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Die vorliegende Erfindung hat eine
vorvulkanisierte Reifenlauffläche
für das
Runderneuern zum Gegenstand, und mehr im einzelnen das Profil der Ränder der
Lauffläche.
Die Erfindung hat auch einen Reifen zum Gegenstand, der unter Verwendung
dieser Lauffläche
erhalten wurde.
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Bekanntlich ist ein Reifen aus einer
weichen Karkasse gebildet, die in groben Zügen die Form eines Torus hat,
der auf der Seite der Achse offen ist, sowie aus einer dickeren
Lauffläche,
die den Umfang der Karkasse umgibt und die Berührung des Reifens mit dem Boden
sicherstellt. Die Lauffläche
wird demnach einer rascheren Abnutzung unterzogen, als es die der
Karkasse ist, und man hat seit langem daran gedacht, diese Lauffläche zu ersetzen,
wenn sie abgenutzt ist, um den Reifen unter Kosten wieder aufzubauen,
die geringer sind als die des neuen Reifens.
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Dieser Wiederaufbau, der im allgemeinsten Fall,
wo er die Lauffläche
allein betrifft, Runderneuerung genannt wird, greift auf mehrere
Arten von Produkten und Verfahren zurück:
- – im ersten
Fall vulkanisiert man die neue, rohe Lauffläche, die vorher auf die Karkasse
aufgebracht wird, in einem Formwerkzeug, das dem ähnelt, das
verwendet wird, um den neuen Reifen herzustellen;
- – im
zweiten Fall, der "kalte" Runderneuerung genannt
wird, wird die vorvulkanisierte Lauffläche auf der Karkasse aufgebracht,
unter einer Zwischenlage einer Schicht aus vulkanisierbarem Verbindungsgummi;
die Baugruppe wird dann üblicherweise
ganz oder zum Teil mit einer dichten Membran umhüllt und dann unter Druck in
das Innere eines Autoklauen gesetzt, für die Vulkanisierung des Verbindungsgummis;
diese Membran hat zum Ziel, eine regelmäßige Aufbringung eines Drucks
von mehreren Bar zu garantieren, besonders in der kritischen Verbindungszone zwischen der
Lauffläche
und der Karkasse während
der gesamten Vulkanisierung oder während eines Teils dieser.
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Die Erfindung betrifft diese zweite
Art der Runderneuerung.
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Die vorvulkanisierte Lauffläche kann
sich unter verschiedenen Formen darbieten; man kann entweder Laufflächen mit
großer
Länge,
flach oder vorgeformt (in Querrichtung gekrümmt), die im Moment der Runderneuerung
auf die gewünschte
Länge zugeschnitten
werden, oder Ringe mit bestimmter Länge bereitstellen:
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- – ebene
Bänder
bzw. Laufflächen
gestatten eine einfache, sichere und wirksame Runderneuerung, aber
sie bieten mehrere Nachteile: Verringerung der Breite der Lauffläche, bezogen
auf die des neuen Reifens, mittelmäßiges Aussehen und Auftreten
von Rissen bei der Fahrt;
- – Bänder bzw.
Laufflächen
mit "Lappen" sind seitlich mit
filigranen bzw. spitz zulaufenden Verlängerungen versehen, die man
auch "Flügel" nennt und die dazu
bestimmt sind, die Schultern des Reifens (teilweise oder völlig) einzuhüllen; man verbessert
so das endgültige
Aussehen des runderneuerten Reifens, aber diese Bänder weisen
einen gravierenden Nachteil auf: bei der Fahrt erscheinen Risse
in der Zone der Verbindung der Lauffläche mit der Karkasse, und diese
Risse breiten sich gefährlich
aus, entweder in Form einer Ablösung
der Lauffläche
oder in der Form tiefer Bruchstellen der Karkasse; und
- – die
Ringe gestatten einen besseren Auftrag auf die Karkasse und vermeiden
die Verbindung der beiden Enden der Lauffläche, aber sie erfordern ausgefeiltere
Mittel zum Auflegen und verhindern nicht das Auftreten von Rissen
in der Ansatz- bzw. Verbindungszone.
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Man hat versucht, das Auftreten von
Rissen zu vermeiden, indem man möglichst
filikgrane Flügel der
Lauffläche
vorgeschlagen hat (EP-0 492 048, Seite 6, Zeilen
15 bis
20),
oder indem man die Spannungen in der Ansatzzone der Lauffläche an die
Karkasse verteilt hat, indem man zum Beispiel Umfangsrillen auf
den Außenseiten
der Lauffläche
eingebracht hat (
JP 6/191225 ).
Diese letzte Lösung
hat die Biegesteifigkeit der Flügel
verringert und so ihren Auftrag auf die Schultern der Karkassen
der Reifen vereinfacht, aber keine ausgeprägte Verringerung der Rissebildungen
in der kritischen Zone des Ansatzes an die Karkasse nach sich gezogen.
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Das Dokument FR-A-2 192 907 beschreibt
in Übereinstimmung
mit dem Oberbegriff des Anspruchs 1 eine vorvulkanisierte Lauffläche, bei
der jeder seitliche Flügel
von einem Wulst gefolgt ist, um den Eintritt von Luft zwischen die
Lauffläche
und die Oberfläche
der Karkasse zu verhindern, die gegen diese Lauffläche anliegt.
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Man hat auch versucht, die Qualität der Verklebung
zwischen der Lauffläche
und der Karkasse in dieser kritischen Zone zu verbessern, bevor
man festgestellt hat, daß der
Verbindungsgummi, der zwischen der Karkasse und der Lauffläche vorliegt,
während
seiner Vulkanisierung fließen
konnte, bis er einen Teil der Außenoberfläche des Flügels der Lauffläche abgedeckt
hat, einen Teil, der nicht dazu vorbereitet war, um mit diesem Verbindungsgummi
fest haften zu bleiben. Die
US
5 313 745 schlägt
zum Beispiel vor, die beiden Ränder,
den Innenrand und den Außenrand,
der Flügel
der Lauffläche
abzuschleifen, um ihre Verklebung mit dem Verbindungsgummi zu verbessern.
Diese Lösung
hat spürbar
die Beständigkeit
gegenüber
der Rissebildung der kritischen Zone verbessert, aber dieses Problem
der Risse verbleibt und schadet der Entwicklung der Technik der kalten Runderneuerung,
wenn sie auch sehr interessant ist.
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Die vorliegende Erfindung zielt demnach darauf
ab, die Qualität
und Verläßlichkeit
der Verbindung der Lauffläche
und der Karkasse in den beiden Umfangszonen des Ansatzes der Ränder der
Lauffläche
an die Karkasse zu verbessern.
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Im folgenden versteht man unter:
- – "vorvulkanisierte
Lauffläche" eine Lauffläche, die bereits
einem Vulkani sierungszyklus unterzogen wurde, gleichgültig, ob
dieser Zyklus zu einer vollständigen
oder nur teilweisen Vulkanisierung geführt hat; und
- – "Karkasse" einen Reifen, dem
lediglich die Lauffläche
fehlt, gleichgültig,
ob dieser Reifen neu oder gebraucht ist.
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Erfindungsgemäß weist eine vorvulkanisierte Lauffläche einen
Scheitel und zwei seitliche Flügel auf,
mit einer Sohle, deren Querprofil eben oder konkav ist, und einer
Außenoberfläche, wobei
jeder seitliche Flügel,
vom Scheitel ausgehend, eine Zone fortlaufender Verdünnung aufweist,
die von einem Wulst gefolgt ist, der ausschließlich zum Beispiel aus Elastomermaterial
gebildet ist, wobei das Querprofil des seitlichen Endes des genannten
Wulstes konvex ist und sich fortlaufend vom flachen oder konkaven
Profil der Sohle derart entfernt, daß im Punkt B des genannten
Profils des seitlichen Endes des Wulstes, dessen Tangente senkrecht
steht zur Tangente des seitlichen Endes des Profils der Sohle, der
Abstand, der den genannten Punkt B von der Tangente des seitlichen
Endes des Profils der Sohle trennt, größer oder gleich ist der minimalen
Dicke des Flügels
in der Zone fortlaufender Verdünnung.
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Vorteilhafterweise liegt der Wulst
neben einer Längsrinne,
und der Wulst und die Längsrinne sind
so bemessen, daß sie
eine Entkoppelung zwischen dem Wulst und dem Körper des Flügels erzeugen, der zwischen
dem Scheitel und der Rinne liegt, um den genannten Wulst den Kräften zu
entziehen, die auf den Körper
des Flügels
ausgeübt
werden.
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Bevorzugt liegt die minimale Dicke
des Flügel
längs der
Längsrinne,
und die maximale Dicke des Wulstes ist größer oder gleich dem Doppelten der
minimalen Dicke des Flügels.
Diese minimale Dicke ist vorteilhafterweise kleiner als 3 mm.
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So hat entgegen der Praxis des Fachmanns, der
sich bemüht,
dem runderneuerten Reifen dasselbe Profil wie das des neuen Reifens
zu geben, die Anmelderin festgestellt, daß man durch Ersetzen des verdünnten, progressiven
Ansatzes des Flügels
der Lauffläche
durch eine Rinne, die von einem Wulst gefolgt ist, dem eine nennenswerte
Dicke in der Ansatzzone zwischen der Lauffläche und der Karkasse verliehen
ist, auf sehr markierte Weise die mechanische Spannung der Zone
des Ansatzes mindert und so beträchtlich
die Beständigkeit
gegenüber
Rissebildung der kritischen Zone verbessert.
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Die Anwesenheit des Wulstes hat auch
den Vorteil, während
der gesamten Phase der Vulkanisierung im Autoklauen zu garantieren,
daß die
Drücke beim
Herstellen der Anfügung
der seitlichen Enden der Flügel
an der Karkasse erhöht
und reproduzierbar sind, was die Qualität und die Zuverlässigkeit
der Verklebung in der kritischen Zone verbessert.
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In einer ersten Ausführungsform
hat das seitliche Ende des Wulstes ein Querprofil in Form eines Halbkreises
mit einem Radius, der größer oder
gleich der minimalen Dicke des Flügels ist.
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In einer zweiten Ausführungsform
der Erfindung hat das seitliche Ende des Wulstes ein konvexes, im
wesentlichen geradliniges Querprofil und bildet zusammen mit dem
Querprofil des seitlichen Endes der Sohle einen Winkel a, dessen
Größe zwischen
90 und 140 Grad und bevorzugt zwischen 110 und 130 Grad liegt.
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Nach einem komplementären Merkmal
ist das Querprofil der Außenoberfläche der
Lauffläche auf
Höhe des
Wulstes im wesentlichen geradlinig und bildet mit dem im wesentlichen
geradlinigen Profil des seitlichen Endes des Wulstes einen Winkel ß, dessen
Größe kleiner
oder gleich im wesentlichen 90 Grad ist;
Die Geometrie des
erfindungsgemäßen Wulstes,
und besonders in den beiden Ausführungsformen
der Erfindung, hat den Vorteil, in sehr genauer Weise zu definieren,
bis wohin der Verbindungsgummi fließen wird. Tatsächlich ist
der Hohlraum, der für
diesen Fluß vorgesehen
ist, begrenzt durch das seitliche Ende des Wulstes, die Membran,
die sich gegen die Außenoberfläche des
Flügels
anlegt, und das Profil der Karkasse jenseits der Ansatzzone. Der
Druck, der während
der Vulkansierung auf die Membran einwirkt, ist so, daß der Verbindungsgummi
nicht zwischen der Membran und der Außenoberfläche des Wulstes jenseits des
vorgesehenen Hohlraums eindringen kann. Diese Lösungen ziehen somit das Vorliegen
eines Bandes aus Verbindungsgummi nach sich, der deutlich an der
Außenoberfläche des
runderneuerten Reifens begrenzt ist, was bei diesem Reifen für ein sehr ästhetisches
Aussehen sorgt.
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Es wird nun ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung beschrieben, das nicht einschränkend vorgelegt wird, indem
man sich auf die beigefügte
Zeichnung bezieht, in der:
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1 ein
Halb-Querschnitt einer vorvulkanisierten, ringförmigen Lauffläche nach
der Erfindung ist;
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2 ein
Querschnitt in größerem Maßstab einer
ersten Ausführungsform
des Randes des Flügels
der Lauffläche
der 1 ist, nach ihrer
Aufbringung auf die Karkasse;
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3 eine
Ansicht ähnlich 2 einer zweiten Ausführungsform
des Randes des Flügels
der Lauffläche
der 1 ist;
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4 eine
flache Lauffläche
mit Lappen darstellt, die aus zwei Materialien gebildet ist; und
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5(a) und 5(b) vergrößerte Schnitte
der ersten und der zweiten Ausführungsform
der Wülste der
Flügel
der Lauffläche
sind.
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Man sieht in 1 einen Halb-Querschnitt der vorvulkanisierten,
ringförmigen
Lauffläche 1,
die einen mittleren, dicken Teil aufweist, der 13 eines vulkanisierbaren
Verbindungsgummis 6. Diese Sohle 11 schließt seitlich
an der Kante A ab, wo, nach Aufbringen auf der Karkasse, das Profil
des Flügels 3 sich vom
Profil der Karkasse 5 entfernt. Die Sohle 11 ist, auf
Höhe des
Scheitels 2, dazu bestimmt, gegen den Scheitel der Karkasse
des Reifens angelegt zu werden, und, auf Höhe des Flügels, gegen die Schulter sowie
gegebenenfalls gegen die Oberseite der Flanken der Karkasse angelegt
zu werden. Die Lauffläche 1 weist
auch eine Außenoberfläche 12 auf,
die dazu bestimmt ist, nach deren Auflage auf einer Reifenkarkasse
die Außenoberfläche des
Reifens zu bilden. Ein solcher Schnitt der Lauffläche entspricht
auch einer flachen, quergebogenen Lauffläche. Die Erfindung richtet
sich auch auf flache Laufflächen,
deren Sohle ein völlig
ebenes Querprofil hat (siehe 4 und 5) .
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Die vorliegende Erfindung betrifft
das Profil des Wulstes 4 des Flügels 3, das detaillierter
unter Bezugnahme auf 2, 3 und 5 beschrieben wird.
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Man findet in dieser 2 den Wulst 4 des Flügels 3 der
Lauffläche 1 nach
ihrem Aufbringen auf die Karkasse 5 wieder; eine Schicht 6 aus
Verbindungsgummi wurde zwischen der Karkasse und der Lauffläche 1 angeordnet,
um ihre Haftung nach der Vulkanisierung dieses Verbindungsgummis
6, zum Beispiel in einem Autoklauen, sicherzustellen.
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Bevorzugt legt man bei dieser Vulkanisierung
und nach dem Zusammenbau der Lauffläche 1 auf der Karkasse 5 rund
um diesen Aufbau eine weiche Membran 7 herum, die das Außenprofil
des Aufbaus umhüllt,
dann setzt man die so vorbereitete Baugruppe in einen Autoklauen,
dessen Innendruck bei 5 oder 6 Bar (500 oder 600 kPa) und die Temperatur
während
einer Dauer in der Größenordnung
von zwei Stunden bei etwa 115°C
gehalten wird. Die Membran 7 ist dicht derart befestigt,
daß man
zwischen der Membran und dem Reifen einen relativen Unterdruck anlegen
kann, der diese zwingt, sich vollkommen an das Außenprofil
des Aufbaus anzuschmiegen und während
der gesamten Dauer der Vulkanisierung einen kräftigen Druck sicherzustellen, der
das Andrücken
der Lauffläche 1 auf
der Karkasse 5 besonders in der kritischen Ansatz- bzw.
Verbindungszone bewirkt.
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Gemäß der Erfindung sieht man in
den 1, 2 und 5(a),
daß das
Profil des Flügels 3 der Lauffläche 1 aufeinanderfolgend,
indem man vom Scheitel 2 ausgeht, eine Zone 8 fortschreitender
Verdünnung,
eine Um fangsrinne 9 mit der minimalen Dicke emin und
dann eine Umfangswulst 4 aufweist. Bevorzugt ist die maximale
Dicke emax des Wulstes 4 mindestens
gleich dem Doppelten der minimalen Dicke des Flügels 3 längs der
Umfangsrinne 9. Die minimale Dicke emin ist
kleiner als 3 mm und liegt in der Größenordnung von 1 bis 2 mm,
ja sogar noch weniger, wenn dies möglich ist.
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Die Umfangsrinne 9 ist so
ein Mittel der mechanischen Entkoppelung, das aufgrund der Dicke des
Wulstes 4 sehr effektiv ist und es wirksam gestattet, die
Zugspannungen zu begrenzen, die Risse erzeugen, welche bei der Fahrt
in der Zone der Verbindung zwischen dem Flügel 3 und der Karkasse 5 auftreten.
Bevorzugt ist dieses Entkoppelungsmittel eine einzige Umfangsrinne 9 mit
sehr ausgerundetem Profil. Der Radius dieser Rinne kann so vorteilhafterweise
größer sein
als das 5-fache der Mindestdicke des Flügels.
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In der Ausführungsform der 2 und 5(a) hat
der Wulst 4 einen Querschnitt, dessen seitliches Ende 13 eine
konvexe, abgerundete Form hat. Der Punkt B entspricht dem Punkt
des Querprofils des seitlichen Endes 13 des Wulstes 4,
dessen Tangente TB senkrecht zur Tangente
TA des seitlichen Endes A des Profils der
Sohle 11 steht. Der Abstand d, der B von dieser Tangente
TA trennt, muß größer oder gleich der Mindestdicke
des Flügels
sein, die sich auf Höhe
der Längsrinne 9 befindet.
Dieser erfindungsgemäße Wulst
hat demnach in der Zone der Verbindung zwischen der Karkasse und
der Lauffläche
eine wesentliche Dicke.
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Dort hat das Profil des seitlichen
Endes im wesentlichen die Form eines Halbkreises. Und der Radius
r dieses Halbkreises ist beträchtlich
größer als
die Mindestdicke emin der Rinne 9.
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Das seitliche Ende 13 des
Wulstes 4, das Außenprofil
der Karkasse 5 und die Sohle der Membran 7 definieren
einen Hohlraum 14, der während der Vulkanisierung durch
Verbindungsgummi 6 gefüllt
wird, der durch die Wärme
verflüssigt
wurde. Aufgrund des Drucks, der durch die Membran 7 auf
den Wulst 4 aufgebracht wird, kann der Verbindungsgummi 6 nicht
zwischen die Membran 7 und den Wulst 4 eindringen,
und demzufolge wird die Zone des Flusses von Verbindungsgummi 6 gut
kontrolliert und gibt Anlaß zu
einer Verbindungszone, die nach dem Abheben der Membran 7 sehr ästhetisch
ist.
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Die 3 und 5(b) stellen eine zweite
Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Flügels 20 dar.
In diesem Fall weist der Flügel,
wie schon vorher, eine Rinne 9 zur mechanischen Entkoppelung
auf, die gefolgt ist von einem Wulst 21. Das seitliche
Ende 22 des Wulstes 21 ist in A mit der Sohle 11 und
in B mit der Außenoberfläche 12 der
Lauffläche
verbunden. Dieses seitliche Ende 22 hat ein im wesentlichen
geradliniges Querprofil zwischen den Punkten A und B, das in A mit
dem Querprofil des seitlichen Endes der Sohle 11 des Wulstes 21 einen
Winkel a bildet, dessen Größe zwischen
90 und 140 Grad und bevorzugt zwischen 110 und 130 Grad liegt. In
diesem Bereich bevorzugter Werte begünstigt dieser Winkel a einen
reproduzierbaren Auflagedruck, der durch die Membran 7 auf
die Zone der Verbindung zwischen der Karkasse und der Lauffläche rund
um A während
der gesamten Dauer des Aufenthalts im Autoklauen für den Zusammenbau
von Karkasse und Lauffläche übertragen
wird. Das Querprofil der Außenoberfläche 12 der
Lauffläche
auf Höhe
des Wulstes 21 ist in diesem Beispiel im wesentlichen geradlinig
und bildet in B mit dem seitlichen Ende 22 des Wulstes
einen Winkel ß mit
einer Größe gleich
oder kleiner 90 Grad. Dieses Querprofil der Außenoberfläche auf Höhe des Wulstes ist hier im
wesentlichen parallel zur Sohle 11. Demzufolge gibt es
einen starken Auflagedruck der Membran 7 auf die Außenoberfläche 12 auf
Höhe des
Wulstes 21 bis zur Kante B und so eine besonders genaue
Definition der Zone der Verbindung zwischen dem Verbindungsgummi 6 nach
seinem Fließen
während
der Vulkanisierung und dem Wulst 21. Dieses Geradensegment 22 bildet so
eine Art von hinterschnittenem Steilufer, wo der Verbindungsgummi 6 frei
fließen
kann, ohne darüber hinaus
einzudringen. Hiervon ergibt sich, wie schon vorher, ein sehr begrüßenswertes, ästhetisches
Aussehen der Zone der Verbindung zwischen dem Flügel 20 der Lauffläche und
der Karkasse 5.
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Nach der Erfindung ist der Abstand
d, der B von der Tangente TA des Profils des seitlichen Endes der
Sohle 11 in A trennt, deutlich größer als die Mindestdicke emin, und die maximale Dicke emax des Wulstes 21 ist
größer als
das Doppelte dieser Mindestdicke emin.
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Zwei Geometrien von weniger fragilen
Flügeln 3, 20 ziehen
auch nach sich, daß die
Laufflächen
der Erfindung während
allen Vorgängen
der Herstellung und des Zusammenbaus viel leichter zu handhaben
sind als die Laufflächen
mit filigranen Flügeln.
Außerdem
sind die Vorbereitungen der Sohle und des seitlichen Endes der Wülste 4, 21 für eine gute
Verklebung mit dem Verbindungsgummi ebenfalls erleichtert. Diese
Vorbereitungen können
zum Beispiel durch Bürsten
oder Schleifen durchgeführt werden.
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Die 4 bietet
eine flache Lauffläche 10 mit Lappen
gemäß der Erfin dung
dar, die mit zwei unterschiedlichen Elastomermaterialien ausgeführt ist. Man
findet die Entkoppelungsrinne 9 und den Wulst 31 mit
Geometrien wieder, die denen der 3 nahekommen.
Der Scheitel 2 ist wie vorher mit einem Elastomermaterial
ausgeführt,
das üblicherweise Laufflächen bildet.
Dagegen sind die Flügel 30 aus einem
Elastomermaterial mit einer Zusammensetzung und Härte hergestellt,
die ähnlich
denen der äußeren Flanken
der Reifen sind. Die Trennfläche 32 zwischen
den beiden Materialien sitzt im wesentlichen auf Höhe der Verbindungszone
zwischen den Flügeln
und dem Scheitel. Demzufolge ist die mechanische Steifigkeit der
Flügel 30 verringert,
ebenso wie die Spannungen, die von der kritischen Verbindungszone
zwischen dem seitlichen Ende der Flügel und der Karkasse erfahren
werden, und die Beständigkeit gegenüber Rissebildung
ist noch verbessert. Diese Lösung
kann, worauf ausdrücklich
hingewiesen wird, bei allen Typen vorvulkanisierter Laufflächen angewandt
werden.
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Die Anmelderin hat Versuche mit Reifen
mit der Abmessung 275/70 R 22,5 und 315/70 R 22,5 (Lastwagen) durchgeführt, die
mit vorvulkanisierten Laufflächen
runderneuert wurden, die jeweils filigrane Flügel einer bekannten Art sowie
Flügel
aufwiesen, die einen Wulst nach der Erfindung aufwiesen. Diese Versuche
haben eine sehr merkliche Verbesserung der Beständigkeit gegenüber Rissebildung
in der kritischen Verbindungszone zwischen der Lauffläche und
der Karkasse und somit eine wesentliche Verbesserung im Ermüdungsverhalten
für den
runderneuerten Reifen aufgezeigt.
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Das schon vorher beschriebene Runderneuerungsverfahren
weist die Verwendung einer weichen Membran während der Phase der Vulkanisie rung
auf. Man kann auch keine dichte Membran verwenden. Man spricht dann
von Vulkanisierung "ohne Membran". Dieses Verfahren
ist schwieriger als das vorhergehende und erfordert es, besondere
Vorkehrungen während
des Zusammenbaus der Lauffläche und
der Karkasse zu ergreifen, um die Abdichtung in der kritischen Verbindungszone
zu garantieren, hat aber den Vorteil, weniger kostspielig zu sein.
Die neue Geometrie der erfindungsgemäßen Laufflächen ergibt auch hervonagende
Ergebnisse mit diesem Verfahren ohne Membran, auch wenn das Ausmaß des Fließens des
Verbindungsgummi weniger gut beherrscht wird.
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Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, daß die erfindungsgemäßen Laufflächen auch
verwendet werden können,
um neue Reifen aus neuen, vulkanisierten Karkassen herzustellen.