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Die
Erfindung bezieht sich auf eine aufblasbare Blase zur Verwendung
mit einer Vorrichtung zur Herstellung von Fahrzeugluftreifen. Aufblasbare
Kautschukblasen werden in herkömmlicher
Weise dazu verwendet, Lagenenden über einen Reifenwulstring und
gegen Reifenlagen an einem Reifenausbildungsdorn umzufalten. Es
werden Verfahren zur Herstellung und Verwendung einer aufblasbaren
Blase bereitgestellt.
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Reifenbau-
oder Montagemaschinen (TAMS) verwenden herkömmlicherweise rollende aufblasbare Kautschukblasen,
um Lagen von Kautschukmaterial, die um einen Reifenbaudorn, eine
Art drehender kollabierbarer Trommel, herumgelegt sind, umzufalten.
Die Blase ist als Umfaltblase bekannt und dient dazu, die Lagen über einen
Wulst umzufalten, der aus Drahtkabeln gebildet wird, die in einen
zähen Hartkautschuk
eingebettet sind. Das Material der Kautschuklage ist von Natur aus
klebrig, so dass die umgeschlagenen Lagen aneinander kleben und
die Seitenwand des Reifens bilden können. Die Umschlagblasen werden
herkömmlicherweise
aus verschiedenen elastomeren Materialien hergestellt, wie vulkanisiertem
Kautschuk, natürlichem (Cis-1,4-polyisopren)
und/oder synthetischem Kautschuk (d.h. Styrolbutadien) oder Mischungen
davon. Die Umschlagblasen kleben häufig an nicht vulkanisierten
oder teilweise vulkanisierten Lagen, wenn sie über die Wulste gerollt werden,
um einen Teil des Reifens zu bilden, wenn sie aufgeblasen sind,
gewöhnlich
mit Druckluft. Dieses Haften verlangsamt den Umschlagprozess, indem
das Zurückziehen
der entleerten Umschlagblase erschwert wird, und führt auch
zu einer verringerten Lebensdauer der Umschlagblase aufgrund von
Erosion, die durch das Anhaften an den Lagen verursacht wird.
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Das
US-Patent 4,381,331 (Johnson) offenbart eine Lösung für das obige Klebeproblem, indem
eine Lagenumschlagblase verwendet wird, bei der wenigstens ein Teil
ihrer Außenfläche eine
Gewebeschicht aus beabstandeten Korden aufweist, die mit einer Schicht
aus unvulkanisiertem, ungehärtetem
kautschukartigen Polymer, das teilweise in die kautschukartige Polymeroberfläche eingebettet
ist, kalandriert sind (d.h. ein Walzen einer Kautschukmasse in das
Gewebe auf mehrwalzigen Kalandern). Die Räume zwischen den Korden sind
frei von Polymer, so dass die Korde über diese Polymeroberfläche vorstehen
können.
Diese Anordnung ermöglicht
es, dass polymerfreie Korde die klebrigen Lagen kontaktieren und
dadurch ihr Anhaften an der Umschlagblase verringern. Der Nachteil
dieser Lösung
sind die komplexen Endbearbeitungsschritte, die zur Herstellung
dieser äußeren Gewebe schicht
gehören,
beispielsweise ein gesonderter Erhitzungsschritt, um eine gesondert
aufgebrachte Beschichtung zusätzlich
zu härten
und die Oberfläche
der Korde abzuschälen,
um etwas von dem gehärteten
Polymer zu entfernen, um sie freizulegen. Deshalb ist die Blase
von Johnson teuer in der Herstellung.
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Das
US-Patent 5,213,823 (Hunt) offenbart eine Umschlagblase, die mit
einer Außenschicht
für eine hohe
Freigabe versehen ist und auf eine schwefelgehärtete Kautschukkernbasis gebunden
ist, wobei die außenseitige
Schicht in herkömmlicher
Weise gehärtet
ist. Die Schicht mit hoher Freigabe wird von einer Mischung oder
einem Verschnitt aus Polyvinylchlorid und Acrylnitril-Butadien-Kautschuk
mit einem Weichmacher und herkömmlichen
Kautschukmischungsbestandteilen gebildet. Ein Beispiel einer verwendeten
Mischung aus Poylvinylchlorid und Acrylnitril-Butadien-Kautschuk
ist "Paracil OZO" 50, hergestellt
von Uniroyal, Inc., Middlebury, Conn., USA, und ist weiter in dem
US-Patent 3,993,607 (Florence) beschrieben.
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Wieder
eine andere Lösung
für das
Lagenendklebeproblem besteht im Aufbringen einer Beschichtung auf
die Umschlagblase selbst, beispielsweise eine Sprühbeschichtung,
die in dem US-Patent 4,359,350 (Comper) offenbart ist. Die beschriebene
Beschichtung ist ein wässriges
Schmiermittel, das Polydimethylsiloxan, ein Silan, einen oberflächenaktiven
Stoff und wahlweise ein Metallsalz oder eine organische Säure enthält.
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Das
US-Patent 5,104,477 (Williams) offenbart ein Verfahren zum Aufbringen
einer Oberflächenbeschichtung
mit gesteuerten Freigabeeigenschaften auf eine Umschlagblase, welches
die Schritte aufweist, eine Freigabezusammensetzung aufzubringen,
einen Träger
zur Bildung eines Haftfilms zu entfernen und den Film zu härten, um
die freiliegende Freigabebeschichtung zu bilden. Die offenbarte
Zusammensetzung der Freigabebeschichtung weist ein chlorsulfoniertes
Polymer, einen Verstärkungsfüllstoff,
ein Rohklebemittel und inerte flüchtige
Lösungsmittel/verdünnende,
viskositätsreduzierende
Träger
auf. HYPOLON, ein chlorsulfoniertes Polyethylen, hergestellt von
E. I. duPont de Nemours und Co., Wilmington, Del., ist als geeignetes chlorsulfoniertes
Polymer offenbart. Typische Verstärkungsfüllstoffe sind Ruß, Silicamaterial,
Quarzstaub, Siliciumdioxid und verschiedene bekannte Tone, die dazu
verwendet werden können,
elastomere Zusammensetzungen zu verstärken. Das rohe (Bezug nehmend
auf ungehärteten,
unvulkanisierten Kautschuk oder Elastomer, keine Farbe) Klebemittel
ist gewöhnlich
ein Harz, wie Alkaphenol/Formaldehyd, chlorinierte Paraffinharze,
Poly(beta)-terpenharze und andere in dem US-Patent 5,104,477 offenbarte
Harze. Der Freigabezusammensetzung werden auch chemische Härtesysteme
zugesetzt, die Systeme auf Schwefelbasis aufweisen, welche herkömmliche
Mengen von Stickstoff enthalten den Beschleunigern und Aktivatoren
enthalten, wie es beim Stand der Technik bekannt ist. Zusätzlich können metallische
Oxide, wie Lithargit, Magnesiumoxid und Schwefel tragende, organische
Massen und Epoxyharze verwendet werden. Typische inerte, die Viskosität reduzierende
Lösungsmittel-Nerdünnungsmittelträger bestehen
aus organischen Flüssigkeiten,
die einen normalen Siedepunkt zwischen 20 und 200°C haben.
Diese Lösungsmittelträger wirken
so, dass sie die Freigabezusammensetzung lösen oder dispergieren, um ihr
Aufbringen als ein dünner
Film auf der Umschlagblase zu ermöglichen.
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Ein
zu lösendes
Problem besteht darin, eine Klebeschutzblase zu entwerfen, bei der
es nicht erforderlich ist, ein Klebeschutzmaterial auf die Oberfläche einer
bereits gebildeten Blase als Beschichtung aufzubringen, was ein
zusätzlicher
und komplexerer Vorbereitungsschritt bei der Herstellung der Blase
wäre. Insbesondere
besteht das zu lösende
Problem darin, von der Verwendung eines Dünnfilm-Composites zum Bedecken der
Blasenoberfläche
abzugehen. Tatsächlich
müsste
der Film oder müssten
die Filme gleichförmig
und in der Lage sein, keine Risse zu bilden, während gleichzeitig eine ausreichende
Flexibilität
bei gutem Haften der Blase und bei der Fähigkeit vorhanden sein müsste, die
Adhäsion
an der Lage geeignet zu steuern. Die Herstellung eines solchen Films
ist problematisch, außerdem
ist das Härten
eines Films dieser Art auf einer Blasenoberfläche ein sehr komplexer Schritt.
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Die
Erfindung stellt eine aufblasbare Blase bereit, welche ein elastomeres
Material aufweist, das eine Außenfläche hat,
wobei wenigstens ein Teil der Außenfläche einen Klebeschutzkautschuk
aufweist, der eine Mischung aus Naturkautschuk und einer Klebeschutzzusammensetzung
enthält,
die ein chlorsulfoniertes Polyethylen aufweist, und wobei der Klebeschutzkautschuk
geeignete Vulkanisier- und Klebeschutzeigenschaften zur Verwendung
mit einer Vorrichtung zur Fertigung von Luftreifen hat.
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Vorzugsweise
bildet der Klebeschutzkautschuk eine gesonderte erste Lage, die
haftend mit der Außenfläche des
elastomeren Materials verbunden ist, wobei die erste Lage geeignete
Vulkanisier- und Klebeschutzeigenschaften zur Verwendung mit dem
elastomeren Material bei der Herstellung von Luftreifen hat.
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Zur
Erfindung gehört
auch ein Verfahren zur Herstellung einer aufblasbaren Blase mit
für eine
Verwendung einer Vorrichtung zur Fertigung von Luftreifen geeigneten
Vulkanisier- und
Klebeschutzeigenschaften, wobei das Verfahren die Schritte aufweist:
Mischen
von wenigstens Naturkautschuk und einer Klebeschutzzusammensetzung,
die ein chlorsulfoniertes Polyethylen enthält, zur Bildung eines Gemisches,
das einen Klebeschutz kautschuk bildet, der für die Verwendung bei der aufblasbaren
Blase bei der Herstellung von Luftreifen geeignete Vulkanisier-
und Klebeschutzeigenschaften hat, Formen des Klebeschutzkautschuks
in eine erste Lage, und haftendes Verbinden der ersten Lage mit
einem elastomeren Material, wobei das elastomere Material eine zweite
Lage der aufblasbaren Blase bildet.
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Vorzugsweise
weist der Schritt zur Herstellung der Haftverbindung das haftende
Verbinden der ersten Lage mit der zweiten Lage durch Verwendung
eines Autoklaven auf.
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Zum
besseren Verständnis
der Erfindung werden nun Ausführungsformen
von ihr, die nur als Beispiele angegeben werden, unter Bezug auf
die beiliegenden Zeichnungen beschrieben:
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1 ist
eine schematische Schnittansicht, die eine Reifenbaumaschine zeigt,
welche eine rollende Klebeschutzblase verwendet, um Reifenlagen
umzuklappen und um einen Wulstring umzuschlagen, wobei die Blase
in einem teilweise entleerten Zustand freigegeben von den Reifenlagen
gezeigt ist, nachdem die Lagen um den Wulstring herumgeschlagen
worden sind. Die Blase ist in einem alternativen aufgeblasenen Zustand gezeigt.
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2 ist
eine schematische Schnittansicht, die eine alternative Ausführungsform
einer Reifenbaumaschine zeigt, die zwei Rollblasen zum Umschlagen
von Reifenlagen und um einen Wulstring verwendet, wobei eine erste
Klebeschutzblase in einem teilweise entleerten Zustand von den Reifenlagen
freigegeben und eine zweite Blase in einem aufgeblasenen Zustand
gezeigt ist. Die zweite Blase wird zur Unterstützung beim Umschlagen der ersten
Blase. Die Blasen sind in einem alternativen entleerten Zustand
gezeigt.
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3 ist
eine schematische Schnittansicht, die eine alternative Ausführungsform
einer aufblasbaren Klebeschutzblase der Erfindung zeigt, wobei der
Klebeschutzkautschuk eine gesonderte Lage bildet, die an dem Körper der
Blase haftend befestigt ist.
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1 zeigt
eine Antiklebe- bzw. Klebeschutzblase 50 mit einem Klebeschutzkautschuk 30 und
einem elastomeren Blasenmaterial 40, die teilweise entleert
gezeigt ist und an einer Reifenbaumaschine angebracht ist, die eine
Trommel oder einen Dorn 13 hat. Ein Rand der Blase 50 ist
zwischen Halteringen 14 und 15 eingeklemmt, während der
andere Rand der Blase 50 zwischen Halteringen 15 und 16 eingeklemmt
ist. Der Körper
einer Reifenlage, der Lagenkörper 12,
ist um den Dorn 13 herumgelegt gezeigt. Dann wird ein Wulstring 20 an
dem Dorn 13 positioniert. Die Klebeschutzblase 50 ist
in einem teilweise entleerten Zustand und freigegeben von der Reifenlage 10 gezeigt,
nachdem die Blase 50 die Reifenlage 10 um den
Reifenwulstring 20 und gegen den Lagenkörper 12 umgeschlagen
hat. Wenn die Klebeschutzblase 50) aufgeblasen wird, wie
es durch die Position in gestrichelten Linien gezeigt ist, schlägt sie eine
Reifenlage 10 über
und um den Reifenwulstring 20 sowie gegen den Lagenkörper 12.
Ein Umschlagzyklus der Reifenlage 10 nach oben und um den
Wulstring 20 ist abgeschlossen nach dem Entleeren und Freigeben
der Klebeschutzblase 50 von der Reifenlage 10.
Ein neuer Zyklus beginnt nach dem Entleeren der Klebeschutzblase
50, um eine weitere Lage umzufalten und gegen den Wulstring 20 umzuschlagen.
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2 zeigt
eine weitere Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung unter Verwendung einer Klebeschutzblase 50 mit
einer weiteren Blase 41 an einer Reifenbaumaschine. Die
Blase 50 führt
die gleiche Funktion wie die Blase 50 in 1 aus,
die Blase 41 ist jedoch keine Klebeschutzblase und dient
dazu, die Klebeschutzblase 50 zu drücken, die ihrerseits die Reifenlage 10 kontaktiert
und nach oben und über
den Reifenwulstring 20 umschlägt. 2 zeigt
die Klebeschutzblase 50 in einem teilweise entleerten Zustand,
freigegeben von der Reifenlage 10, nachdem die Klebeschutzblase 50 die
Reifenlage 10 um den Reifenwulstring 20 herum
und gegen einen Lagenkörper 12 gefaltet
hat. 2 zeigt auch die Blase 41 vollständig entleert
und alternativ, wie durch die Position mit gestrichelten Linien
gezeigt ist, im entleerten Zustand beim Hochdrücken der Klebeschutzblase 50.
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3 zeigt
eine spezielle Ausgestaltung einer Klebeschutzblase 50 nach
der Erfindung mit einem Klebeschutzkautschuk 30, der haftend
an einem elastomeren Blasenmaterial 40 zur Bildung des
Körpers
einer aufblasbaren Klebeschutzblase befestigt ist.
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Einer
der Vorteile der Klebeschutzblase 50 besteht darin, dass,
weil eine Klebeschutzzusammensetzung mit einem ersten Kautschuk
zur Bildung eines Klebeschutzkautschuks 30 gemischt ist,
keine Notwendigkeit besteht, ein Beschichtungsmaterial (beispielsweise
eine Flüssigkeit,
Paste oder ein gelartiges Material) auf eine elastomere Masse aufzubringen,
der den Blasenkörper
bildet, um einen geeigneten Klebeschutz und Vulkanisiereigenschaften
zur Herstellung von Luftreifen zu erreichen. Die Klebeschutzzusammensetzung
ist mit dem ersten Kautschuk zur Bildung eines gesonderten und neuen
Klebeschutzkautschuks vermischt, so dass keine Notwendigkeit für einen
mehrstufigen Vulkanisierprozess besteht, der ein direktes Beschichten
des Blasenkörpers
oder das Abscheiden der Klebeschutzzusammensetzung mit einem Lösungsmittel
oder einem die Viskosität
reduzierenden Träger
erfordert, um eine Klebeschutzbeschichtung oder -lage zu bilden.
Der Klebeschutzkautschuk, der sich aufgrund der vorliegenden Erfindung
als solcher ergibt, kann eine gesonderte bearbeitbare Kautschuklage
bilden. Dies schließt
dann zusätzliche
Behandlungs schritte gegenüber
dem Stand der Technik aus und ergibt ein einfacheres und wirksameres
Verfahren zur Bildung einer Klebeschutzblase ohne Notwendigkeit,
zusätzliche
Lösungsmittel
oder Beschichtungen zu handhaben oder zu verwenden. Die Gesamtproduktivität des Blasenherstellungsprozesses
kann deshalb gesteigert werden, während Vorteile für die Umwelt
dadurch gebildet werden, dass die Verwendung von zusätzlichem
Lösungsmittel
entfällt.
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Ein
weiterer Vorteil der Klebeschutzblase 50 besteht darin,
dass die Gefahr reduziert ist, dass die Klebeschutzzusammensetzung
auf dem Blasenkörper
reißt,
sich abschält
oder erodiert bei einem Kontakt mit der klebrigen Reifenlage 10 während wiederholter
Aufblas- und Entleerungs-Umschlagzyklen,
da die Klebeschutzblase 50 nicht das Ergebnis von nur einer
Klebeschutzbeschichtung oder -lage aus einer Antiklebezusammensetzung,
sondern eine vollständige
Kautschukformulation mit Klebeschutz- und Vulkanisiereigenschaften
ist, die zur Verwendung bei der Luftreifenfertigung geeignet ist.
Als Folge ist die Klebeschutzzusammensetzung mit dem ersten Kautschuk
zur Bildung einer einzelnen Klebeschutzblase 30 vernetzt.
Die sich aus diesem Ansatz ergebende Klebeschutzblase 30 hat
geeignete Vulkanisier- und Klebeschutzeigenschaften zur Verwendung
als Blasenkörpermaterial
bei der Fertigung von Luftreifen.
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Was
unter "geeignete" Vulkanisiereigenschaften
zu verstehen ist, wird unter Verwendung von ASTM D 2084, Method
for Rubber Property Vulcanization Using Oscillating Disc Cure Meter,
gemessen, was hier als Referenz eingeschlossen ist, und zeigt den
Modul, die Zugfestigkeit und die Dehnungseigenschaften der Vulkanisierkurvendaten,
die in Tabelle 2 dieser Spezifikation offenbart sind. Diese physikalischen
Eigenschaften der vulkanisierten Kautschukmassen oder Vulkanisate
sind im Einzelnen beschrieben in Vanderbilt Rubber Handbook, 13.
Ausgabe, von Robert F. Ohm (Norwalk, Conn., R.T. Vanderbilt Co.,
Inc., 1990), S. 518 bis 541, die hier als Referenz eingeschlossen
sind. Das Härten
oder Vulkanisieren von Kautschuk ändert dessen physikalische
Eigenschaften und erhöht
die Viskosität,
die Härte,
den Modul, die Zugfestigkeit, den Abriebswiderstand und die Rückfederung.
Die Umschlagblase muss aus einem Kautschuk bestehen, der geeignete
physikalische Eigenschaften hat, zu der hohe Dauerfestigkeit, guter
Schnittwiderstand und Rückprallvermögen gehören, da
sie in charakteristischer Weise wiederholten Aufblas- und Entleerungszyklen
in einem Luftreifenherstellungsprozess unterworfen wird. Vorteilhafterweise
wird die Klebeschutzzusammensetzung mit einem Kautschuk zur Bildung
eines Klebeschutzkautschuks mit solchen geeigneten Vulkanisiereigenschaften
vulkanisiert, dass er für
die Fertigung von Luftreifen, und insbesondere für wiederholte Aufblas- und
Entleerungszyklen als Blase verwendbar ist.
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Unter "geeignete Klebeschutzeigenschaften" ist zu verstehen,
dass die Blase ihre Flexibilität
beibehält und
keine sichtbare Erosion oder ein Haften an rohem vulkanisiertem
und teilweise vulkanisiertem Kautschuk aus elastomeren Strukturen
hat, die bei der eigentlichen Reifenherstellung verwendet und beobachtet
werden. Da die Klebeschutzeigenschaften aus einem einzigen Klebeschutzkautschukansatz
mit geeigneten Vulkanisiereigenschaften erreicht werden, besteht
deshalb keine Gefahr, dass die Klebeschutzeigenschaften aufgrund
von Brechen, Reißen,
Abschälen
oder Erodieren einer aufgebrachten Klebeschutzzusammensetzung, wie
die Lösungen
nach dem Stand der Technik, verringert werden.
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Ein
weiterer Vorteil, bei dem die Klebeschutzeigenschaften der Blase
aus einem einzigen Klebeschutzkautschukansatz mit geeigneten Vulkanisiereigenschaften
resultieren, besteht darin, dass auch keine Gefahr besteht, dass
die Flexibilität,
Dauerhaftigkeit und Bearbeitbarkeit der Kautschukblase beeinträchtigt wird.
Ein Nachteil, der überwunden
wird, ist die Gefahr, dass eine Klebeschutzzusammensetzung keine äquivalenten
Vulkanisiereigenschaften für
das elastomere Material hat, das den Blasenkörper bildet, wenn es als gesonderte
Schicht oder als Beschichtung auf einer Kautschukblase haftend angebracht
wird. Diese Gefahr wird mit dem Klebeschutzkautschuk 30 beseitigt,
da die Klebeschutzeigenschaften der Blase sich aus einem einzigen
Klebeschutzkautschukansatz mit geeigneten Vulkanisiereigenschaften,
wie beschrieben, ergeben.
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Ein
weiterer Vorteil einer Ausgestaltung der Klebeschutzblase der vorliegenden
Erfindung besteht darin, dass der Blasenkörper aus Klebeschutzkautschuk 30 aufgebaut
werden kann. Dies ermöglicht
die Herstellung der Blase ohne die Notwendigkeit, ein gesondertes
Klebeschutzmaterial als Ansatz zu formulieren und haftend an dem
Blasenkörper
zu befestigen, wodurch ein Fertigungsschritt eingespart wird, was
eine gesteigerte Blasenherstellungsproduktivität zusammen mit einer Blase
ergibt, die frei von irgendwelchen potenziellen Fehlern aus dem
Haften eines gesonderten Klebeschutzmaterials an einem Kautschukblasenkörper ist.
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Ein
weiterer Vorteil der Klebeschutzblase bezieht sich auf die Eigenschaften,
die dem Ansatz eines Klebeschutzkautschuks zugeordnet sind. Da die
Klebeschutzeigenschaften der Blase sich aus dem Ansatz eines Klebeschutzkautschuks
mit geeigneten Vulkanisier- und Klebeschutzeigenschaften zur Verwendung
bei der Fertigung von Luftreifen, wie es durch ASTM D 2084 angezeigt
ist, was durch Referenz hier eingeschlossen ist, und nicht aus einer
Schicht oder Beschichtung einer Klebeschutzzusammensetzung ergeben,
kann die Klebeschutzblase mit einer minimalen Änderung bei dem vorhandenen
Blasenfertigungsprozess einer Anlage hergestellt werden.
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Bei
einer alternativen Ausführungsform
kann die Klebeschutzblase dadurch hergestellt werden, dass eine
Lage im Bereich von etwa 0,030 bis etwa 0,040 Zoll (etwa 0,76 bis
etwa 1,02 mm) in der Dicke des Klebeschutzkautschuks entsprechend
der vorliegenden Erfindung an einem Blasenkörper 40 beispielsweise
mittels Aufbringen eines Klebemittels, Zements, durch Kalandrieren
oder durch Aufbringen als eine Laminatschicht angebracht wird, wie
es beispielsweise in den US-Patenten 5,213,823 und 5,250,142, die
hier als Referenz eingeschlossen sind, offenbart ist, oder durch
irgendeine andere konventionelle Einrichtung als Teil einer vorhandenen
Fertigungsanlage zur Bildung von aufblasbaren Blasen. Gewöhnlich kann
eine herkömmliche
Blase aus mehreren Kautschuklagen mit oder ohne Verstärkungsgewebe
oder Verstärkungsmaterial
ausgebildet werden. Deshalb kann die Klebeschutzblase der vorliegenden
Erfindung den gleichen herkömmlichen Blasenfertigungsprozess
beibehalten, wobei einfach eine weitere Kautschuklage aus Klebeschutzkautschuk 30 hinzugefügt und haftend
an einer anderen Lage oder Lagen befestigt wird, die bereits ein
elastomeres Blasenmaterial 40 aufweisen. Deshalb kann die
Erzeugung der Klebeschutzblase der vorliegenden Erfindung ohne irgendwelche
neuen oder anderen Haftschritte ausgeführt werden, wenn vorher eine
mehrlagige Blase verwendet worden ist.
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In
der Praxis nach dieser Erfindung wird eine Klebeschutzblase dadurch
gebildet, dass ein Klebeschutzkautschuk erzeugt wird, bei welchem
wenigstens ein Teil der Blase, beispielsweise der eine rohe Reifenlage
kontaktierende Abschnitt, wie in 1 und 2 aufgebaut
sein kann. Dies ist entgegengesetzt zum bloßen Beschichten der Blase mit
einer Klebeschutzzusammensetzung.
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Der
Klebeschutzkautschuk enthält
eine Mischung eines ersten Kautschuks und eine Klebeschutzzusammensetzung
zur Bildung eines Klebeschutzkautschuks mit geeigneten Klebeschutz-
und Vulkanisiereigenschaften zur Verwendung bei der Fertigung von
Luftreifen. Der erste Kautschuk ist ein Naturkautschuk. Unter dem
Ausdruck Naturkautschuk ist ein Kautschuk zu verstehen, der aus
natürlichen
Quellen erhalten wird, oder sein chemisches Äquivalent, beispielsweise Cis-1,4-polyisopren.
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Eine
Klebeschutzzusammensetzung ist ein chlorsulfoniertes Polyethylen,
das geeignete Klebeschutzeigenschaften sowie eine gute Festigkeit
und Flexibilität
zur Verwendung als Blasenkomponente bei der Fertigung von Luftreifen
aufzeigt.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
wird ein Klebeschutzkautschuk dadurch gebildet, dass Naturkautschuk,
wie Cis-1,4-polyisopren, mit einer Klebeschutzzusammenset zung, insbesondere
einer Klebeschutzzusammensetzung, die ein chlorsulfoniertes Polyethylen
enthält,
ausgebildet wird, das, wenn es mit dem Kautschuk vernetzt, einen
Ansatz ergibt, der geeignete Vulkanisiereigenschaften zur Verwendung
bei der Herstellung von Luftreifen hat. Klebeschutzkautschuke und
Kautschukmischungen werden mit effektiven Mengen von Prozesshilfen,
Beschleunigern, Vernetzungs- und Härtungsmaterialien, Antizersetzungsmitteln,
Füllstoffen
und dergleichen behandelt, um einen Klebeschutzkautschuk mit geeigneten
Vulkanisiereigenschaften zur Verwendung bei einer aufblasbaren Blase
für die
Luftreifenherstellung zu bilden.
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Zu
Behandlungshilfen können,
jedoch ohne auf die Behandlung beschränkt zu sein, Öle, Wachse, Weichmacher,
vorzugsweise n-Phenyl-p-phenylendiamin, Extender, chemische Konditionierer,
Homogenisiermittel und Peptisiermittel, wie Mercaptane, Erdöl und vulkanisierte
Pflanzenöle,
Harze, Kolophonium und dergleichen gehören, was an sich bekannt ist.
Siehe Vanderbilt Rubber Handbook, 13. Ausgabe, veröffentlicht
von R. T. Vanderbilt Co., Norwalk, CT. (1990), S. 275 bis 289, was
als Referenz angeführt
wird.
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Zu
den Beschleunigern gehören
Thiazole, wie MBTS (Benzoylthiazyldisulfid) und MBT (Mercaptobenzothiazol),
TMTD (Tetramethylthiuramdisulfid) und TETD (Tetraethylthiuramdisulfid).
Zu den Vernetzungs- und Vulkanisiermitteln gehören Schwefel, Zinkoxid und
Fettsäuren.
Chlorsulfoniertes Polyethylen kann durch eine Vielzahl von Vulkanisiersystemen
vernetzt werden. Besonders gebräuchlich
sind Vulkanisiersysteme auf der Basis von Zink-Oxid-Magnesium-Oxid als Säurerezeptoren.
Zu den Antizersetzungsmitteln gehören Antioxidanzien und Antiozonmittel.
Zu den Füllstoffen
gehören
Ruß, Calciumcarbonate
und Mineralfüllstoffe,
wie Siliciumdioxid und Ton, die zur Steigerung der Härte, Festigkeit
und des Reißwiderstands
oder Abriebwiderstands bekannt sind.
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Einige
der Materialien, die erforderlich sind, um die Ausführungsformen
der Erfindung vorzubereiten und auszuführen, sind bekannt und können anderenfalls
von den Fachleuten ohne übermäßige Versuche
ausgeführt
werden. Beispielsweise ist chlorsulfoniertes Polyethylen, bekannt
als HYPALON, im Handel erhältlich von
E. I. duPont de Nemours und Co., Wilmington, Del.. Solche Materialien
sind in der Literatur beschrieben, siehe Vanderbilt Rubber Handbook,
13. Ausgabe, veröffentlicht
von R. T. Vanderbilt Co., Norwalk, CT, (1990), S. 752 bis 758, auf
die hier als Bezug verwiesen wird.
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Bevorzugte
Formen von Klebeschutzkautschuk sind weiterhin dadurch gekennzeichnet,
dass sie der folgenden Analyse, basierend auf Gewichtsteilen, entsprechen.
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Der
Klebeschutzkautschuk der Ausführungsformen
wird dadurch vorbereitet, dass die Materialien in einem einzigen
Schritt oder in Stufen unter Verwendung verschiedener Arten von
Mühlen,
Mischern und Mixern hergestellt werden, die bekannt sind. Beispielsweise
kann die Kautschukmischung eines ersten Kautschuks und einer Klebeschutzzusammensetzung
mit einem Füllstoffwachs,
Antizersetzungsmitteln, Behandlungsöl mit Beschleunigern, Vulkanisier-
und Vernetzungsmitteln verarbeitet werden, während die restlichen Zersetzungsmittel
in einer einzigen Stufe zugegeben werden. Die einzige Stufe ist
die bevorzugte Ausgestaltung, jedoch können zusätzliche Stufen schrittweise
Zusätze
von anderen beschriebenen Materialien einschließen.
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Beispielsweise
Ansätze
für einen
Klebeschutzkautschuk, der bei der Klebeschutzblase verwendet wird,
werden nachstehend aufgeführt.
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Das
folgende Beispiel erläutert
die Herstellung des Klebeschutzkautschuks und der Klebeschutzblase. Das
Beispiel wird angeführt,
um die vorliegende Erfindung weiter zu erläutern und zu erklären und
ist in keiner Weise begrenzend. Wenn in dem Beispiel und ansonsten
in der Beschreibung und den Ansprüchen nicht anders angegeben,
sind alle Teile und Prozentsätze
auf Gewicht bezogen. Die Prozentsätze basieren auf 100 Gewichtsteilen
Kautschuk, d.h. dem natürlichen
Kautschuk und dem chlorsulfinierten Polyethylen. Die Temperaturen
sind Grad Celsius.
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Beispiel 1
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Dieses
Beispiel beschreibt eine typische Zusammensetzung eines Klebeschutzkautschuks.
Der Klebeschutzkautschuk wird dadurch gebildet, dass ein natürlicher
Kautschuk, Cis-1,4-polyisopren, und ein chlorsulfoniertes Polyethylen
zur Bildung einer Mischung unter Zusatz von Füllstoffen, Verstärkungsmitteln,
Behandlungshilfen und Weichmachern gemischt werden. In die Mischung
werden Vernetzungsmittel, Metalloxide, Vulkanisierbeschleuniger
und Vulkanisieraktivatoren in einem Banbury-Mischer eingemischt,
bis die Mischung homogen ist. Es wird eine Masse hergestellt, die
die folgende Zusammensetzung in Teilen hat:
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Man
erhält
Vulkanisiereigenschaften unter Verwendung eines Oszillationsscheibenrheometers,
das bei 151 °C
und bei einer Frequenz von 100 cpm arbeitet. Eine Beschreibung des
Oszillationsscheibenrheometers findet sich im Vanderbilt Rubber
Handbook, 13. Ausgabe, ausgegeben von Robert F. Ohm (Norwalk, Conn.,
R. T. Vanderbilt Co., Inc., 1990), S. 554 bis 558, auf die hier
Bezug genommen wird. Der Vulkanisationsmessvorgang und die genormten
Zeit-Drehmoment-Werte sind in ASTM D 2084 spezifiziert und sind
auch in dem US-Patent 4,790,365 (Sandstrom) beschrieben, auf das
hier Bezug genommen wird. [0034) Die nach diesem Beispiel hergestellte
Klebeschutzkautschukzusammensetzung hat die folgenden, in Tabelle
2 zusammengestellten Vulkanisierdaten. TABELLE
2
M
I = Drehmoment @ 1 min,
M
L = minimales Drehmoment, M
H2 =
maximales Drehmoment 2 min, t
x = Zeit bis x%
des maximalen Drehmoments.
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Alle
Drehmomenteinheiten sind dN·m.
Die Zeit wird in Minuten gemessen.
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Wenn
der Klebeschutzkautschuk in die Form einer Schicht gebracht ist,
wird er zur Bildung des Körpers
der Klebeschutzblase vulkanisiert. Eine nicht vulkanisierte Lage
des Klebeschutzkautschuks, die nach Beispiel 1 hergestellt wird,
wird haftend an dem Körper
des an sich bekannten elastomeren Materials angebracht für die Verwendung
zur Herstellung der aufblasbaren Blase für die Reifenherstellung. Dann
wird die Klebeschutzblase hergestellt, indem ein Verstärkungsgewebe
aus natürlichem
Kautschukkalandermaterial auf einer Trommel einer Kautschukbaumaschine
angeordnet wird. Anschließend
wird eine zweite Bahn eines natürlichen
Kautschukkalandermaterials auf dem Verstärkungsgewebe angeordnet. Danach
wird eine weitere Bahn aus natürlichem
Kautschuk-Kalandermaterial auf der Bahn aus dem natürlichen
Kautschuk-Kalandermaterial angeordnet. Danach wird der Klebeschutzkautschuk
auf dem natürlichen
Kautschuk-Kalandermaterial angeordnet. Die Trommeleinheit wird dann
von der Blasenbaumaschine entfernt und vulkanisiert. Das Vulkanisieren einer
Lage des Klebeschutzkautschuks zur Bildung der Klebeschutzblase
erfolgt in einem Autoklavenprozess, der bekannt ist, wobei der Autoklav 50 Minuten
bei 144°C
und 80 psig (551 × 103 Pa) arbeitet.
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Um
die Effektivität
der Klebeschutzeigenschaften besser zu bewerten, wird eine Umschlagblase,
die einen Klebeschutzkautschuk nach dem Ansatz von Beispiel 1 enthält, unter
aktuellen Betriebsbedingungen in einer Reifenfertigungsfabrik unter
den in den Tabelle 3 aufgeführten
Betriebsbedingungen eingesetzt.
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Nach
einem Zeitraum von etwa 20.000 Zyklen, was die Standardlebensdauer
der Blasen nach dem Stand der Technik ist, zeigen die praktischen
Ergebnisse keine sichtbare Rissbildung, kein sichtbares Abschälen und
keine sichtbare Erosion des Klebeschutzblasenkörpers bei dem Kontakt mit der
klebrigen Reifenlage 10 während der wiederholten Aufblas- und Entleerungsumschlagzyklen.
Während
dieses Zeitraums hafteten die Blasen nicht an den unvulkanisierten
Karkassenlagen der in Herstellung befindlichen Reifen.
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Aus
dem Vorstehenden ergibt sich, dass die offenbarten Ausführungsformen
die Verwendung von zusätzlichen
gefährlichen
Materialien und Lösungsmitteln
vermeiden, die bei der Ausbildung eines Trägers zur Aufbringung der Beschichtung
vorgesehen sind. Solche Materialien können tatsächlich erhöhte Umweltbehandlungskosten
sowie Lagerungs- und
Handhabungssicherheitsrisiken beinhalten.
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Die
gezeigten Ausführungsformen
haben eine aufblasbare Blase mit verringerter Haftung an einer Lage,
eine verbesserte Flexibilität,
einen besseren Reißwiderstand,
alles ohne die Notwendigkeit, solche Materialien mit einem zugehörigen mehrstufigen
Prozess auszubilden, der eine Materialentfernung, ein Aufbringen eines
gesonderten Beschichtungsmaterials (beispielsweise einer Flüssigkeit,
einer Paste oder eines gelartigen Materials), das Entfernen eines
Lösungsmittelträgers oder
das Abscheiden einer abschließenden
gleichförmigen
Beschichtung zur Bildung der Klebeschutzeigenschaften der Blase
erfordert.
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Zu
den gezeigten Ausführungsformen
gehört
auch eine aufblasbare Blase mit geeigneten Vulkanisier- und Klebeschutzeigenschaften
zur Verwendung mit einer Vorrichtung zur Herstellung von Luftreifen.
Geeignete Klebeschutzeigenschaften bei der Reifenherstellung ermöglichen
eine schnelle, ungestörte
Freigabe von rohem, unvulkanisiertem und teilweise vulkanisiertem
Kautschuk von elastomeren Strukturen, wie flexiblen Blasen, Beuteln,
Diaphragmen, Hülsen
und dergleichen. Geeignete Vulkanisiereigenschaften des Kautschuks, der
bei einer Blase verwendet wird, umfassen eine hohe Dauerhaftigkeit,
einen guten Schneidwiderstand und eine Rückelastizität, die für wiederholte Aufblas- und
Entleerungs zyklen geeignet sind, wie sie bei der Reifenherstellung
auftreten. Die aufblasbare Blase hat geeignete Vulkanisier- und
Klebeschutzeigenschaften ohne irgendeine sichtbare Rissbildung,
ein sichtbares Abschälen
oder eine sichtbare Erosion des Klebeschutzblasenkörpers unter
Betriebsbedingungen und Parametern, die der Luftreifenherstellung
zugeordnet sind, beispielsweise die Kapazität, die Blasenlebensdauer, der
Betriebsdruck und/oder die Zykluszeit. Wenn ein Kautschukmaterial
mit solchen Klebeschutz- und Vulkanisiereigenschaften versehen ist,
von dem die Blase direkt hergestellt werden kann, erhält man eine
Blase ohne die Notwendigkeit von zusätzlichen Behandlungsschritten,
um ihr Klebeschutzeigenschaften zu geben, wodurch die Herstellung
vereinfacht wird, während
das Potenzial für
die Reifenfertigungsstillstandszeit verringert wird.
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Die
gezeigten Ausführungsformen
umfassen eine aufblasbare Blase mit geeigneten Klebeschutzeigenschaften
zur Verwendung bei der Luftreifenherstellung, die relativ einfach
im Aufbau ist und einen Klebeschutzkautschuk aufweist, aus dem der
Körper
der Blase hergestellt werden kann.
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Der
Klebeschutzkautschuk, der bei den gezeigten Ausführungsformen verwendet wird,
hat geeignete Klebeschutz- und Vulkanisiereigenschaften, die eine
ungestörte
Freigabe von rohem, vulkanisiertem und teilweise vulkanisiertem
Kautschuk von elastomeren Aufbauten erlauben, wie flexiblen Blasen,
Beuteln, Diaphragmen, Hülsen
und anderen Anwendungen, die einen vulkanisierbaren Kautschuk mit
Klebeschutzeigenschaften nutzen.
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Der
Klebeschutz hat geeignete Vulkanisiereigenschaften, die die Gefahr
verringern, dass die Klebeschutzzusammensetzung aufgrund von Erosion,
Rissbildung oder Bruch verringert wird, wenn sie bei einer aufblasbaren
Blase unter Betriebsbedingungen verwendet werden, wie sie bei der
Luftreifenherstellung auftreten.
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Der
Klebeschutzkautschuk hat eine ausreichende Klebefestigkeit, um an
Lagenenden zu haften, die bei der herkömmlichen Reifenherstellung
verwendet werden, ohne an einer Umschlagblase so zu haften, dass sie
durch Kontakt mit den Lagenenden erodiert.
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Hier
wird ein Verfahren zur Herstellung eines Klebeschutzkautschuks offenbart,
das wenigstens einen ersten Kautschuk und ein Klebeschutzmaterial
in einem einzigen Schritt mischt.
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Bei
der Herstellung einer aufblasbaren Blase, die einen Klebeschutzkautschuk
in einer ersten Lage bildet und bei der die erste Lage an einem
elastomeren Material haftend aufgebracht wird, ist Teil eines vollständigen Blasenherstellungsprozesses.
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Das
offenbarte Verfahren zur Herstellung einer aufblasbaren Blase ist
einfach, effizienter und umweltfreundlich, ohne dass ein mehrstufiger
Vulkanisierprozess benötigt
wird, der eine direkte Beschichtung, ein Abscheiden und ein Entfernen
eines Trägers
auf der Blase erfordert.
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Das
Verfahren zur Verwendung der aufblasbaren Blase umfasst das Aufblasen,
Kontaktieren und Entleeren einer Blase mit einem Klebeschutzkautschuk,
der den Kontakt mit einem vulkanisierten, teilweise vulkanisierten
oder unvulkanisierten Reifenkautschuk ohne die Gefahr einer Erodierung,
einer Rissbildung oder eines Abschälens freigibt.
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Zusammenfassend
wird ein Verfahren zur Herstellung eines Klebeschutzkautschuks offenbart,
bei welchem ein erster Kautschuk und ein chlorsulfoniertes Polyethylen
kombiniert werden, Füllstoffe,
Verstärkungsmittel,
Prozesshilfen und Weichmacher zugegeben werden, in die Mischung
Vernetzungsmittel, Metalloxide, Vulkanisierbeschleuniger und Vulkanisieraktivatoren
eingegeben werden, um den Klebeschutzkautschuk mit den geeigneten
Vulkanisiereigenschaften zur Verwendung mit einer aufblasbaren Blase
bei der Herstellung von Luftreifen zu bilden, und der Klebeschutzkautschuk
zu einer gesonderten verarbeitbaren Lage verformt wird. Bevorzugte
Mischungen des Klebeschutzkautschuks enthalten 50 bis 45 Teile natürlichen
Kautschuks vernetzt mit 55 bis 60 Teilen eines chlorinierten Polyethylens,
0,9 bis 1,1 Teile Phenylendiamin und 0,9 bis 1,1 Teile Benzothiazyldisulfid.
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Geoffenbart
wird auch ein Verfahren zur Herstellung einer aufblasbaren Blase
mit geeigneten Vulkanisier- und Klebeschutzeigenschaften zur Herstellung
von Luftreifen. Ein solches Verfahren umfasst die Schritte, wenigstens
einen ersten Kautschuk und ein Klebeschutzmaterial zur Bildung eines
Klebeschutzkautschuks zu mischen, den Klebeschutzkautschuk in eine
Lage zu bringen und den Klebeschutzkautschuk mit einem elastomeren
Material der aufblasbaren Blase haftend zu verbinden. Bei einer
anderen Ausgestaltung kann die aufblasbare Blase vollständig aus
einer Lage des Klebeschutzkautschuks hergestellt werden.
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Die
Verwendung einer aufblasbaren Blase bei der Reifenherstellung umfasst
die Schritte, die Blase mit Klebeschutzkautschuk aufzublasen, ein
Kautschukreifenmaterial mit der Blase in Kontakt zu bringen und
die Blase mit geeigneten Vulkanisier- und Klebeschutz eigenschaften
zu entleeren, um den Kontakt mit dem Kautschukreifenmaterial nach
dem Entleeren aufzuheben.
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Weiterhin
wird ein Verfahren zur Verwendung der aufblasbaren Blase speziell
zum Umschlagen von Reifenlagen über
einen Wulstring offenbart, das die Zyklen aufweist, die Reifenlagen
auf eine Reifenbautrommel zu wickeln, die Wulstringe auf der Reifenbautrommel
anzuordnen, die Blase aufzublasen, um die Reifenlagen über die
Wulstringe umzuschlagen, und die Blase zu entleeren, die den Klebeschutzkautschuk
mit geeigneten Vulkanisier- und
Klebeschutzeigenschaften enthält,
um sie von den Reifenlagen bei den wiederholten Entleerungszyklen
freizusetzen.
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Die
vorliegende Erfindung ist bezüglich
der Herstellung von Luftreifen offenbart, natürlich kann die vorliegende
Erfindung in gleicher Weise bei ähnlichen
Vorgängen
eingesetzt werden, wo ein Klebeschutzkautschuk aufgebracht werden
kann.
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Die
obige Beschreibung gibt den Fachleuten die Lehre, wie die vorliegende
Erfindung auszuführen
ist. Sie soll im Einzelnen nicht alle diejenigen offensichtlichen
Modifikationen und Variationen erörtern, die für den Fachmann
beim Lesen der Beschreibung offensichtlich werden. Alle offensichtlichen
Modifikationen und Änderungen
sollen stattdessen in dem Rahmen der vorliegenden Erfindung eingeschlossen
werden, der von den folgenden Ansprüchen definiert ist.
