, wie in Fig. 3
gezeigt. Die Längung bei einer gegebenen Last des
organischen Faserkordes hat eine derartige Verteilung, das
sie von dem Kronenteil zu dem Schulterteilen des Reifens
kleiner wird. Hier wird die Längung, das heißt die Dehnung,
bei einer gegebenen Last durch das Verfahren gemessen, daß
in JIS L1017 spezifiert ist und drückt die Längung der Korde
unter einen Last aus, die gemäß dem Material und der Dicke
des Kordes bestimmt wird.
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Fig. 5 zeigt ein Beispiel der Verteilung der Dehnung bei
einer gegebenen Last des organischen Faserkords, der in der
Vollbandschicht 8f enthalten ist. In diesem Graph zeigt die
Ordinatenachse die Längung bei einer gegebenen Last von
jedem Reifen an, was durch einen Index ausgedrückt ist, wo
der Wert an dem Kronenteil von jedem Reifen als 100
betrachtet wird. Die Achse der Abszisse bezeichnet die Teile
des Reifens und die Ausdrücke CR "Kronenteil", "SH
"Schulterteil" zeigen die Positionen der äquatorialen
Reifenoberfläche, der Bandschicht bzw. der Position des Gürtelrandes. In
der Verteilung von herkömmlichen Produkten, wie durch eine
strichpunktierte Linie gezeigt, neigen die Werte dazu, in
den Schulterteilen größer als bei dem Kronenteil zu werden,
so daß die Bindungskraft des Bandes bei den Schulterteilen
im Vergleich mit jener in dem Kronenteil niedriger ist. Im
Gegensatz zeigt die Verteilung des Produktes dieser
Erfindung, gezeigt durch eine durchgezogene Linie, klar, daß
die Längung bei einer gegebenen Last näher den
Schulterteilen kleiner wird.
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Diese Verteilung kann erhalten werden, indem organische
Faserkorde gewickelt werden, während eine größere Spannung
angelegt wird, wenn den Schulterteilen näher.
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Der Reifen dieser Erfindung kann erzeugt werden durch (a)
ein Verfahren, daß die Schritte umfaßt, daß ein Gürtel 7 auf
eine Gürteltrommel gewickelt wird und dann spiralig und
kontinuierlich ein gummierter organischer Faserkord auf den
Gürtel 7 gewickelt wird, um ein Band 8 zu bilden, eine
Lauffläche 5 auf das Band 8 gewickelt wird, so ein ringförmiger
Aufbau gebildet wird, dieser ringförmige Aufbau um eine
Reifenbildungstrommel positioniert wird und eine separat gebildete
Reifenkarkasse an diesen Aufbau angehaftet wird, indem sie
geformt wird oder (b) ein Verfahren der Wicklung des Gürtels
(7), des Bandes (8) und der Lauffläche 5 direkt auf eine
Reifenkarkasse,
welche zusammengefügt worden ist, und fertig
für diese Komponenten geformt worden ist.
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Im Wickeln des organischen Faserkordes C ist es
akzeptierbar, mehrere Korden, zum Beispiel 2 oder 3 Korden mit
Führung zu wickeln, um die Ausrichtung aufrechtzuerhalten, oder
nur eine Korde zu wickeln.
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Fig. 7 zeigt Korde, in welchen verschiedene Korde zu einem
Körper ausgerichtet und kombiniert worden sind, indem mit
Gummi R überzogen wurde und ein Streifenumriß (gürtel- oder
strang-ähnlicher Körper) gebildet wurde. Wenn eine Vielzahl
von Korden in einem Körper wie diesem angeordnet und
vereinigt werden, wird es einfach, einen Abstand p zwischen den
Korden auf akkurate Weise einzustellen. Dieser
strangähnliche Körper kann ohne weiteres durch eine Extrudiermaschine
oder einen Profilkalander gebildet werden. In dem Fall eines
Stranges ist es bevorzugt unter dem Gesichtspunkt der
Gleichförmigkeit des Reifens, die Anzahl der Korde zu einem
derartigen Maß einzustellen, daß die Winkel der gewickelten Korde
zu der Umfangsrichtung 0º nicht um viel überschreiten
können. Hier zeigt die Zeichnung einen strangähnlichen
Körper 11, der aus drei Korden zusammengesetzt ist, aber die
Anzahl der Korde kann in einem Bereich ausgewählt werden,
der 10 nicht überschreitet oder in einem bevorzugten Strang
5.
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Wenn mehrere Korde in dem überziehenden Gummi eingebettet
werden, wird die Menge des Gummis, das in einem Abstand
enthalten ist, durch die Gleichung ausgedrückt:
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T · p - π · d²/4
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wobei T die Dicke des strangähnlichen Körpers angibt.
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In dem Fall der Wicklung eines einzelnen organischen
Faserkords ist der Kord vorzugsweise mit einem überziehenden
Gummi R wie in Fig. 8 bedeckt. Die Dicke t dieses überziehenden
Gummis sollte der Beziehung genügen:
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0,1 mm ≤ t ≤ 0,2 mm.
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Der Durchmesser d des organischen Faserkords C ist so
eingestellt, daß der Abstand p, welcher der Abstand zwischen den
Mitten der Korden ist, wird:
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p = d + 2t
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Der Durchmesser d wird durch das Verfahren gemessen, das in
der JIS L 1017 spezifiziert ist. Die Menge von Gummi, die in
einem Abstand enthalten ist, ist:
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π · (p² - d²)/4
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und wenn T=p ist, ist das Band arm an Gummi um eine Menge,
die ausgedrückt wird durch:
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(p² - πd²/4) - π (p² - d²)/4 = (1 - π/4) · p²
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Die Knappheit von Gummi induziert Verwellungen auf der
Bandoberfläche in dem fertig gestellten Reifen. Wenn die
Wellungen groß sind, wird ein nachteiliger Effekt auf die
Beständigkeit gegeben.
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Die gegenwärtigen Erfinder haben einen Test ausgeführt, der
die Dicke des Gummis ändert, das auf die organischen
Faserkorden aufgebracht wird und als eine Folge haben sie
gefunden, daß eine hinreichende Beständigkeit erhalten wird,
wenn die Gummidicke t 0,1 mm oder mehr beträgt. Auch wenn
die Gummidicke t 0,2 mm überschreitet, wird der Abstand p
so
groß, daß die organischen Faserkorde ungenügend sein können
und so kann die Laufflächensteifheit nicht erhalten werden.
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Der Durchmesser d der obigen Korde wird unterdessen durch
die Stärke bestimmt, die erforderlich ist zum Verhindern des
Abhebens und beträgt zum Beispiel
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0 5 mm ≤ d ≤ 1,5 mm
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Auch die Dicke t der Gummibeschichtung wird durch die
notwendige Beständigkeit bestimmt und beträgt zum Beispiel
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0,05 mm ≤ t ≤ 0,8 mm oder bevorzugterweise,
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0,1 mm ≤ t ≤ 0,2 mm wie oben erwähnt.
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Für das überziehende Gummi R können das gleiche oder
äquivalente Gummis wie jene, die als ein Überzugsgummi für
herkömmliche Bänder (Nylonband mit einem Verbindungsteil, das sich
in der breitenartigen Richtung erstreckt) verwendet werden,
zum Beispiel eine Gummiverbindung, die hauptsächlich aus
natürlichem Gummi zusammengesetzt ist, einer Mischung von
natürlichem Gummi und SBR und andere Gummis, welche eine
gute Anhaftung an die Korde aufweisen.
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Wenn die oben erwähnten organischen Faserkorde gewickelt
werden, wird eine Spannung an die Korde angelegt. Diese
Wicklungsspannung kann in der Breite des Gürtels gleichförmig
sein, aber vorzugsweise werden die Korde so gewickelt, daß
die Kordspannung nach der Vulkanisierung des Reifens über
die ganze Breite des Gürtels gleichförmig wird, oder so, daß
die Wicklungsspannung der Korde am größten an den
Schulterteilen des Gürtels und am kleinsten an dem
Mittelteil wird, um so die Längung der Korde bei einer gegebenen
Last bei den Schulterteilen des Gürtels klein und groß bei
seinem Mittelteil zu machen. Durch dieses Mittel kann die
notwendige Steifheit bei dem Laufflächenteil mit der
notwendigen Verteilung über den ganzen Querschnitt des Reifens
erhalten werden, ohne irgendeine Randbandschicht vorzusehen
oder die Dichte der Korde zu ändern. Darüber hinaus kann die
Hochgeschwindigkeitsbeständigkeit des fertig gestellten
Reifens weiter verstärkt werden. In diesem Fall kann der Wert
der Wicklungsspannung willkürlich ausgewählt werden,
abhängig von der Größe und dem Aufbau des Reifens, aber wenn
er eingestellt wird, um ein Minimum an dem Kronenteil des
Reifens zu sein und graduell in Richtung auf die
Schulterteile zuzunehmen, um ein Maximum bei den Schulterteilen des
Gürtels zu erreichen, wird die Kordspannung des Bandes in
dem vulkanisierten Reifen gleichförmiger über die ganze
Breite des Gürtels. Daneben kann, wenn das Inkrement der
Wicklungsspannung zu dieser Zeit auf einen Wert eingestellt
wird, der notwendig ist, um eine Längung zu ergeben, die den
Differenzen der äußeren Durchmesser zwischen den
Kronenteilen und den anderen Teilen des Bandes in dem fertig
gestellten Reifen entspricht, eine gleichförmige Steifheit
in der Umfangsrichtung erhalten werden.
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Zum Beispiel wird, wenn Nylon 66 1260 D/2 als der organische
Faserkord verwendet wird, die Wicklungsspannung auf ein
Minimum in dem Kronenteil von 20 g eingestellt und wird
graduell in Richtung auf die Schulterteile erhöht, um ein
Maximum bei den Schulterteilen von 40 g zu erreichen. Wenn auf
diese Weise verfahren wird, liegt die Kordspannung des
Bandes in dem vulkanisierten Reifen gleichförmig über die
gesamte Breite bei 50 g.
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Ähnliche Effekte können erhalten werden, indem die
Wicklungsspannung konstant eingestellt wird und der
Kordwicklungsdurchmesser von dem Kronenteil in Richtung auf die
Schulterteile graduell erhöht wird. Dann ist, wobei Nylon
66 1260 d/2 als der organische Faserkord verwendet wird, es
bevorzugt, die Wicklungsspannung konstant in dem Bereich von
30 g bis 50 g einzustellen.
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Auch der organische Faserkord C wird vorzugsweise so
gewickelt, daß der Krümmungsradius des Querschnittes des
Bandes auf die Bildung hin mit dem Krümmungsradius des Bandes
in dem fertig gestellten Reifen zusammenfällt, so daß die
Differenz zwischen der Dehnung bei der Mitte des Bandes und
der Dehnung an den Schulterteilen weniger als 2% beträgt
(dies wird später ausführlicher in dem Verfahren zur Bildung
eines Aufbaus von Gürtel, Band und Laufflächengummi erklärt
werden). Indem so verfahren wird, wird die restliche Längung
bzw. Ausdehnung oder die thermische Schrumpfungskraft des
organischen Faserkords des Bandes in dem fertig gestellten
Reifen gleichförmig zwischen dem Mittelteil und den
Schulterteilen oder wird in den Schulterteilen höher, so daß
der Verlust des Ringeffektes des Bandes in den
Schulterteilen des Gürtels verhindert werden kann.
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Die Fig. 10 bis 13 sind Querschnittsansichten, die den
Wicklungsprozeß für einen organischen Faserkord in dem
Herstellungsprozeß des Reifens zeigen. Die Fig. 14 und 15 sind
Skizzen, die das Verfahren der Wicklung zeigen.
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Fig. 10 zeigt die Bildung eines Bandes mit nur einem Paar
von sogenannten Randbandschichten, worin eine oder mehrere
gummiüberzogene Korde C bei beiden Schulterteilen BS des
Gürtels 7 auf die Umfangsoberfläche des Gürtels 7 gewickelt
werden, welcher ein Zweilagenaufbau ist, der auf die
Gürteltrommel oder den Gürtelring 21 gewickelt ist. In diesem Fall ist
es notwendig, den Wicklungsabstand des Kordes bei 0,5 bis
5,0 mm wie oben beschrieben einzustellen, um die Abhebung
der Schulterteile des Gürtels zu verhindern. Die oben
erwähnte Spiralwicklung sollte in einer Windung oder mehreren
hergestellt werden, in Übereinstimmung mit der Notwendigkeit,
außerhalb der äquatorialen Ebene des Reifens oder in der
entgegengesetzten Richtung, um so einen symmetrischen Aufbau
zueinander zu haben.
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Fig. 11 zeigt die Formung eines Bandes, das mit nur einer
sogenannten Vollbandschicht ausgerüstet ist, in dem der
gummiüberzogene Kord C über 70% der gesamten Breite des Gürtels 7
auf der äußeren Oberfläche des Gürtels 7 von einem
Zweischichtaufbau gewickelt wird, der auf der Gürteltrommel oder
dem Gürtelring 21 gewickelt ist. Es ist notwendig, daß der
Wicklungsabstand zwischen 0,5 bis 5,0 mm in den
Schulterteilen BS des Gürtels liegt, um so die Abhebung in den
Gürtelschulterteilen zu verhindern und auch liegt der Abstand 0,5
bis 15,0 mm in den Mittelteilen BC des Gürtels. Diese
Spiralwicklung wird auch in der gleichen Weise wie oben
beschrieben durchgeführt, in einer Umdrehung oder mehr wie
notwendig, um einen symmetrischen Aufbau auswärts der
Äquatorialebene des Reifens oder in der umgekehrten Richtung
zu ergeben.
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In Fig. 12 wird ein dünnes Gummiblatt 23 auf die äußere
Oberfläche des Gürtels 7 eines Zweilagenaufbaus gewickelt, der
auf der Gürteltrommel oder dem Gürtelring 21 gewickelt ist,
und eine oder mehrere nicht gummiüberzogene Korde C werden
kontinuierlich und spiralartig auf das Gummiblatt in der
Umfangsrichtung bei einem Abstand von 0,5 bis 5,0 mm in den
Gürtelschulterteilen und 0,5 bis 15,0 mm in dem
Gürtelmittelteil gewunden. Überdies ist ein zweites Gummiblatt 24
gewickelt, um die spiralig gewickelten Korde zwischen den
Gummiblättern sandwichartig einzuschließen. In diesem Fall ist
es für das Material des Gummiblattes bevorzugt, ein Material
zu verwenden, das eine gute Haftung an den Kord in der
gleichen Weise wie das Material aufweist, das als das oben
erwähnte überziehende Gummi verwendet wird. Nachdem das
zweite Gummiblatt 24 gewickelt wird, werden das Gummiblatt
24, der Kord C und das Gummiblatt 23 durch Druckwalzen
konsolidiert, um das Gummi dazu zu veranlassen, zwischen die
Korden einzutreten, und zwar vor der Wicklung des
Laufflächengummis.
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Fig. 13 zeigt ein Band, das aus einer Kombination einer
Vollbandschicht und Randbandschichten zusammengesetzt ist.
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In diesem Band kann die Anzahl der Korde pro Einheitslänge
(Dichte), die Kordgröße und der Abstand geändert werden, wie
es die Gelegenheit erfordert.
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In jedem Fall wird die Wicklung ausgeführt, um symmetrisch
im Aufbau mit Bezug auf die äquatoriale Reifenebene in der
gleichen Weise wie oben beschrieben zu sein. Das heißt, in
dem Fall eines Aufbaus mit zwei Schichten bei Teilen BS und
einer Schicht bei Teil BC gibt es Verfahren, wie daß die
Korde C1 und C2 aus der Mittelposition 30 in Richtung auf beide
Seiten symmetrisch gewickelt werden und sie an beiden
Rändern übergefaltet werden, wie in Fig. 15 gezeigt, oder daß
die Wicklung von dem Teil BC begonnen wird und übergefaltet
wird, um zu der Mitte wie in Fig. 14 gezeigt zurückzukehren.
In dem Fall, daß nur auf dem Teil BS gewickelt wird, kann er
gewickelt werden, indem an den Rändern wie in Fig. 16
gezeigt übergefaltet wird. Auch zeigt Fig. 14a eine Art,
asymmetrisch zu wickeln.
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Beispielreifen der Größe 255/40VR17 wurden erzeugt und
getestet. Diese Testreifen hatten den Querschnittsaufbau, der in
Fig. 1 gezeigt ist und den folgenden grundlegenden Aufbau;
außer dem Bandaufbau war ihre Herstellung identisch.
Basisaufbau
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Gürtelmaterial metallische Korde
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Anzahl der Gürtel zwei Lagen
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Gürtelwinkel 24 Grad
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Karkassenmaterial Polyester
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Bandmaterial Nylon 66 1260 d/2 (durch Einzelwicklung)
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Der Test war ein Hallenbeständigkeitstest, der einen
Hallenprüfstandtester verwendete, in welchem Testreifen mit
verschiedenen Werten von We/Wf von 0 (das heißt ohne irgendeine
Randbandschicht) bis 0,45 für 20 Minuten bei
vorgeschriebenen Geschwindigkeiten angetrieben wurden, wobei die
Geschwindigkeit mit 10 km/h-Inkrementen unter den Bedingungen von
internem Standarddruck und Standardlast aufwärts gestuft
wurde und die Geschwindigkeit, bei welcher jeder Reifen entzwei
ging (im nachfolgenden als die Bruchgeschwindigkeit
bezeichnet) wurde gemessen.
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Fig. 6 ist ein Graph, der die Resultate zeigt, in welcher
die Ordinatenachse die Bruchgeschwindigkeit anzeigt und die
Abszissenachse den Wert We/Wf bezeichnet.
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Es wurde aus dem Graph gefunden, daß die
Bruchgeschwindigkeit drastisch abfällt, wenn We/Wf kleiner als 0,2 ist und
die Bruchgeschwindigkeiten nicht weiter ansteigen, wenn
We/Wf 0,3 überschreitet. Es wurde auch gefunden, daß Reifen
mit einem Wert We/Wf von mehr als 0,3 dazu neigen, dürftige
Fahrzeugkontrolle in einem tatsächlichen Fahrzeugtest zu
geben, weil die Steifheit des gesamten Laufflächenteils zu
hoch wird.
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Drei andere Arten von Reifen derselben Größe wie oben mit
einem Querschnittsaufbau wie in Fig. 4 gezeigt und einem
Aufbau, der in Tabelle 1 gezeigt ist, wurden erzeugt und dem
gleichen Hallenbeständigkeitstest unterworfen.
Tabelle 1
Beispiel Reifengröße Gürtelmaterial Anzahl der Gürtel Winkel des Gürtels Karkassenmaterial Metallkord Grad Polyester Aufbau des Bandes Vollband eine Lage Verbindung: keine vorhanden Bandmaterial Nylon Korddurchmesser Gummidicke Abstand Spannung der Korde in der Wicklung Kronenteil Schulterteil Verteilung der Längung unter gegebener Last von Bandkord Schulterteil Kronenteil gezeigt in Fig. Bruchgeschwindigkeit
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Beispiel 1 hat eine Verteilung der Längung, d. h. Elongation
bei einer gegebenen Last der Korde der Vollbandschicht wie
in Fig. 17 gezeigt.
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Beispiel 2 ist ähnlich zu Beispiel 1 in dem scheinbaren
Aufbau, aber die Verteilung der Längung bei einer gegebenen
Last der Korde der Vollbandschicht ist das umgekehrte des
Profils von Beispiel 1, wie in Fig. 18 gezeigt.
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Das Vergleichsbeispiel 1, in welchem der Gürtel mit einer
herkömmlichen Vollbandschicht vorgesehen war, die eine
Verbindung besitzt, die sich in der Breite bei einer
Position in der Umfangsrichtung des Reifens erstreckt, weist
eine Verteilung der Längung bei einer gegebenen Last der
Korde der Vollbandschicht wie in Fig. 19 gezeigt auf.
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Das Resultat des Hallenbeständigkeitstestes dieser Reifen
unter den gleichen Bedingungen wie oben erwähnt zeigt, daß
Beispiel 1 dieser Erfindung einen ausgeprägten
Verbesserungseffekt verglichen mit dem Vergleichsbeispiel aufweist, und
seine Beständigkeitsleistungsfähigkeit war beinahe gleich zu
jener des Aufbaus mit der intervenierenden Randbandschicht,
die oben erwähnt wurde.
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Auch in dem Fall von Beispiel 1, wo das Band gebildet wurde,
indem die Kordspannung in der Wicklung von 35g bis 45g von
dem Kronenteil in Richtung auf das Schulterteil graduell
erhöht wurde, wurde das Zusammenbruchniveau weiter in
Vergleich mit dem Beispiel 2 angehoben, in welchem die
Wicklung bei einer konstanten Spannung von 35g durchgeführt
wurde.
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Die Verteilung der Steifheit in der peripheren Richtung des
Bandes bei jeder der verschiedenen Positionen in der Breite
entspricht sehr gut der Längung einer gegebenen Last der
Korde bei jeder Position. Die Längung bei einer gegebenen
Last ist die Längung (Prozent) bei einer Last, die gemäß dem
Code bestimmt wird, der in der JIS L 1017 spezifiziert ist
und je größer dieser Wert, desto kleiner die Steifheit in
der peripheren Richtung und je kleiner die Längung bei einer
gegebenen Last, desto größer die periphere Steifheit. Wie in
den Fig. 17 bis 19 gezeigt, ist es offensichtlich, daß die
Verteilungstendenz der Längung bei gegebener Last der Korde
des Bandes in Beispiel 1 umgekehrt ist, verglichen mit dem
Vergleichsbeispiel und Beispiel 2. Dies bedeutet, daß die
periphere Steifheit des Schulterteils des Beispiels 1 höher
ist und als eine Folge besitzt Beispiel 1 eine höhere
Bruchgeschwindigkeit.
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Überdies ist im tatsächlichen Fahrzeugtest die
Greifleistungsfähigkeit des Reifens von Beispiel 1 gleich zu jener
des Vergleichsbeispiels und seine Kontrolleistungsfähigkeit
ist die beste der drei Reifen.
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Wie oben erklärt, wird, da ein oder mehrere organische
Faserkorde kontinuierlich spiralartig parallel zu der peripheren
Richtung auf die äußere Oberfläche des Gürtels gewickelt
wurden, um so im Kordabstand in dem Gürtelschulterteil dicht zu
sein, und zwar so, daß die Wicklungsspannung ein Maximum in
dem Gürtelschulterteil war, so daß ein Band gebildet wurde,
die Dehnungsdifferenz zwischen den Schulterteilen und dem
Gürtelmittelteil eines vulkanisierten Reifens klein, so daß
die thermische Schrumpfungskraft an dem Gürtelschulterteil
erhöht wird. So wird ein Vorgang der Verhinderung des
Abhebens des Gürtels in der Verwendung deutlich ausgewiesen.
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Demgemäß wird die Trennungsbeschädigung des Gürtels aufgrund
des Anhebens in der Verwendung auf effektive Weise
verhindert.
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Über dies ist, da der Kord einen symmetrischen Spiralaufbau
mit Bezug auf die äquatoriale Reifenebene hat, die
Gleichförmigkeit des Reifens exzellent. Auch ist der Kord mit dem
symmetrischen Aufbau einfach zu wickeln, so daß die
Produktivität ebenfalls exzellent ist.
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Die Vollbandschicht, die über die ganze Breite des Gürtels
plaziert wird, dient dazu, die Deformation der gesamten
Lauffläche zu verringern, die durch die Zentrifugalkraft
verursacht wird, die an das Laufflächenteil in der
Hochgeschwindigkeitsverwendung angelegt wird, während die
Schulterrandbandschicht wirkt, um die Abhebung und das Phänomen der
stehenden Welle zu verhindern.
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Daher wird die Deformation der Lauffläche aufgrund der
Zentrifugalkraft in Reifen, die bei hohen Geschwindigkeiten
von über 200 km/h oder sogar schneller als 300 km/h und
insbesondere in superabgeflachten Reifen mit
Flachheitsverhältnissen von 50% oder weniger gesteuert, so daß der Schaden,
der aus der Deformation resultiert, verhindert wird, und
demgemäß wird die Beständigkeitsleistungsfähigkeit verbessert,
ohne andere Leistungseigenschaften zu verringern.
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Daneben kann, wenn die Vollbandschicht eine derartige
Verteilung hat, daß die Längung bei einer gegebenen Last der
organischen Faserkorde, die darin enthalten sind, kleiner
wird, wenn sich dem Schulterteil genähert wird, der
verknüpfte Effekt der Schulterrandschicht und der Vollbandschicht
durch eine Schicht des vollen Bandes erhalten werden.
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Als nächstes wird das Verfahren zur Bildung der Anordnung
von Gürtel, Band und Laufflächengummi dieser Erfindung
erklärt.
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Die Erfindung bezieht sich auf einen Schritt der Bildung
einer Integralanordnung von Gürtel, Band und
Laufflächengummi, indem eine Gürteltrommel mit einem Durchmesser verwendet
wird, welcher expandiert oder kontrahiert werden kann, und
zwar in dem Herstellungsverfahren eines Radialreifens. Für
die anderen Schritte können herkömmlich bekannte
Bildungsschritte von Radialreifen angenommen werden.
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Was vollständig-unterschiedlich zwischen diesem Verfahren
und dem herkömmlichen Verfahren ist, wo sowohl der Gürtel
als auch das Band in einem zylindrischen Umriß gebildet
sind, ist, daß zuerst der Gürtel zylindrisch wie in dem
konventionellen Verfahren gebildet wird, aber das Band wird
von vorneherein in dem von dem schließlich Fertiggestellten
erforderlichen Umriß in einer Form gebildet, oder nahe zu
diesem Umriß. Dies ist der charakteristischste Punkt dieses
Verfahrens. Es ist auch möglich, das Band in einer konvexen
Form zu bilden, so daß die Differenz zwischen der Dehnung
des organischen Faserkordes des Bandes bei seinem Mittelteil
und den Schulterteilen innerhalb von 2% liegt, oder den Kord
bei einem spezifizierten Wicklungsabstand zu wickeln.
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Die schließlich fertig gestellte Form oder Kontur des Bandes
ist in Fig. 20 für den fertig gestellt Reifen in der Form M
gezeigt, wenn die Vulkanisation des Reifens vorbei ist und
gesehen werden kann, daß er einen konvexen oder bogenartigen
Umriß ergibt.
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Die Dehnung des Bandes ist der Prozentsatz des fertig
gestellten Durchmessers (D0, SD0) zu dem
Wicklungsdurchmesser (CD1, SD1), wie in den Fig. 20, 21 gezeigt. Der
Wicklungsdurchmesser wiederum bezieht sich auf den
Durchmesser, wenn das Band 8 auf der radial äußeren Seite
des Gürtels 7 auf der Gürteltrommel 21 gewickelt wird,
während der fertig gestellte Durchmesser den Durchmesser
anzeigt, wenn zu dem letztlich fertig gestellten Umriß des
Bandes in der Form M expandiert wird, und zwar durch den
formgebenden internen Druck P während der Vulkanisation.
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Die Dehnung des Mittelteils beträgt (CD0/CD1-1) · 100 (%),
zum Beispiel 2,5%, und die Schulterteildehnung beträgt
(SD0/SD1-1) · 100 (%), zum Beispiel 1,5%.
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In dieser Erfindung wird der Querschnittsumriß in der
axialen Richtung des Bandes 8 in der Anordnung von Gürtel,
Band und Laufflächengummi, die auf der Gürteltrommel 21
gebildet ist, in einem konvexen Umriß gebildet, so daß die
Differenz zwischen den zwei Dehnungen in einen Bereich von
0% bis 2% fällt.
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In dem Fall, wo die Differenz der Dehnungen innerhalb von 2%
liegt, sind die Radiusdifferenz a1 bei dem Mittelteil
zwischen dem Radius, wenn der Mittelteil des Bandes 8 gebildet
wird, und dem Radius, wenn in der Form fertig gestellt wird,
und die Radiusdifferenz b1 bei dem Schulterteil zwischen
wenn der Schulterteil geformt wird und wenn in der Form
fertig gestellt wird, einander gleich oder nahezu gleich,
wie in den Fig. 20 und 21 gezeigt. Das heißt, die
Mittelteilradiusdifferenz und die
Schulterteilradiusdifferenz werden identisch oder nahezu identisch; so weist
das Band einen hinreichenden Ringeffekt auf, selbst in den
Schulterteilen des Gürtels.
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Wenn die Differenz von beiden Dehnungen 2% überschreitet, so
daß die Mittelteildehnung größer als die Schulterteildehnung
ist, wird das Resultat ähnlich zu jenem eines herkömmlichen
Verfahrens, das eine Gürteltrommel 22 verwendet, welche
linear in dem axialen Querschnitt ist, wie in Fig. 22 gezeigt,
und daher ist es nicht praktikabel, weil ein unzureichender
Ringeffekt aus dem Band in den Schulterteilen des Gürtels
erhalten wird.
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Im Gegensatz dazu wird, wenn die Dehnungsdifferenz 2%
überschreitet, so daß die Schulterteildehnung größer als die
Mittelteildehnung ist, der Radius in dem Schulterteil
relativ klein zu der Zeit der Wicklung des Bandkordes. Daher
wird eine Lücke ohne weiteres zwischen der äußeren
Oberfläche des Schulter teils und der inneren Oberfläche einer Form
gebildet, wenn der rohe Reifen in der Form zum Aushärten
plaziert wird. Infolge dessen dehnt sich der Gürtel,
insbesondere seine Randteile, exzessiv unter dem Druck, der zur
Formgebung und zum Aushärten angelegt wird und so wird dieser Teil
ohne weiteres deformiert, was einen unzulänglichen Reifen zur
Folge hat.
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Demgemäß sollte die Dehnungsdifferenz in dem Bereich von 0%
bis 2% gehalten werden.
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Der Gürtel wird in seinem zylindrischen Umriß gebildet,
indem eine Vielzahl von gummierten Gürtellagen, die aus
anorganischen Faserkorden wie Stahl oder organischen Faserkorden
wie ein aromatisches Polyamid zusammengesetzt sind,
gewickelt werden, und zwar mit den Korden in einem Winkel von
10 bis 40% mit Bezug auf die Umfangsrichtung auf die nicht
expandierte zylindrische Gürteltrommel 21 wie in Fig. 23
gezeigt, so daß die Korden von einer Schicht die Korden der
anderen Schicht kreuzen. Dann kann die Bandbildung korrigiert
werden, indem (1) nur eine Lage gewickelt wird, (2) zwei
oder mehr Lagen gewickelt werden oder (3) eine Lage
gewickelt wird und danach gewickelt wird, um zwei Lagen nur in
beiden Schulterzonen zu bilden.
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In einem anderen Ausführungsbeispiel kann das Band gebildet
werden, indem ein langes Blatt in der Form von Kordgewebe,
das aus einer Vielzahl von organischen Faserkorden, die mit
Gummi beschichtet sind, zusammengesetzt ist, zu einer Breite
geschnitten wird, die die volle Breite eines Gürtels
abdeckt, es zu einer Länge zumindest gleich der Länge des
Umfangs des Gürtels plus einer Überlappungsverbindungsbreite
geschnitten wird, es in der Breite in drei oder mehr
Streifen getrennt wird und sie in der Reihenfolge auf dem
Gürtel über die ganze Breite davon bei einem Winkel von
näherungsweise 0º mit Bezug auf die Umfangsrichtung
gewickelt werden.
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In dem obigen Ausführungsbeispiel ist die Wicklungsspannung
im Prinzip konstant. Auch wird, wenn der Kordwinkel des
Bandes 5º überschreitet, der sogenannte Ringeffekt (der Effekt
der Verhinderung des Wachstums der Gürtelschicht, nämlich
der Abhebung, indem die Gürtelschicht fest über den vollen
Umfang wie ein Ring befestigt wird) nicht hinreichend
erhalten.
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Wie oben erklärt, wird gemäß dem Verfahren dieser Erfindung
auf die Bildung eines Aufbaus von Gürtel, Band und
Laufflächengummi hin, wobei eine Gürteltrommel verwendet wird, das
Band zu dem gleichen oder dem ähnlichen Umriß wie sein
fertig gestellter Umriß in der Form gebildet.
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Dieser Umriß ist üblicherweise ein konvexer Umriß, wo der
Wert der Differenz zwischen der Dehnung des Mittelteils und
der Dehnung des Schulterteils des Bandes weniger als 2%
beträgt. Infolge dessen ist die restliche Längung und die
thermische Schrumpfung der Korde in dem geformten Reifen im
wesentlichen gleichförmig zwischen dem Mittelteil und den
Schulterteilen hergestellt; so wird die Abhebung des Gürtels
durch die Zentrifugalkraft im Laufen verhindert und die
Hochgeschwindigkeitsbeständigkeit der radialen Reifen
verstärkt.
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Auch sind ein oder mehrere organische Faserkorde
kontinuierlich und spiralartig gewickelt, parallel zu der
Umfangsrichtung, und zwar auf der äußeren Oberfläche des Gürtels, so
daß die Wicklungsspannung gleichförmig über die gesamte
Breite
des Gürtels ist, oder, wie erforderlich, ein Maximum bei
dem Schulterteil, oder der Wicklungsabstand kann bei dem
Gürtelschulterteil dicht sein. Infolge dessen wird die
Differenz in der Dehnung zwischen dem Gürtelschulterteil und dem
Gürtelmittelteil des vulkanisierten Reifens verringert, und
die thermische Schrumpfungskraft des Gürtelschulterteils
wird verbessert, so daß der Vorgang, das Abheben des Gürtels
in der Verwendung zu verhindern, auf starke Weise erreicht
wird, so daß die Trennungsbeschädigung des Gürtels aufgrund
der Abhebung in der Verwendung auf sicherere Weise
verhindert wird.
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Daneben kann, indem die Vorrichtung dieser Erfindung
verwendet wird, die Ausführung des obigen Verfahrens effizienter
und präziser durchgeführt werden.
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Die Erfindung ist auf Radialreifen mit verschiedenen
Aufbauten, Laufflächenmustern und Reifengrößen anwendbar und
insbesondere ist diese Erfindung auf effektive Weise auf
abgeflachte Reifen für Hochgeschwindigkeitslaufen anwendbar.