DE69123130T2

DE69123130T2 - Verfahren zum Herstellen eines Reifens und damit hergestellter Reifen

Info

Publication number: DE69123130T2
Application number: DE69123130T
Authority: DE
Inventors: Renato Caretta
Original assignee: Pirelli SpA
Current assignee: Pirelli and C SpA
Priority date: 1990-12-21
Filing date: 1991-12-20
Publication date: 1997-05-15
Anticipated expiration: 2011-12-21
Also published as: US5261979A; BR9105687A; KR920011697A; IT9022502A0; ES2095901T3; IT9022502A1; IT1246044B; DE69123130D1; JP3274158B2; JPH04296541A; KR0166086B1; EP0492504A1; EP0492504B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Reifens für Kraftfahrzeuge, und insbesondere auf einen Reifen, der für das Anbringen an einem Schwertransportkraftfahrzeug ausgelegt ist.
Der erwähnte Reifen ist mit einer Karkasse versehen, welche zwei Wulste hat, von denen jeder längs eines inneren Umfangsrands des Reifens für seine Befestigung an einer entsprechenden Montagefelge ausgebildet ist, wobei die Karkasse auch ein Paar von ringförmigen Verstärkungskernen aufweist, auf die gewöhnlich als Wulstkerne Bezug genommen wird und von denen jeder in dem entsprechenden Wulst eingesetzt ist, jeder Wulstkern aus einer Vielzahl von Wickelringen aus blankem Metalldraht besteht, die axial in einer Beziehung Seite an Seite und radial übereinander angeordnet sowie packungsartig miteinander verbunden sind, so daß sie einen polygonalen Querschnitt bilden, der Wulstkern dann in einem abdeckenden Aufbau eingeschlossen und in einer radial äußeren Position mit einem Füllstoff aus elastomerem Material versehen ist, der sich längs des äußeren Umfangsrandes des Wulstkernes erstreckt und sich von der Reifenachse weg radial verjüngt, und die Karkasse zusätzlich mit einem tragenden Aufbau versehen ist, der aus wenigstens einer Lage aus mit Kautschuk versehenen, mit Textil- oder Metallkorden verstärktem Gewebe besteht, das sich axial von einem Wulst zum anderen erstreckt und dessen Ränder um die Wulstkerne und die Füllstoffe zurückgefaltet sind.
Es ist bekannt, daß der Eingriff zwischen einem Reifen und der jeweiligen Felge insgesamt mit Hilfe von Bereichen erzielt wird, die sich in Umfangsrichtung in dem Reifen erstrecken und auf die im allgemeinen als "Wulste" Bezug genommen wird. Gewöhnlich ist in jedem Reifenwulst ein sogenannter "Wulstkern" eingesetzt, der die Doppelfunktion hat, dem Wulst die geeignete Nichtverformungseigenschaft zu geben, wenn der Reifen eingesetzt wird, und die Endränder der Karkassenlage oder -lagen zu halten, die um den Wulstkern selbst zurückgefaltet sind. Längs des äußeren Umfangsrandes des Wulstkerns ist ein elastomerer Füllstoff mit im wesentlichen dreieckigem Querschnitt angeordnet, der die Funktion hat, den Reifenwulst zu versteifen und den noch leeren Raum zwischen den Karkassenlagen und ihren umgefalteten Abschnitten aufgrund der Wulstkerngrößen zu füllen.
Jeder Wulstkern ist mit einer Vielzahl von Drahtwickelringen, gewöhnlich aus einem metallischen Material, ausgebildet, die in einer axialen Beziehung Seite an Seite und radial übereinander angeordnet sind, so daß sie dem Wulstkern, im Querschnitt gesehen, die gewünschte geometrische Gestalt geben.
Wie es in der Praxis üblich ist und beispielsweise in der EP-A-0 251 980 geoffenbart wird, hat eine solche Vielzahl von wickelringen eine Vielzahl von metallischen Filamenten, bei welchen zwischen wenigstens einigen von ihnen eine elastomere Substanz für den Zweck angeordnet ist, die metallischen Filamente voneinander zu isolieren. Aus der EP-A-0 251 980 sind auch Reifen bekannt, die keinen Füllstoffstreifen benötigen, der zwischen den Umstülpungen und dem Hauptabschnitt der Karkassenlage angeordnet ist. Bei einem solchen Reifen wird das Problem gelöst, daß sich der umgestülpte Abschnitt der Karkassenlage radial nach außen aus dem Wulstkern auf die kürzest mögliche Distanz erstreckt. Gemäß der Lehre des obigen Dokuments wird das Problem durch Festklemmen des Umstülpungsabschnitts der Karkassenlage zwischen dem Wulstkern und einem Klemmelement gelöst, das radial außerhalb des Kerns angeordnet ist. Das Klemmelement hat wenigstens einen Kord aus einem nichtmetallischen wärmeschrumpfbaren Material, das in Umfangsrichtung um den Wulstkern und um die Karkassenlagenumstülpungen herum gewickelt ist.
Bei schlauchlosen Reifen, d.h. bei Reifen, die keinen Luftschlauch haben, bilden der Wulst und insbesondere sein Verstärkungswulstkern ein besonders kritisches Element in dem Reifen.
Aufgrund des Fehlens des Luftschlauchs ist eine Felge mit einem einstückigen Aufbau, d.h. die sogenannte "genutete Felge", sowie eine luftdichte Verbindung zwischen dem Reifen und der Felge erforderlich, um den Aufpumpdruck in dem Reifen zu halten.
Was die Felge angeht, so ist diese mit Wulsthalteflanschen mit verringerter radialer Erstreckung versehen, so daß es möglich ist, die Montage des Reifens auf der Felge und seine Demontage von ihr auszuführen, indem sich der Reifenwulst über den Halteflansch mittels einer leicht ovalen Ausgestaltung verschieben läßt, die dem Wulst gegeben wird.
Was das Erreichen der Luftdichtigkeit zwischen Reifen und Felge angeht, so ist die Felge mit wulstabstützenden Gehäusen versehen, die radial zur Außenseite um einen Winkel um 15º bezüglich der Reifenachse geneigt sind. Während des Aufpumpens des Reifens drückt der Aufpumpdruck den Wulst derart, daß er axial zur Außenseite auf der geneigten Oberfläche mit fortschreitend zunehmendem Durchmesser rutscht und, da der Verstärkungswulstkern um sich selbst in Umfangsrichtung nicht dehnbar ist, führt dieses Rutschen zu einem dichten Sitz zwischen dem Wulst und der Felge, so daß das zwischen dem Wulstkern und dem Wulstgehäuse angeordnete elastomere Material zusammengedrückt wird, wodurch die Luftdichtheit zwischen dem Reifen und der Felge erreicht wird.
Für das Erreichen eines solchen dichten Sitzes ist jedoch ein Wulstkern erforderlich, dessen der Felge zugewandte Fläche im wesentlichen parallel zum Wulstgehäuse ist, d.h. auch um 15º auf der Drehachse des Reifens geneigt ist und sich axial über wenigstens 50% der axialen Erstreckung des Wulstes selbst erstreckt.
Um dieser Forderung zu genügen, verwendet man seit langem Wulstkerne mit einem polygonalen, rhomboidförmigen oder hexagonalen Querschnitt, die aus einer Packung von Wickelringen aus blankem Metalldraht bestehen, welche in einer axialen Beziehung Seite an Seite und radial übereinander angeordnet sind, wie dies beispielsweise bei dem in dem US-Patent Nr. 3,949,800 geoffenbarten Wulstkern der Fall ist.
Dieser Typ von Wulstkern ist sehr flexibel, da die Wickelringe aus blankem Draht leicht relativ zueinander verschoben werden können. Deshalb kann er leicht oval gemacht werden, so daß die Montage und Demontage des Reifens von der Felge leicht erzielt werden kann.
Andererseits haben diese Wulstkerne aufgrund der Tatsache, daß sie aus Wickelringen aus blankem Draht hergestellt sind, verglichen mit üblichen Wulstkernen aus mit Gummi versehenem Draht einige ernsthafte Nachteile, welche die Einsatzzeit des Reifens verringern.
Zunächst haben sie eine schwache Formstabilität und insbesondere einen schwachen Torsionswiderstand, so daß während des Formens und des Vulkanisierens des Reifens unter dem Schub des Vulkanisierungsdrucks und der durch die Karkassenlagen ausgeübten Zugwirkung ihr polygonaler Querschnitt seine geometrische Ausgangsform, die starr rechteckig ist, verliert und eine andere Form annimmt, die grundsätzlich rund, insbesondere auf der der Felge zugewandten Seite, ist, wodurch der Betrag der axialen Erstreckung verringert wird und sich die Neigung bezüglich der vorgegebenen, d.h. 15º, ändert.
Als Folge dieser Verformung ist der Reifenwulst nicht in der Lage, den Kräften zu widerstehen, denen er im Einsatz für eine lange Zeit ausgesetzt wird. Insbesondere auch aufgrund der verringerten Höhe des Felgenflansches beginnt sich der Reifenwulst im Einsatz um seinen radial inneren und axial äußeren Rand zu stülpen, wodurch sein zylindrisches Loslösen von der auf der Felge ruhenden Basis verursacht wird, beginnend von dem Punkt und über einen zunehmend größeren Abschnitt fortschreitend, soweit strukturelle Festigkeit beeinträchtigt wird.
Ein zweiter Nachteil ergibt sich aus der Tatsache, daß die Kautschuk/Metall-Bindung an dem blanken Metall, wie im Falle des in Betracht gezogenen Wulstkerns, schwierig zu erreichen ist und keine hohen mechanischen Eigenschaften besitzt, so daß mit der Zeit die Bindungsflächen in dem Reifen im Einsatz brechen und als Folge der Wulstkern von dem Wulst getrennt werden kann, was die Notwendigkeit einschließt, den Reifen in einem kurzen Zeitraum zu ersetzen.
Um den ersten Nachteil zu vermeiden, d.h. die Wulstkernverformung während des Vulkanisierungsschrittes, wird nach dem Stand der Technik der bloße Wulstkern in einen Mantel aus elastomerem Material eingeschlossen, und es wird die Halbvulkanisierung der Anordnung ausgeführt, ehe der Füllstoff aufgebracht und der Wulstkern in die Karkasse des herzustellenden Reifens eingeführt wird.
Obwohl diese Halbvulkanisierung einerseits eine ausreichende Versteifungswirkung auf den Wulstkern ausübt, der deshalb in der Lage ist, den Reifenvulkanisierungsschritt zu überwinden, ohne wesentlichen Verformungen zu unterliegen, so beeinflußt sie jedoch andererseits nicht nur die Kautschuk/Metall-Bindung zwischen der Hülle und dem Wulstkern, sondern auch die Kautschuk/Kautschuk-Bindung zwischen der halbvulkanisierten Hüllenoberfläche und den anderen, noch im Rohzustand befindlichen Wulstelementen nachteilig, wodurch sich eine Situation ergibt, die bereits in sich selbst aus den obigen Gründen kritisch ist.
Diese Arten der Bindung werden durch den abschließenden Vulkanisierschritt nicht besonders verbessert, da die Bindungsflächen bereits die Stabilisierung während des vorhergehenden Halbvulkanisierschritts erreicht haben.
Wie bekannt, hat Kautschuk im Rohzustand insbesondere eine bestimmte Adhäsivität. Diese Adhäsivität wird benutzt, um die verschiedenen, den Reifen bildenden Kautschukteile nicht nur mechanisch, sondern auch von einem molekularen Gesichtspunkt aus während des abschließenden Vulkanisierungsschritts miteinander zu verbinden. Unglücklicherweise wird in diesem Fall die Adhäsivität der den Wulstkern abdeckenden Kautschukhülle aufgrund des vorhergehenden Teilvulkanisierungsschrittes manchmal sogar auf null reduziert, wodurch die Fähigkeit wesentlich reduziert wird, die Kautschukhülle mit dem Füllstoff aus elastomerem Material und den anderen umgebenden, mit Kautschuk versehenen Geweben zu verbinden.
Als Folge ist es nötig, diesen Kautschukmantel einem Lösungsschritt zu unterwerfen, um wenigstens teilweise die Adhäsivitätsmerkmale zurückzugeben, die er während der Teilvulkanisierung verloren hat.
Um diese Forderung soweit wie möglich zu vermeiden, hat man Versuche gemacht, diese Bindung entsprechend den Lehren zu verbessern, die in dem im Namen des gleichen Anmelders erteilten britischen Patent Nr. 2,064,442 (Oberbegriff von Anspruch 1) enthalten sind und die darin bestehen, die Kautschukhülle mit einer Lage eines anderen Kautschuks, die fakultativ einen Verstärkungskordaufbau aus einem wärmeschrumpfbaren Material wie Nylon einschließen kann, und der eine andere Vulkanisierungsgeschwindigkeit hat, abzudecken. Insbesondere hat der Kautschuk in der Hülle, d.h. der Kautschuk in Kontakt mit dem Wulstkern, eine höhere Vulkanisierungsgeschwindigkeit, während der in der äußeren Lage eine niedrigere Vulkanisierungsgeschwindigkeit hat. Wenn der abgedeckte Wulstkern dem Halbvulkanisierungsschritt unterworfen wird, bleibt deshalb die äußerste Lage im wesentlichen im Rohzustand und ist als solche in der Lage, in stärkerem Ausmaß an den umschließenden Kautschukteilen, die sich ebenfalls im Rohzustand befinden, während des abschließenden Vulkanisierungsschritts zu haften.
Gemäß den Lehren des im Namen des gleichen Anmelders erteilten italienischen Patents Nr. 1,151,359 hat man alternativ die Hülle durch einen gummierten Gewebestreifen ersetzt, der mit Textilkorden, vorzugsweise aus Nylon, verstärkt ist. Anschließend wird eine zweite gummierte Gewebeabdeckung, die mit Korden aus wärmeschrumpfbarem Material verstärkt ist und die vorzugsweise aus einem Gewebestreifen besteht, der um den mit Band versehenen Wulstkern gewickelt wird, nach der Halbvulkanisierung aufgebracht. Auf diese Weise werden, wenn der Reifen dem abschließenden Vulkanisierungsschritt unterworfen wird, die Nylonkorde der zweiten Abdeckung kürzer, wodurch ein höherer Druck auf die erste Abdeckung ausgeübt wird und als Folge die Reibung zwischen den zwei konzentrischen Abdeckungen ein chemisches Zusammenwirken zum Erreichen des ausreichenden Bindegrades verursacht.
Andererseits ist offensichtlich, daß die Formstabilität und Torsionsfestigkeit des Wulstkernabschnittes überhaupt nicht gesteigert wird.
Diese Verfahren lösen das Problem, das mit der Kautschuk/Kautschuk-Bindung in Zusammenhang steht, wenigstens teilweise, sind jedoch nicht erfolgreich hinsichtlich einer wesentlichen Verbesserung der schwachen Bindung, die zwischen dem Wulstkernmetall und seinem Mantel während des Halbvulkanisierungsschrittes geschaffen wird.
Was die Steigerung der Torsionsfestigkeit des Metallwulstkernes in sich selbst angeht, so hat man Abschnitte des Drahtes (von denen einige in dem obenerwähnten US-Patent geoffenbart sind) untersucht, die miteinander so zusammenwirken, um den Wulstkernquerschnitt beständiger zu machen.
In diesem Zusammenhang hat der Anmelder selbst vor kurzem eine brilliante Lösung für das Problem entsprechend dem US-Patent Nr. 5,007,471 angeboten, indem ein Wulstkern bereitgestellt wird, in welchem Wickelringe aus Draht mit einem sechseckigen abgeflachten Querschnitt gegenseitig in Wickelringen fixiert werden, die in einer Beziehung Seite an Seite mit einer Versetzung von einem halben Wickelring angeordnet sind, wodurch ein packungsartiger Querschnitt gebildet wird, der sowohl in Axial- als auch in Radialrichtung nicht verformbar ist und gewährleistet, daß der Wickelkern eine hohe Querstabilität und Torsionsfestigkeit hat.
Dies bedeutet, weiter ins einzelne gehend, daß in einem freien Reifen, d.h. während der Montage und der Demontage des Reifens auf die Felge bzw. von der Felge, die Wickelringe sich bezüglich einander bewegen können, was dem Wulstkern eine hohe Flexibilität und Verformbarkeit gibt, während unter dem Einfluß des Aufpumpdrucks, d.h. wenn die Wickelringe unter Zugspannung stehen, der Wulstkern steif wird, wodurch ein praktisch nicht verformbarer Querschnitt erreicht wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein festerer Reifen erreicht in Verbindung mit einer besseren Adhäsion zwischen dem Wulstkernmetall und dem es abdeckenden Elastomermaterial-Kautschuk sowie zwischen dem die Abdeckung bildenden Kautschuk und den anderen Kautschukteilen, die den Reifenwulst bilden.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Reifens für Fahrzeugräder, der mit einer Karkasse versehen ist, die zwei Wulste aufweist, von denen jeder längs eines inneren Umfangsrandes des Reifens zum Verankern des Reifens an einer entsprechenden Montagefelge ausgebildet ist, wobei die Karkasse auch ein Paar von ringförmigen Wulstverstärkungskernen hat, die in Umfangsrichtung nicht dehnbar sind und von denen jeder in einen entsprechenden Wulst eingesetzt ist, wobei jeder Wulstkern aus einer Vielzahl von Wickelringen aus blankem Metalldraht besteht, die axial nebeneinander und radial übereinander angeordnet sind, wobei die Wickelringe packungsartig zusammengelegt sind, so daß sie einen polygonalen Querschnitt bilden, wobei der Wulstkern in einem abdeckenden Aufbau gehalten ist, der ein Band aus einer mit Kautschuk versehenen Lage aufweist, die mit Korden aus wärmeschrumpfbarem Material verstärkt ist, die in einer schrägen Richtung bezüglich der Umfangserstreckung des Wulstkernes ausgerichtet sind, wobei der Wulstkern an einer radial äußeren Stelle mit einem Füllstoff aus elastomerem Material versehen ist und wobei das Verfahren die Schritte aufweist, jeden Wulstkern in den abdeckenden Aufbau einzuschließen, den Füllstoff auf den abgedeckten Wulstkern längs seines äußeren Umfangs aufzubringen, den Wulstkern und den entsprechenden Füllstoff dem Aufbau eines in der Herstellung befindlichen Reifens zuzuordnen und den Reifen in einer geeigneten Form durch ein Verfahren zu vulkanisieren, welches das Aufbringen von Druck und Wärme einschließt. Dieses Verfahren zeichnet sich dadurch aus, daß der Schritt, den Kern in seinen abdeckenden Aufbau einzuschließen, nur ein schleifenförmiges Abdecken des blanken Metallkerns mit einer Bahn aus elastischem Rohmaterial und ein Abdecken der Bahn mit dem Band der nicht vulkanisierten, mit Kautschuk versehenen Lage umfaßt, die als ein mit Kautschuk versehenes Gewebe ausgebildet ist, das einen Füllkoeffizienten der Verstärkungskorde zwischen 30% und 90% aufweist, so daß die Korde, die unter der Einwirkung von Wärme des Vulkanisierungsprozesses schrumpfen, einen Überdruck bezüglich des Vulkanisierdrucks auf die Kautschuk-Metall-Verbindungsgrenzfläche zwischen den Wickelringen aus blankem Metalldraht und der umgebenden Kautschukbahn ausüben.
Erfindungsgemäß wird mit diesem Verfahren ein Reifen für Fahrzeugräder erreicht, der mit einer Karkasse versehen ist, die zwei Wulste aufweist, von denen jeder längs eines inneren Umfangsrandes des Reifens zum Verankern des Reifens an einer entsprechenden Montagefelge ausgebildet ist, wobei die Karkasse ein Paar von ringförmigen Wulstverstärkungskernen hat, die in Umfangsrichtung nicht dehnbar sind und von denen jeder in einen entsprechenden Wulst eingesetzt ist, wobei jeder Wulstkern aus einer Vielzahl von Wickelringen aus blankem Metalldraht besteht, die axial nebeneinander und radial übereinander angeordnet sind, wobei die Wickelringe packungsartig zusammengelegt sind, so daß sie einen polygonalen Querschnitt bilden, wobei der Wulstkern in einem abdeckenden Aufbau gehalten ist, der ein Band aus einer mit Kautschuk versehenen Lage aufweist, die mit Korden aus wärmeschrumpfbarem Material verstärkt ist, die in einer schrägen Richtung bezüglich der Umfangserstreckung des Wulstkerns ausgerichtet sind, und wobei der Wulstkern mit einem Füllstoff aus elastomerem Material auf der radial äußeren Fläche des abdeckenden Aufbaus versehen ist. Dieser Reifen zeichnet sich dadurch aus, daß der abdekkende Aufbau ausschließlich eine Bahn aus elastomerem Material, die schleifenartig um die Packung aus Metallwickelringen gewunden ist, aufweist, wobei das Band aus der mit Kautschuk versehenen Lage als mit Kautschuk versehenes Gewebe ausgebildet ist, das einen Füllkoeffizienten von Verstärkungskorden zwischen 30% und 90% aufweist und um die elastomere Bahn gewickelt ist.
Weitere Merkmale und Vorteile werden aus der ins einzelne gehenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform einer Reifenkarkasse für Kraftfahrzeuge gemäß der vorliegenden Erfindung ersichtlich, die nachstehend als nicht begrenzendes Beispiel unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen gegeben wird, in der
Fig. 1 ein Querschnitt des sich mit einem der Reifenwulste befassenden Bereichs ist, wobei der andere Wulst im wesentlichen identisch und symmetrisch bezüglich des gezeigten Wulstes ist, und
Fig. 2 ein Querschnitt des Wulstkern-Abdeckaufbaus in einer zweckmäßigen Vormontageform vor dem Wickeln um den Wulstkern ist, wobei die übrigen Reifenteile nicht gezeigt sind, da sie konventionell und vor allem für die Zwecke der Erfindung nicht von Bedeutung sind.
Wie in der Zeichnung gezeigt ist, ist der radial innere Abschnitt der Seitenwand eines Reifens für Kraftfahrzeugräder gemäß der vorliegenden Erfindung insgesamt mit 1 bezeichnet. Die Reifenkarkasse hat ein Paar von Wulstkernen 3 (von denen nur einer gezeigt ist), von denen jeder in einen Wulst 4 eingepaßt ist, der längs des inneren Umfangsrandes des Reifens ausgebildet ist. Der Eingriff des Reifens mit der Montagefelge 9 erfolgt an jedem dieser Wulste 4.
Jeder Wulstkern 3 besteht aus einer Anzahl von Wickelringen 5 aus Metalldraht, die axial nebeneinander und radial übereinander angeordnet sind. Bei der gezeigten Ausführungsform, bei welcher der Wulstkern 3 einem schlauchlosen Reifen zugeordnet ist, sind die Wickelringe 5 so angeordnet, daß sie einen rhomboidförmigen Querschnitt bilden. Dieser Querschnitt hat eine Basisseite 3a parallel zu dem Wulstabstützsitz 9a an der Felge 9. Bei dieser Art von Reifen sind die Basisseite 3a und die Felgenfläche 9a im wesentlichen um 15º bezüglich der Reifenachse geneigt, und die Länge der Seite 3a (d.h. die Wulstkernbreite) beträgt wenigstens 50% der axialen Breite der Basis des Wulstes, in welchem der Wulstkern angeordnet ist.
Der Wulstsitz 9a endet an einer axial externen Stelle in einem Flansch 2, der sich radial zur Außenseite etwas jenseits des maximalen Durchmessers der Wulstkernseite 3a erstreckt, d.h. um einen Betrag, der ausreicht, um den Wulst an Ort und Stelle in seinem Sitz zu halten, wenn der Reifen aufgepumpt ist, was jedoch nicht die Montage und Demontage des Reifens an der Felge und von ihr, wie oben erwähnt, behindert.
Die einzelnen Wickelringe 5 haben vorzugsweise einen abgeflachten hexagonalen Querschnitt, der es ermöglicht, daß der Wulstkern eine hohe Flexibilität hat, wenn der Reifen demontiert wird, jedoch gleichzeitig dem Reifen im Einsatz eine hohe Formstabilität und Torsionsfestigkeit erteilt.
Selbstverständlich müssen die Größen des abgeflachten hexagonalen Querschnitts so bestimmt werden (was andererseits in Übereinstimmung mit dem vorhandenen Stand der Technik ist), daß die axiale Zwischenverbindung zwischen den nebeneinander angeordneten Wickelringen eine Neigung der Seite 3a an der Wulstkernachse entstehen lassen kann, die gleich dem geforderten Wert von 15º ist.
Jeder Wulstkern 3 ist in einem elastomeren abdeckenden Aufbau 6 eingeschlossen. Der abdeckende Aufbau 6 besteht aus einer Bahn 8 aus einem elastomeren Material mit gleichförmiger Dikke, die schleifenförmig um den Wulstkern 3 herumgelegt ist, und aus einem Band 8 aus mit Kautschuk versehenem Gewebe, das mit Korden 12 aus einem wärmeschrumpfbaren Material verstärkt ist (von denen nur einer in der Zeichnung gezeigt ist), die entweder schleifenförmig gewickelt oder wickelringartig um die entsprechende Bahn 7 gelegt sind. Wenn das Band 8 schleifenförmig um die Bahn 7 herumgelegt ist, ist es zweckmäßig, die Vormontage der Bahn 7 und des Bandes 8 (Fig. 2) so auszuführen, daß die Wulstabdeckung durch einen einzigen Schleifenbildungsvorgang ausgeführt wird. In diesem Fall wird ein Zusammenfügen der beiden Elemente bevorzugt, wobei eine Aussparung an wenigstens einem Paar entsprechend der Ränder (7a, 8a), vorzugsweise an beiden Paaren (d.h. auch 7b, 8b), wie es in Fig. 2 gezeigt ist, vorgesehen ist, obwohl die Lösung ohne Aussparung oder Versetzung ebenfalls zum Einsatz gelangen kann.
Der Wulstkern wird dann abgedeckt, indem gegenseitige Überlappung der Bahnenden (7b auf 7a) über dem Teil herbeigeführt wird, der der Versetzungsbreite 7a-8a entspricht, um so zu gewährleisten, daß die Bahn 7 die Wickelringe 5 aus Metall vollständig einschließt, wodurch die Gefahr von Verschiebungen zwischen den zugewandten Bahnenden vermieden wird, die einen freien Raum und die Möglichkeit eines Kontakts zwischen den Wickelringen 5 aus Metall und dem mit Kautschuk versehenen Gewebe 8 zulassen würden.
Gleichzeitig werden auch die Enden des Bandes 8 zur gegenseitigen Überlappung (8b auf 8a) gebracht, so daß die Gefahr einer Verschiebung zwischen den Gewebekanten auf null reduziert wird, was für den Effekt der Erfindung, wie nachstehend erläutert, nachteilig wäre.
Vorzugsweise beträgt die Breite der Versetzung 7a-8a etwa 16 mm, ebenso die der Versetzung 7b-8b, während die Breite der Versetzung 8a und 8b des mit Kautschuk versehenen Gewebes 8 vorzugsweise im Bereich von 5 mm bis 15 mm liegt. Zusätzlich überlappen sich vorzugsweise das Band 8 und die Bahn 7 längs des äußeren Umfangsrandes des Wulstkerns 3.
Es ist zu erwähnen, daß in Fig. 1 der abdeckende Aufbau 6 so gezeigt ist, daß er die obenbeschriebene Anordnung der Bahn- und Bandränder 7a, 7b, 8a, 8b hervorhebt. Tatsächlich bilden im fertigen Reifen die Ränder 7a und 7b einen Einheitskörper zusammen mit dem elastomeren Material, das in dem Band 8 vorhanden ist.
Die physikalischen und größenmäßigen Merkmale der Bahn 7 und des Bandes 8 können sich abhängig von der Art des Kraftfahrzeugs ändern, für den der Reifen ausgelegt ist, sowie von den Betriebsbedingungen für den Reifen selbst.
Die Dicke der elastomeren Materialbahn liegt insbesondere zweckmäßigerweise im Bereich von 0,5 mm bis 3 mm, wobei diese Werte den Minimalwert für die Gewährleistung einer vollständigen und effizienten Gummierung der äußeren Wulstkernfläche bzw. den maximal zulässigen Wert zum Beibehalten der Dicke der Elastomermaterialschicht, die zwischen der Wulstkernbasis 3a und der Felgenoberfläche 9a eingeschlossen (und im Einsatz zusammengedrückt) ist, innerhalb genauer Werte entsprechend den Montageanforderungen darstellen.
Was die rheometrischen Merkmale angeht, so liegt die absolute Viskosität (Mooney) der Elastomermaterialmischung der Bahn 7 im Rohzustand zweckmäßigerweise im Bereich von 80 bis 110, was höher als der Wert für die Gummierungsmischung des Bandes 8 ist, der zwischen 50 und 80 liegt, wobei die Differenz zwischen den jeweiligen Werten vorzugsweise im Bereich zwischen 25 und 50 Mooney-Einheiten liegt.
Im Gegensatz dazu sind die Korde des Bandes 8 vorzugsweise aus Nylon hergestellt und in dem Gewebe so nahe wie möglich bezüglich ihrer Größe angeordnet. In der Praxis wird bevorzugt von einem "Füllstoffkoeffizienten" des Gewebes gesprochen, der als Prozentverhältnis zwischen dem verfügbaren Raum und dem Raum ausgedrückt wird, der tatsächlich von den blanken (d.h. nicht gummierten) Korden eingenommen wird, wobei der Wert zwischen 30% und 90%, vorzugsweise zwischen 50% und 80% liegt.
Der Gewebemantel 8 muß sich in der Tat wie ein geschlossener Behälter verhalten, dessen Volumen während des Vulkanisierungsschritts abnimmt, der kein Material der Bahn 7 von der Außenseite zwischen zwei längs einander angeordneter Korde eindringen läßt. Die Korde werden dann quer zur Umfangsrichtung des Wulstkerns, im wesentlichen parallel zur Reifenachse, angeordnet, wenn das Gewebe wendelförmig auf den Wulstkern, vorzugsweise in einem Winkel im Bereich von 40º bis 50º geneigt, gewickelt wird, wenn der Gewebemantel schleifenförmig aufgelegt wird.
Für das Wickeln des Gewebemantels 8 auf den Wulstkern ist die relevante Technologie an sich bekannt und braucht deshalb nicht im einzelnen beschrieben zu werden. Es genügt, daran zu erinnern, daß ein Kord oder ein Band, das aus zwei oder mehr Korden besteht, die in Längsrichtung zu dem Band angeordnet sind, in Umfangsrichtung um den Wulstkern gewickelt wird, um den die Bahn 7 bereits schleifenförmig gelegt worden ist, wobei sich ihre Enden, wie erwähnt, überlappen.
Längs des äußeren Umfangsrandes eines jeden Wulstkerns 3 erstreckt sich ein elastomerer Füllstoff 10, der sich radial von der Reifenachse weg verjüngt.
Über dem gesamten Querschnitt des Reifens ersteckt sich in bekannter Weise wenigstens eine Karkassenlage 11, deren Ränder 11a um die Wulstkerne 3 und die Füllstoffe 10 zurückgefaltet sind. Gemäß der Erfindung läßt sich das Verfahren der Herstellung des obenerwähnten Reifens für sich selbständig wie folgt beschreiben.
Zunächst wird die Bahn 7 aus elastomerem Material im Rohzustand schleifenförmig um jeden der Wulstkerne 3 gewickelt. Dann wird die Bahn 7 aus elastomerem Material mit dem Band 8 aus mit Kautschuk versehenem Gewebe im Rohzustand, verstärkt mit Nylonkorden, abgedeckt.
Wie vorher erwähnt, kann das Band 8 um die Bahn 7 gewickelt oder schleifenartig herumgelegt werden. Wenn, wie in der Zeichnung, das Band 8 schleifenförmig herumgelegt ist, ist es zweckmäßig, die Bahn 7 und das Band 8 miteinander vor ihrem Herumlegen um den Wulstkern 3 zu verbinden. Auf diese Weise ist es möglich, den Wulstkern in einem einzigen Schritt abzudecken. Bei einer bevorzugten Ausführung können die Bahn 7 und das Band 8 so verbunden werden, daß ihre entsprechenden Längsränder parallel zueinander versetzt sind. Auf diese Weise stehen die jeweiligen Längsränder 7a und 7b, 8a und 8b der Bahn 7 und des Bandes 8, wie vorher beschrieben und in den beiliegenden Zeichungen dargestellt, in Überlappung.
Nachdem der Wulstkern 3 abgedeckt worden ist, wird der Füllstoff 10 auf seinen äußeren Umfangsrand aufgebracht.
Der darauffolgende Schritt besteht in der zuordnung von den Wulstkernen 3 und der Reifenkarkasse, wobei jeder Kern mit dem jeweiligen abdeckenden Aufbau und Füllstoff 10 versehen ist.
Schließlich wird der Reifen in einer geeigneten Vulkanisierform vulkanisiert, die von einer entsprechenden Presse während eines Erwärmungsprozesses betätigt wird, der sich durch genaue Temperatur- und Druckwerte und durch eine genaue Verweilzeit des Reifens in der Form auszeichnet, was an sich bekannt ist und deshalb im einzelnen nicht beschrieben wird. Es genügt daran zu erinnern, daß ein Vulkanisierschritt für Riesenreifen der erfindungsgemäßen Art insgesamt einen Druck von etwa bar und eine Temperatur im Bereich von 130º bis 150º erfordem, die während eines Zeitraums von 45 bis 60 Minuten anliegen.
Während des zuletzt erwähnten Schrittes werden die Korde des wärmeschrumpfbaren Materials aufgrund der absorbierten Wärme kürzer, was die Volumenverringerung der von ihnen gebildeten Umhüllung verursacht. Demzufolge üben sie einen hohen Druck auf das elastomere Material der Bahn 7 aus, was einen Überdruck bezüglich des Drucks darstellt, der auf die Karkasse durch das Vulkanisierungsfluid ausgeübt wird, das in der Karkasse selbst wirkt, oder besser in dem Vulkanisierungssack, der seinerseits in die zu vulkanisierende Karkasse eingesetzt wird. Erfindungsgemäß hat sich gezeigt, daß die von diesem Überdruck ausgeübte Wirkung in Kombination mit den hohen spezifischen Werten für Temperatur, Druck und Dauer des Vulkanisierungszyklus für die Zwecke sehr effizient sind, um eine optimale chemische Bindung zwischen der Oberfläche des metallischen Wulstkerns 3 und der Innenfläche der Bahn 7 aus elastomerem Material zu erhalten, da ein Überdruck bezüglich des normalen, bei der Vulkanisierung verwendeten Drucks vorhanden ist und weil die um den Wulstkern 3 gewickelte Bahn 7 sich noch im Rohzustand befindet und nicht halbvulkanisiert ist, wie es bei den Verfahren nach dem Stand der Technik der Fall ist. Genau aus den obigen Gründen ist der eine und einzige Druck, der von einer Gewebeabdeckung mit wärmeschrumpfbaren Korden während eines Halbvulkanisierungsschrittes ausgeübt werden kann, für den Zweck, einen hohen Bindewert zwischen Kautschuk und Metall zu erreichen, nicht wirksam.
Offensichtlich haftet auch der in dem Band 8 vorhandene Kautschuk, da er sich im Rohzustand befindet, perfekt an dem Material der Bahn 7 und dem Füllstoff 10 und an anderen Kautschukteilen, die zu der Reifenkarkasse gehören, wodurch eine hervorragende Kautschuk/Kautschuk-Bindung erreicht wird.
Die vorliegende Erfindung erzielt die beabsichtigten Zwecke. Durch die hervorragende chemische Bindung, die zwischen dem Wulstkern 3 und der Bahn 7 geschaffen wird, wird ein mögliches Loslösen zwischen dem Wulstkern und dem ihn einschließenden Kautschuk in einem im Einsatz befindlichen Reifen praktisch ausgeschlossen, was zu einer Erhöhung der Reifenlebensdauer insbesondere hinsichtlich der Möglichkeit der Laufflächenerneuerung führt. Die Erfindung ist offensichtlich um so vorteilhafter, je stärker der Querschnitt des Wulstkerns torsionswiderstandsfähig und dauernd formstabil ist, da die verringerte Dicke der elastomerbaren Materialbahn, im Unterschied zu den halbvulkanisierten Hüllen mit einer großen Dicke, nicht in der Lage ist, jede übermäßige Verformung des Wulstkernquerschnitts während des Vulkanisierungsschrittes wirksam zu kompensieren.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines Reifens für Fahrzeugräder, der mit einer Karkasse versehen ist, die zwei Wulste (4) aufweist, von denen jeder längs eines inneren Umfangsrandes des Reifens zum Verankern des Reifens an einer entsprechenden Montagefelge (9) ausgebildet ist, wobei

- die Karkasse auch ein Paar von ringförmigen Wulstverstärkungskernen (3) hat, die in Umfangsrichtung nicht dehnbar sind und von denen jeder in einen entsprechenden Wulst eingesetzt ist,

- jeder Wulstkern (3) aus einer Vielzahl von Wickelringen aus blankem Metalldraht (5) besteht, die axial nebeneinander und radial übereinander angeordnet sind,

- die Wickelringe packungsartig zusammengelegt sind, so daß sie einen polygonalen Querschnitt bilden,

- der Wulstkern in einem abdeckenden Aufbau gehalten ist, der ein Band (8) aus einer mit Kautschuk versehenen Lage aufweist, die mit Korden (12) aus wärmeschrumpfbarem Material verstärkt ist, die in einer schrägen Richtung bezüglich der Umfangserstreckung des Wulstkerns ausgerichtet sind,

- der Wulstkern an einer radial äußeren Stelle mit einem Füllstöff (10) aus elastomerem Material versehen ist und

- das Verfahren die Schritte aufweist,

-- jeden Wulstkern in den abdeckenden Aufbau einzuschließen,

-- den Füllstoff (10) auf den abgedeckten Wulstkern längs seines äußeren Umfangsrandes aufzubringen,

-- den Wulstkern und den entsprechenden Füllstoff dem Aufbau eines in der Herstellung befindlichen Reifens zuzuordnen und

-- den Reifen in einer geeigneten Form durch ein Verfahren zu vulkanisieren, das das Aufbringen von Druck und Wärme einschließt,

dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt, den Kern in seinen abdeckenden Aufbau einzuschließen nur umfaßt:

- ein schleifenartiges Abdecken des blanken Metallkerns (3) mit einer Bahn (7) aus elastischem Rohmaterial und

- Abdecken der Bahn (7) mit dem Band der nicht vulkanisierten mit Kautschuk versehenen Lage, die als ein mit Kautschuk versehenes Gewebe (8) ausgebildet ist, das einen Füllkoeffizienten der Verstärkungskorde zwischen 30% und 90% aufweist, so daß die Korde (12), die unter der Einwirkung von Wärme des Vulkanisierungsprozesses schrumpfen, einen Überdruck bezüglich des Vulkanisierdrucks auf die Kautschuk-Metall-Verbindungsgrenzfläche zwischen den Wickelringen (5) aus blankem Metalldraht und der umgebenden Kautschukbahn (7) ausüben.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Schritt der Abdeckung des Wulstkerns ein Schritt für eine Vereinigung der elastomeren Materialbahn (7) mit dem mit Kautschuk versehenen Gewebeband (8) ausgeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster und ein zweiter Längsrand (7a, 7b) der elastomeren Materialbahn (7) parallel relativ zu einem entsprechenden ersten und zweiten Längsrand (8a, 8b) des mit Kautschuk versehenen Gewebebandes (8) versetzt sind.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Rand (7a, 7b; 8a, 8b) der Bahn (7) bzw. des Bandes (8) sich wechselseitig längs des äußeren Umfangsrandes des Wulstkerns (3) überlappen, auf dem danach der Füllstoff (10) angeordnet wird.

5. Reifen für Fahrzeugräder, der mit einer Karkasse versehen ist, die zwei Wulste (4) aufweist, von denen jeder längs eines inneren Umfangsrandes des Reifens zum Verankern des Reifens an einer entsprechenden Montagefelge (9) ausgebildet ist, wobei

- der Wulstkern in einem abdeckenden Aufbau gehalten ist, der ein Band (8) aus einer mit Kautschuk versehenen Lage aufweist, die mit Korden (12) aus wärmeschrumpfbarem Material verstärkt ist, die in einer schrägen Richtung bezüglich der Umfangserstreckung des Wulstkerns ausgerichtet sind, und

- der Wulstkern mit einem Füllstoff (10) aus elastomerem Material auf der radial äußeren Fläche des abdeckenden Aufbaus versehen ist,

dadurch gekennzeichnet, daß der abdeckende Aufbau ausschließlich aufweist:

- eine Bahn (7) aus elastomerem Material, die schleifenartig um die Packung aus Metallwickelringen gewunden ist,

- wobei das Band aus der mit Kautschuk versehenen Lage als mit Kautschuk versehenes Gewebe ausgebildet ist, das einen Füllkoeffizienten von Verstärkungskorden zwischen 30 % und 90 % aufweist und um die elastomere Bahn gelegt ist.

6. Reifen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt eines jeden Wickelrings (5) eine sechseckige abgeflachte Form hat.

7. Reifen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der elastomeren Materialbahn (7) im Bereich von 0,5 mm bis 3 mm liegt.

8. Reifen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Band (8) aus mit Kautschuk versehenem Gewebe schleifenartig um die jeweilige Bahn aus elastomerem Material gelegt ist, wobei die Überlappungsbreite zwischen den entsprechenden Rändern (8a, 8b) des Bandes zwischen 5 mm und 15 mm liegt.

9. Reifen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die absolute Viskosität (Mooney) der elastomeren Materialmischung der Bahn (7) im Rohzustand im Bereich von 80 bis 110 liegt, während die der den Kautschuk bereitstellenden Mischung des mit Kautschuk versehenen Gewebes des Bandes (8) im Rohzustand im Bereich von 50 bis 80 liegt.

10. Reifen nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenz in der absoluten Viskosität zwischen der Mischung der elastomeren Materialbahn (7) im Rohzustand und der Mischung des mit Kautschuk versehenen Gewebes des Bandes (8) im Rohzustand zwischen 25 und 50 liegt.