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Die vorliegende Erfindung betrifft
einen Reifen für
Fahrzeugräder,
der Folgendes umfasst: Einen Karkassenaufbau, der wenigstens eine
Karkassenlage mit fadenförmigen
Elementen, von denen sich jedes mit einer im Wesentlichen „U"-Form um das Querschnittsprofil
des Reifens erstreckt, und ein Paar von am Umfang nicht dehnbaren
ringförmigen Aufbauten,
von denen jeder nah an einem entsprechenden inneren Umfangsrand
der Karkasse angreift, aufweist; wahlweise einen Gurtaufbau, der
auf den Karkassenaufbau an einer am Umfang äußeren Position von ihm aufgebracht
ist; ein Laufflächenband,
das auf dem Gurtaufbau an einer am Umfang äußeren Position von ihm aufgebracht
ist; wenigstens ein Paar Seitenwände,
die an dem Karkassenaufbau an seitlich gegenüberliegenden Positionen angebracht
sind, wobei die wenigstens eine Karkassenlage aufweist: Eine Vielzahl
von streifenförmigen Längenstücken, von
denen jedes wenigstens zwei der fadenförmigen Elemente aufweist, die
längs und parallel
zueinander angeordnet und wenigstens teilweise mit wenigstens einer
Schicht aus Rohelastomermaterial überzogen sind, wobei sich jedes
der streifenförmigen
Längenstücke mit
einer im Wesentlichen U-Form um das Querschnittsprofil des Reifens erstreckt
und zwei Seitenabschnitte, die sich im Wesentlichen in Ebenen senkrecht
zu einer geometrischen Drehachse des Reifens an in Axialrichtung
zueinander beabstandeten Punkten erstrecken, sowie einen Kronenabschnitt
bildet, der sich in einer radial äußeren Position zwischen den
Seitenabschnitten erstreckt, und wobei die Kronenabschnitte in einer Beziehung
Seite an Seite längs
der Umfangserstreckung des Reifens angeordnet sind, während die
Seitenabschnitte von jedem streifenförmigen Längenstück teilweise mit einem Seitenabschnitt
wenigstens eines benachbarten streifenförmigen Längenstücks abgedeckt sind.
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Die Herstellung von Reifen für Fahrzeugräder umfasst
die Bildung eines Karkassenaufbaus, der im Wesentlichen aus einer
oder mehreren Karkassenlagen besteht, die einen im Wesentlichen
toroidförmigen
Aufbau haben und deren axial gegenüberliegende Seitenränder an
entsprechenden, am Umfang nicht dehnbaren ringförmigen Verstärkungselementen,
die „Wulstkerne" genannt werden,
angreifen.
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Ein Gurtaufbau, der einen oder mehrere Gurtstreifen
in Form eines geschlossenen Rings aufweist, die im Wesentlichen
aus Textil- oder Metallkorden bestehen, die in geeigneter Weise
zueinander und zu den Korden, die zu den benachbarten Karkassenlagen
gehö ren,
ausgerichtet sind, ist an einer am Umfang äußeren Position an dem Karkassenaufbau angebracht.
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Ein Laufflächenband, das gegenwärtig aus einem
Streifen aus elastomerem Material von geeigneter Dicke besteht,
wird auf den Gurtaufbau an einer am Umfang äußeren Position von ihm aufgebracht.
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Es ist hervorzuheben, dass für die Zwecke der
vorliegenden Erfindung mit dem Begriff „elastomeres Material" eine Gummimischung
in ihrer Gesamtheit gemeint ist, d. h. die Zusammensetzung, die aus
einem Basispolymer besteht, das in geeigneter Weise mit Mineralfüllstoffen
und/oder Zusätzen
beliebiger anderer Art verbunden ist.
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Schließlich werden an den gegenüberliegenden
Seiten des herzustellenden Reifens ein Paar Seitenwände angebracht,
von denen jede einen Seitenabschnitt des Reifens abdeckt, der zwischen
einem so genannten Schulterbereich, der nah an dem entsprechenden
Seitenrand des Lauftlächenbands
angeordnet ist, und einem so genannten Wulst, der an dem entsprechenden
Wulstkern angeordnet ist, eingeschlossen ist.
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Gemäß herkömmlichen Herstellungsverfahren
werden die oben aufgelisteten Reifenbauteile zunächst getrennt voneinander hergestellt,
um anschließend
während
eines Reifenherstellungsschritts zusammengesetzt zu werden.
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Zum Beispiel ist für die Herstellung
der Karkassenlage oder -lagen, die mit den Wulstkernen verbunden
werden sollen, um den Karkassenaufbau zu bilden, zunächst die
Herstellung eines gummierten Gewebes, das in Längsrichtung angeordnete durchgehende
textile oder metallische Korde aufweist, durch ein Strangpress-
oder Kalanderverfahren erforderlich. Dieses gummierte Gewebe wird
einem Schneidvorgang in Querrichtung unterzogen, um Längenstücke von
vorherbestimmten Größen herzustellen,
die nachfolgend miteinander verbunden werden, so dass sie ein durchgehendes
bandförmiges Halbfertigprodukt
ergeben, das in Querrichtung angeordnete parallele Korde aufweist.
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In jüngster Zeit sind Herstellungsverfahren vorgeschlagen
worden, bei denen, anstatt auf die Herstellung von Halbfertigprodukten
zurückzugreifen,
der Karkassenaufbau direkt während
des Reifenherstellungsschritts hergestellt wird.
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Z. B. offenbart das US-Patent 5,453,140,
das hier als Beispiel des nächsten
Stands der Technik genannt wird, ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur Bildung einer Karkassenlage, beginnend mit einem einzelnen Kord,
der zuvor um eine Spule gewickelt wurde.
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Gemäß dem Verfahren und der Vorrichtung, die
in dem oben genannten Patent beschrieben werden, wird der Kord,
der von kraftbetriebenen Führungsrollen
von der Spule gezogen und von einem pneumatischen Spannungssystem
straff gehalten wird, bei jedem Betriebszyklus der Vorrichtung auf die
richtige Größe zugeschnitten,
um ein Längenstück von vorherbestimmter
Erstreckung zu erhalten.
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Das Kordlängenstück wird von einem Aufnehmerelement
aufgenommen, das an einem Gurt befestigt ist, der über kraftgetriebene
Rollen gewunden ist, um sich quer an der Außenfläche eines toroidförmigen Trägers zu
erstrecken.
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Die Enden der Längenstücke werden dann durch gurtartige
Biegeelemente in Eingriff gebracht, die an den gegenüberliegenden
Seiten des toroidförmigen
Trägers
wirken, um das Kordlängenstück durch
Gleitelemente, die wie Finger entlang den Seitenabschnitten des
Kordlängenstücks wirken,
radial auf den toroidförmigen
Träger
aufzubringen.
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Die Wiederholung des oben beschriebenen Betriebszyklus
führt zur
Ablage mehrerer Kordlängenstücke, die
am Umfang in einer Beziehung Seite an Seite angeordnet sind, bis
die gesamte Umfangserstreckung des toroidförmigen Trägers abgedeckt ist.
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Es ist notwendig, dass der toroidförmige Träger zuvor
mit einer Schicht Rohkautschuk überzogen wird,
die eine Doppelfunktion hat, d. h. sie haftet an den darauf befestigten
Korden, um sie in zweckmäßiger Weise
an ihrer festen Position zu halten, und sie bildet eine luftundurchlässige Innenbeschichtung
in dem fertigen Reifen.
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Reifen, die mit diesem Herstellungsverfahren
hergestellt wurden, haben einen Karkassenaufbau, bei dem die Karkassenlage
oder -lagen aus einzelnen Korden bestehen, von denen jeder zwei
Seitenabschnitte aufweist, die axial voneinander beabstandet und
radial zu der Drehachse des Reifens ausgerichtet sind, sowie einen
Kronenabschnitt, der sich an einer radial äußeren Position zwischen den Seitenabschnitten
erstreckt.
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Im Bereich der Karkassenaufbauherstellung ist
es auch bekannt, dass in der Nähe
jedes der Reifenwulste die gegenüberliegenden
Enden der einzelnen Korde, die eine Karkassenlage bilden, in abwechselnder
Reihenfolge an axial gegenüberliegenden
Positionen bezüglich
eines ringförmigen
Verankerungselements, das den Wulstkern bildet, angeordnet sind,
wie aus dem Patent
EP 0 664 231 hervorgeht.
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Ein weiteres Beispiel für ein Verfahren
zur Reifenherstellung ist in dem Dokument
US 4,248,287 offenbart. Gemäß diesem
Dokument wird der Reifen erzielt, indem zunächst ein Karkassenaufbau hergestellt
wird, der gebildet wird, indem eine Vielzahl streifenförmiger Abschnitte
auf einen toroidförmigen
Träger
aufgebracht wird. Danach wird eine weitere Karkassenlage erzielt,
indem ein durchgehendes streifenförmiges Band auf die Schicht
aufgebracht wird, die von den streifenförmigen Abschnitten gebildet wird.
Danach werden ringförmige
Verstärkungsaufbauten
nah an den pneumatischen Wulsten aufgebracht. Dann werden die Ränder des
Karkassenaufbaus um die Wulste überlappt.
Der Karkassenaufbau wird vulkanisiert und ein Laufflächenband
wird auf die Außenfläche des
Karkassenaufbaus aufgebracht. Schließlich wird der Luftreifen einem
weiteren Vulkanisierungsschritt unterzogen.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung
wurden beachtliche Vorteile im Bereich der Reifenherstellung erzielt,
wenn die Karkassenlage oder -lagen hergestellt werden, indem streifenförmige Längenstücke an Stelle
von einzelnen Korden abgelegt werden, wobei jedes dieser Längenstücke im Wesentlichen
eine Schicht Rohelastomermaterial umfasst, die ein oder mehrere
in Längsrichtung
angeordnete parallele fadenförmige
Elemente einschließt.
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Im Einzelnen betrifft die Erfindung
einen Reifen für
Fahrzeugräder,
der sich dadurch auszeichnet, dass jeder der nicht dehnbaren ringförmigen Aufbauten
eine erste am Umfang nicht dehnbare ringförmige Einlage aufweist, die
im Wesentlichen die Form eines Kreisrings hat und die koaxial zu
dem Reifen und angrenzend an einen inneren Umfangsrand der ersten Karkassenlage
angeordnet ist, wobei die erste ringförmige Einlage mit wenigstens
einem langgestreckten Element ausgebildet ist, das sich in konzentrischen
Windungen erstreckt.
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Noch genauer gesagt, konvergieren
die Seitenabschnitte der streifenförmigen Längenstücke gegenseitig zu der geometrischen
Drehachse des Reifens.
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Vorteilhafterweise nimmt die gegenseitige Abdeckung
der Seitenabschnitte der Ablagelängenstücke ausgehend
von einem Maximalwert an radial inneren Enden der Seitenabschnitte
bis zu einem Nullwert an Übergangsbereichen
zwischen den Seitenabschnitten und Kronenabschnitten fortschreitend ab.
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Bei einer bevorzugten Lösung sind
die einzelnen streifenförmigen
Abschnitte gemäß einer
Umfangsverteilungs-Teilung angeordnet, die der Breite der streifenförmigen Längenstücke entspricht.
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Gemäß einer möglichen alternativen Ausführungsform
sind die einzelnen streifenförmigen
Längenstücke mit
einer Umfangsverteilungs-Teilung angeordnet, die einem Mehrfachen
der Breite der streifenförmigen
Längenstücke entspricht.
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Vorzugsweise hat jedes streifenförmige Längenstück eine
Breite, die einem in einer Zahl ohne Rest aufgehenden Teiler der
Umfangserstreckung des Reifens gemessen in seiner Äquatorialebene entspricht.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der
Erfindung haben die Seitenabschnitte der streifenförmigen Längenstücke Bereiche
mit erhöhter
Breite nah an den inneren Umfangsrändern des Karkassenaufbaus.
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Die fadenförmigen Elemente, die in jedem streifenförmigen Längenstück eingeschlossen
sind, werden an den Bereichen mit erhöhter Breite voneinander weg
bewegt.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform
hat jedes streifenförmige
Längenstück eine
Breite zwischen 3 mm und 20 mm und weist vorzugsweise drei bis zehn
fadenförmige
Elemente auf.
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Jedes der fadenförmigen Elemente kann vorteilhafterweise
aus einem Textilkord mit einem Durchmesser zwischen 0,6 und 1,2
mm oder einem metallischen Kord mit einem Durchmesser zwischen 0,3
mm und 2,1 mm bestehen.
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Vorzugsweise sind die fadenförmigen Elemente
in dem streifenförmigen
Längenstück in einem gegenseitigen
Abstand zwischen den Mitten von nicht weniger als dem 1,5-fachen
des Durchmessers der fadenförmigen
Elemente und mit einer Dichte von wenigstens sechs fadenförmigen Elementen/Zentimeter,
gemessen am Umfang auf dem Karkassenaufbau in der äquatorialen
Mittelebene des Reifens, angeordnet.
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Gemäß einem weiteren innovativen
Aspekt der Erfindung, der auch vorteilhafterweise unabhängig von
den oben genannten innovativen Merkmalen angewandt werden kann,
umfasst jeder nicht dehnbare ringförmige Aufbau weiterhin: eine
zweite am Umfang nicht dehnbare ringförmige Einlage, die im Wesentlichen
die Form einer Krone hat, die koaxial zu dem Reifen an einer Position
axial im Abstand von der ersten ringförmigen Einlage angeordnet ist,
wobei die zweite ringförmige
Einlage mit wenigstens einem langgestreckten Element gebildet ist,
das sich in konzentrischen Windungen erstreckt; sowie einen Füllkörper aus
elastomerem Material, der zwischen dem ersten und dem zweiten ringförmigen Verankerungselement
angeordnet und mit den Letzteren innig verbunden ist.
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Vorzugsweise und vorteilhafterweise
weist der Karkassenaufbau weiterhin wenigstens eine zweite Karkassenlage
auf, die außen
auf die erste Karkassenlage aufgebracht ist.
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Diese zweite Karkassenlage hat vorzugsweise
fadenförmige
Elemente, die mit einer gekreuzten Ausrichtung bezüglich der
fadenförmigen
Elemente der ersten Karkassenlage angeordnet sind.
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Die zweite Karkassenlage kann vorteilhafterweise
genauso hergestellt sein wie die erste Karkassenlage und kann entsprechende
streifenförmige Längenstücke haben,
die mit einer gekreuzten Ausrichtung bezüglich der streifenförmigen Längenstücke der
ersten Karkassenlage angeordnet sind.
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Die streifenförmigen Längenstücke oder auf jeden Fall die
fadenförmigen
Elemente jeder der Karkassenlagen haben zweckmäßigerweise eine Ausrichtung,
die mit einem Winkel zwischen 0° und
25° bezüglich einer
zur geometrischen Drehachse des Reifens radialen Ebene geneigt ist.
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Vorteilhafterweise kann die erste
ringförmige Einlage
auf eine Außenfläche der
ersten Karkassenlage in einer Kontaktbeziehung mit ihr aufgebracht werden.
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Die zweite am Umfang nicht dehnbare
ringförmige
Einlage kann dagegen auf eine Innenfläche der zweiten Karkassenlage
in einer Kontaktbeziehung mit ihr aufgebracht werden.
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Alternativ kann die zweite am Umfang
nicht dehnbare ringförmige
Einlage auf eine Außenfläche der
zweiten Karkassenlage in einer Kontaktbeziehung mit ihr aufgebracht
werden, wobei die zweite Karkassenlage innere Umfangsabschnitte
hat, von denen jeder zwischen dem Füllkörper und der zweiten nicht
dehnbaren ringförmigen
Einlage angeordnet ist, die zu dem jeweiligen ringförmigen verstärkenden
Aufbau gehört.
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Es ist auch vorzugsweise vorgesehen,
dass die zweite am Umfang nicht dehnbare ringförmige Einlage eine radiale
Erstreckung hat, die größer als die
radiale Erstreckung der ersten am Umfang nicht dehnbaren ringförmigen Einlage
ist.
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Der Füllkörper aus elastomerem Material
hat zweckmäßigerweise
eine Shore-A-Härte
zwischen 70° und
92°.
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Der Karkassenaufbau kann auch wenigstens eine
Auskleidung aus einem luftdichten elastomeren Material aufweisen,
die die Karkassenlage innerhalb des Reifens überzieht.
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Die Auskleidung besteht im Wesentlichen aus
wenigstens einem bandförmigen
Streifen aus einem luftdichten elastomeren Material, der sich in
nebeneinander befindlichen Windungen längs des Querschnittsprofils
des Reifens erstreckt.
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Weitere Merkmale und Vorteile sind
am besten aus der detaillierten Beschreibung einer bevorzugten,
aber nicht einzigen Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Reifens
für Fahrzeugräder ersichtlich.
Diese Beschreibung folgt unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen,
die als nicht einschränkende
Beispiele dienen, und in denen:
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1 eine
fragmentarische Ansicht mit geteilter Perspektive eines erfindungsgemäßen Reifens ist;
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2 bis 5 schematisch eine Vorrichtung
zur Herstellung der Karkassenlage zeigen, jeweils gemäß verschiedenen
Arbeitsschritten, gesehen in einer Richtung senkrecht zu einer diametralen
Schnittebene eines toroidförmigen
Trägers,
der den Reifen während
des Herstellungsschritts trägt;
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6 ein
Schema ist, das die Herstellung eines durchgehenden streifenförmigen Elements
zeigt, das zur Bildung der Karkassenlage oder -lagen vorgesehen
ist;
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7 eine
Ausführungsform
des streifenförmigen
Elements im Querschnitt zeigt;
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8 eine
fragmentarische perspektivische Ansicht ist, die schematisch die
Ablagereihenfolge der streifenförmigen
Längenstücke zum
Zweck der Bildung einer ersten Karkassenlage des Reifens gemäß der Erfindung
zeigt;
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9 eine
fragmentarische Diametralschnitts-Ansicht eines nicht dehnbaren
ringförmigen
Aufbaus ist, der an dem Reifenwulst eingesetzt werden soll, während eines
Ausformschritts zur Herstellung des Reifens;
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10 eine
fragmentarische perspektivische Ansicht eines nicht dehnbaren ringförmigen Aufbaus
ist, der seitlich zwischen einer ersten und einer zweiten Karkassenlage
eingesetzt ist;
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11 ein
Schema ist, das den Karkassenaufbau eines Reifens gemäß der Erfindung
zeigt, seitlich und transparent gesehen, um die Anordnung der Abschnitte
zueinander in übereinanderliegender Beziehung
der einzelnen streifenförmigen
Längenstücke hervorzuheben,
die zu zwei verschiedenen Karkassenlagen gehören;
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12 ein
Halbquerschnitt ist, der einen herkömmlichen Reifen zeigt, der
an einer entsprechenden Montagefelge befestigt ist und in einem
Zustand des Rutschlaufs und der Teilentleerung ist;
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13 ein
Halbquerschnitt ist, der einen erfindungsgemäßen Reifen zeigt, der an einer
entsprechenden Montagefelge befestigt ist und in einem Zustand des
Rutschlaufs und der Teilentleerung ist.
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In den Zeichnungen ist ein erfindungsgemäßer Reifen
für Fahrzeugräder insgesamt
mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet.
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Der Reifen 1 umfasst im
Wesentlichen einen Karkassenaufbau 2, der wenigstens eine
erste Karkassenlage 3 aufweist, die im Wesentlichen toroidförmig ist
und an ihren gegenüberliegenden
Umfangsrändern
mit einem Paar nicht dehnbarer ringförmiger Aufbauten 4 eingreift,
von denen jeder nach Fertigstellung des Reifens in dem Bereich angeordnet
ist, der üblicherweise
als „Reifenwulst" bezeichnet wird.
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Auf dem Karkassenaufbau 2 ist
an einer am Umfang äußeren Position
von diesem ein Gurtaufbau 5 angebracht, der einen oder
mehrere Gurtstreifen 6a, 6b und 7 aufweist.
Ein Laufflächenband 8 ist
am Umfang über
den Gurtaufbau 5 gelegt, und Schnitte 8a in Längs- und Querrichtung
sind in dem Laufflächenband 8 ausgebildet,
nachfolgend auf einen Formvorgang, der gleichzeitig mit der Reifenvulkanisierung
durchgeführt
wird, und sind so angeordnet, dass sie ein gewünschtes „Laufflächenmuster" ergeben.
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Der Reifen weist auch ein Paar so
genannte „Seitenwände" 9 auf,
die seitlich an gegenüberliegenden
Seiten des Karkassenaufbaus 2 angebracht sind.
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Der Karkassenaufbau 2 kann
fakultativ an seinen Innenwänden
mit einer Auskleidung 10 überzogen sein, d. h. die im
Wesentlichen aus einer Schicht von luftdichtem elastomerem Material
besteht, das geeignet ist, eine hermetische Abdichtung des aufgepumpten
Reifens sicherzustellen.
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Der Zusammenbau der oben genannten Bauteile
sowie die Herstellung von einem oder mehreren der Bauteile erfolgt
mit Hilfe eines toroidförmigen
Trägers 11,
der schematisch in 2 bis 5 gezeigt ist und dieselbe
Form hat wie die Innenwände des
herzustellenden Reifens.
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Bei einer bevorzugten Lösung hat
der toroidförmige
Träger 11 verringerte
Abmessungen bezüglich
denen des fertigen Reifens, entsprechend einem linearen Betrag,
der vorzugsweise zwischen 2% und 5% liegt, gemessen, nur als Hinweis,
längs der
Umfangserstreckung des Trägers
an dessen Äquatorialebene
X-X, die mit der Äquatorialebene
des Reifens übereinstimmt.
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Der toroidförmige Träger 11, der nicht
im Einzelnen beschrieben oder dargestellt ist, da er für die Zwecke
der Erfindung nicht von besonderer Bedeutung ist, kann z. B. aus
einer zusammenlegbaren Trommel oder einen aufblasbaren Blase mit
geeigneter Verstärkung
bestehen, so dass er in aufgepumptem Zustand die gewünschte toroidale
Form annehmen und beibehalten kann.
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Unter Berücksichtigung der obigen Angaben umfasst
die Herstellung des Reifens 1 zunächst die Bildung des Karkassenaufbaus 2,
beginnend mit der fakultativen Bildung der Auskleidung 10.
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Diese Auskleidung 10 kann
vorteilhafterweise hergestellt werden, indem wenigstens ein bandförmiger Streifen 12 aus
einem luftdichten elastomeren Material, das von einer Strangpresseinrichtung und/oder
einem Kalander hergestellt wird, der nah bei dem toroidförmigen Träger angeordnet
ist, in Umfangsrichtung um den toroidförmigen Träger 11 gewunden wird.
Wie in 1 zu sehen, erfolgt
das Winden des bandförmigen
Streifens 12 im Wesentlichen in Umfangs-Wicklungen, die
aufeinander folgend in einer Beziehung Seite an Seite angeordnet
sind, so dass sie dem Querschnittsprofil der Außenfläche des toroidförmigen Trägers 11 folgen.
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Zum Zweck der Beschreibung ist mit „Querschnittsprofil" hier eine Form gemeint,
die der Halbschnitt des toroidförmigen
Trägers 11 aufweist,
geschnitten entlang einer Ebene, die radial zu dessen geometrischer
Drehachse verläuft
und in den Zeichnungen nicht gezeigt ist, und die mit der geometrischen
Drehachse des herzustellenden Reifens übereinstimmt.
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Gleichzeitig mit dem Winden des bandförmigen Streifens 12 kann
die Anbringung eines Paars von ringförmigen Hilfselementen 12a nah
an den inneren Umfangsrändern
des Karkassenaufbaus während
seines Herstellungsschritts erfolgen. Jedes dieser ringförmigen Hilfselemente 12a kann
erhalten werden, indem z. B. der bandförmige Streifen 12 in einer
Wicklung gewunden wird, die axial in einer Beziehung Seite an Seite
mit der entspechenden Wicklung angeordnet ist, die an dem inneren
Umfangsrand der Auskleidung 10 angeordnet ist, die auf
dem toroidförmigen
Träger 11 gebildet
ist oder gebildet werden soll. Alternativ können die ringförmigen Hilfselemente 12a aus
wenigstens einem bandförmigen
Hilfsstreifen hergestellt werden, der von einer entsprechenden Strangpresseinrichtung
erhalten wird, die an dem toroidförmigen Träger 11 angeordnet
ist.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung
wird die Karkassenlage 3 direkt auf dem toroidförmigen Träger 11 gebildet,
indem, wie im Folgenden näher
erläutert
wird, darauf eine Vielzahl von streifenförmigen Längenstücken 13 abgelegt werden,
die von wenigstens einem durchgehenden streifenförmigen Element 2a erhalten
werden, das vorzugsweise eine Breite zwischen 3 mm und 20 mm hat.
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Wie in 6 gezeigt,
umfasst die Herstellung des durchgehenden streifenförmigen Elements 2 im
Wesentlichen, dass zwei oder mehr fadenförmige Elemente 14,
vorzugsweise drei bis zehn fadenförmige Elemente 14,
die von entsprechenden Spulen 14a zugeführt werden, durch eine erste
Strangpresseinrichtung 15 geführt werden, die zu einer ersten
Strangpressvorrichtung 16 gehört, die die Zufuhr von Rohelastomermaterial
durch die Extrusionseinrichtung durchführt.
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Es wird hervorgehoben, dass in dieser
Beschreibung mit „Strangpresseinrichtung" der Teil der Strangpressvorrichtung
gemeint ist, der im einschlägigen
Bereich auch als „Strangpresskopf" bezeichnet wird
und der mit einem so genannten „Strangpresswerkzeug" versehen ist, das
das bearbeitete Produkt an einer Auslassöftnung durchläuft, deren
Form und Größe den geometrischen
Merkmalen und Abmessungsmerkmalen entspricht, die das Produkt erhalten
soll.
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Das elastomere Material und die fadenförmigen Elemente 14 werden
in der Strangpresseinrichtung 15 innig verbunden, wodurch
an deren Auslass das durchgehende streifenförmige Element 2a erzeugt
wird, wobei dieses Element aus wenigstens einer Schicht aus elastomerem
Material 17 gebildet wird, in dessen Dicke die fadenförmigen Elemente eingeschlossen
sind.
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Je nach den Anforderungen ist es
möglich, die
fadenförmigen
Elemente 14 in der Strangpresseinrichtung 15 so
zu führen,
dass sie nicht einteilig in die Schicht aus elastomerem Material 17 eingeschlossen
werden, sondern an einer oder beiden von deren Oberflächen erscheinen.
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Die fadenförmigen Elemente 14 können beispielsweise
jedes aus einem Textilkord bestehen, der vorzugsweise einen Durchmesser
zwischen 0,6 mm und 1,2 mm hat, oder einem metallischen Kord, der vorzugsweise
einen Durchmesser zwischen 0,3 mm und 2,1 mm hat.
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Vorteilhafterweise können die
fadenförmigen Elemente 14,
falls erforderlich, so in dem durchgehenden streifenförmigen Element 2a angeordnet sein,
dass sie der so erzielten Karkassenlage 3 unerwartete Dichte-
und Homogenitätseigenschaften
verleihen. Zu diesem Zweck können
die fadenförmigen Elemente 14 z.
B. mit einer Dichte von mehr als sechs fadenförmigen Elementen/Zentimeter
angeordnet sein, gemessen am Umfang an der Karkassenlage 3 nah
an der Äquatorialebene
X-X des Reifens 1. In jedem Fall ist vorzugsweise vorgesehen, dass
die fadenförmigen
Elemente 14 in dem streifenförmigen Element 2a entsprechend
einem gegenseitigen Abstand zwischen den Mitten von nicht weniger als
dem 1,5-fachen des Durchmessers der fadenförmigen Elemente angeordnet
sind, um einen geeigneten Gummierungsvorgang zwischen den benachbarten
Fäden zu
ermöglichen.
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Das durchgehende streifenförmige Element 2a,
das aus der Strangpresseinrichtung 15 kommt, kann vorteilhafterweise,
wahlweise zunächst
durch eine erste Akkumulator-Kompensator-Vorrichtung 18,
auf eine Ablagevorrichtung 19 geführt werden, die schematisch
in 2 bis 5 gezeigt ist.
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Die Ablagevorrichtung 19 umfasst
im Wesentlichen erste Führungselemente 20,
die z. B. aus einem Paar von gegenüberliegenden Rollen bestehen,
die für
einen Eingriff mit dem durchgehenden streifenförmigen Element 2a vorgesehen
sind, das von der Strangpresseinrichtung 15 erzeugt wird, stromabwärts von
der Akkumulator-Kompensator-Vorrichtung 18.
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Stromabwärts der ersten Führungselemente 20 kommt
das streifenförmige
Element 2a in Eingriff mit einem ersten Greifelement 21,
das in eine Richtung bewegbar ist, die quer zu der Äquatorialebene X-X
des toroidförmigen
Trägers 11 ausgerichtet
ist.
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Im Einzelnen ist das erste Greifelement 21 zwischen
einer ersten Betriebsposition, bei der es, wie in 2 gezeigt, an einem Ende des durchgehenden
streifenförmigen
Elements 2a nah an den ersten Führungselementen angreift, die
aus den gegenüberliegenden
Rollen 20 bestehen, und einer zweiten Betriebsposition,
bei der es, wie in 3 gezeigt,
von dem ersten Führungselement
weg bewegt wird, um das durchgehende streifenförmige Element 2a quer
zu der Äquatorialebene
X-X des toroidförmigen
Trägers 11 abzulegen,
bewegbar.
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Wenn das erste Greifelement 21 die
zweite Betriebsstellung erreicht hat, greift ein zweites Greifelement 22 an
dem durchgehenden streifenförmigen Element 2a nah
an den ersten Führungselementen 20 an.
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Anschließend wird ein Schneidelement 23 verwendet,
um das durchgehende streifenförmige Element 2a an
einem Abschnitt zwischen dem zweiten Greifelement 22 und
den ersten Führungselementen 20 zu
schneiden, wodurch ein streifenförmiges
Längenstück 13 einer
vorherbestimmten Erstreckung „L" entsteht.
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Nach dem Schneidvorgang durch das Schneidelement 23 wird
das erzielte streifenförmige Element 13 quer
und in zentrierter Position bezüglich der Äquatorialebene
des toroidförmigen
Trägers
abgelegt.
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Danach werden die Greifelemente 21 und 22 gleichzeitig
translativ in die Richtung der geometrischen Achse des toroidförmigen Trägers 11 bewegt, indem
das streifenförmige
Längenstück 13 nah
an den toroidförmigen
Träger
bewegt wird. In dieser Situation erfolgt die Bildung eines Kronenabschnitts 24 an
einer zentrierten Position an der Längserstreckung des streifenförmigen Längenstücks 13,
wobei sich dieser Abschnitt an einer radial äußeren Position auf dem toroidförmigen Träger 11 erstreckt.
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Wie deutlich in 4 zu sehen ist, werden, wenn die radiale
Bewegung der Greifelemente 21 und 22 andauert,
die gegenüberliegenden
Enden des streifenförmigen
Längenstücks 13 radial
in die Nähe der
geometrischen Drehachse des toroidförmigen Trägers 11 bewegt, wodurch
zwei Seitenabschnitte 25 gebildet werden, die sich im Wesentlichen
in Ebenen senkrecht zu der geometrischen Drehachse des toroidförmigen Trägers an
axial voneinander beabstandeten Positionen erstrecken.
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Durch eine mögliche nachfolgende Bewegung
der Greifelemente 21 und 22 in die Nähe des toroidförmigen Trägers 11 werden
die gegenüberliegenden
Enden des streifen förmigen
Elements dauerhaft auf den toroidförmigen Träger 11 aufgebracht,
so dass die Ablage des Längenstücks 13 vollendet
ist, wobei dieses Längenstück eine
im Wesentlichen U-Form
um das Querschnittsprofil des toroidförmigen Trägers annimmt.
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Bauteile, die für die Stützung und die geführte Bewegung
der Greifelemente 21 und 22 vorgesehen sind, sind
in den beigefügten
Zeichnungen nicht gezeigt, da sie auf eine beliebige, für den Fachmann zweckmäßige Art
hergestellt werden können
und in jedem Fall für
die Ziele der vorliegenden Erfindung nicht von Bedeutung sind.
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Falls erforderlich, können die
Seitenabschnitte 25 des streifenförmigen Längenstücks einem Anpressschritt gegen
die Seitenwände
des toroidförmigen
Trägers 11 unterzogen
werden. Zu diesem Zweck kann ein Paar nicht gezeigte Anpressrollen
oder eine gleichwertige Einrichtung für einen Betrieb an den gegenüberliegenden
Seiten des toroidförmigen
Trägers 11 vorgesehen
sein, wobei jede dieser Rollen so angeordnet ist, dass sie auf den
entsprechenden Seitenabschnitt 25 durch eine Schubwirkung
und ein gleichzeitiges radiales Gleiten zu der geometrischen Drehachse
des toroidförmigen
Trägers 11 einwirkt.
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Aufgrund des klebrigen Charakters
des Rohelastomermaterials, das die Schicht 17 bildet, die
die fadenförmigen
Elemente 14 beschichtet, wird ein gleichmäßiges Anhaften
des streifenförmigen
Längenstücks 13 an
den Oberflächen
des toroidförmigen Trägers 11 gewährleistet,
sogar bei Fehlen der Auskleidung 10 auf dem toroidförmigen Träger. Genauer gesagt
erfolgt das oben beschriebene Anhaften, sobald das streifenförmige Längenstück 13 mit
dem toroidförmigen
Träger 11 an
einem radial äußeren Bereich
seines Querschnittsprofils in Kontakt kommt.
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Zusätzlich zu oder an Stelle der
oben beschriebenen Ausnutzung des natürlichen klebrigen Charakters
des elastomeren Materials kann ein Halten von einem oder mehreren
streifenförmigen
Längenstücken 13 auf
dem toroidförmigen
Träger 11 erzielt
werden, indem ein Ansaugvorgang durchgeführt wird, der durch ein oder
mehrere an dem toroidförmigen
Träger
angeordnete geeignete Öffnungen 26 erzeugt
wird.
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Der toroidförmige Träger 11 kann in einer schrittweisen
Bewegung synchron zu dem Betrieb der Ablagevorrichtung 19 so
in einer Winkeldrehung angetrieben werden, dass bei jedem Schneidvorgang
jedes streifenförmigen
Längenstücks 13 dessen
Ablage auf dem toroidförmigen
Träger
in einer Umfangs-Seite-an-Seite-Beziehung mit dem zuvor abgelegten
streifenförmigen
Längenstück 13 erfolgt.
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Bei der schematisch in den beigefügten Zeichnungen
dargestellten Ausführungsform
entspricht, wenn die Umfangsverteilungs-Teilung der einzelnen streifenförmigen Längenstücke 13 deren Breite
entspricht, die Winkeldrehungs-Teilung des toroidförmigen Trägers 11 der
Breite dieser Längenstücke.
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Jedoch kann die Umfangsverteilungs-Teilung
der streifenförmigen
Längenstücke 13 so
vorgesehen sein, dass sie einem Mehrfachen ihrer Breite entspricht.
In diesem Fall entspricht die Winkelbewegungs-Teilung des toroidförmigen Trägers 11 der Umfangsverteilungs-Teilung.
Es ist hervorzuheben, dass im Rahmen der vorliegenden Erfindung
der Begriff „Umfang", wenn nicht anders
angegeben, sich auf einen Umfang bezieht, der in der Äquatorialebene X-X
und nah an der Außenfläche des
toroidförmigen Trägers 11 liegt.
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Aufgrund der oben beschriebenen Betriebsabfolge
der Ablagevorrichtung 19 werden bei der ersten erzielten
Karkassenlage 3 die Kronenabschnitte 24 jedes
streifenförmigen
Längenstücks 13 nacheinander
in einer Beziehung Seite an Seite entlang der Umfangsausdehnung
des toroidförmigen Trägers 11 angeordnet,
während
jeder der Seitenabschnitte 25 jedes Längenstücks 13 teilweise über dem
Seitenabschnitt 25 wenigstens eines zuvor abgelegten Längenstücks 13 liegt
und auch teilweise mit dem Seitenabschnitt 25 wenigstens
eines danach abgelegten Längenstücks 13 abgedeckt
ist. In den beigefügten
Zeichnungen sind die überlappenden Bereiche
der streifenförmigen
Längenstücke 13,
die die erste Karkassenlage 3 bilden, mit 13a bezeichnet.
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Wie deutlich aus 8 zu ersehen ist, bewegen sich die Seitenabschnitte 25 in
gegenseitig übereinanderliegender
Beziehung im Wesentlichen in der Richtung der geometrischen Drehachse
des toroidförmigen
Trägers 11 aufeinander
zu, mit einem Winkel ❏ dessen Wert von der Breite „W" der streifenförmigen Elemente 13 und
in jedem Fall von deren Umfangsverteilungs-Teilung sowie von dem
Wert eines maximalen Radius R gemessen an einem Punkt des maximalen
Abstands von der geometrischen Drehachse des toroidförmigen Trägers 11 abhängig ist.
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Aufgrund der gegenseitigen Konvergenz zwischen
den benachbarten Seitenabschnitten 25 verringert sich deren
gegenseitige Überlagerung oder
Abdeckung, d. h. die Umfangsbreite der überlappenden Bereiche 13a fortschreitend,
beginnend mit einem maximalen Wert an den radial inneren Enden der
Seitenabschnitte bis zu einem Nullwert an dem Übergangsbereich zwischen den
Seitenabschnitten 25 und den Kronenabschnitten 24.
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Es ist zu beachten, dass aufgrund
des Unterschieds zwischen dem maximalen Radius R und einem minimalen
Radius R', gemessen
an einem Punkt minimalen Abstands von der geometrischen Drehachse
des toroidförmigen
Trägers 11,
die durchschnittliche Dichte der fadenförmigen Elemente 14, d.
h. die Menge der in einem Umfangsabschnitt von gegebener Länge vorhandenen
fadenförmigen
Elemente 14, bei einer Bewegung in die Nähe der geometrischen
Drehachse fortschreitend ansteigt.
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Dieser Anstieg der Dichte ist proportional
zu dem Verhältniswert
zwischen dem maximalen Radius R und dem minimalen Radius R'.
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Es ist ebenfalls zu beachten, dass
die fadenförmigen
Elemente 14, die zu zwei sich gegenseitig überlagernden
Seitenabschnitten 25 gehören, mit zueinander gekreuzten
Ausrichtungen mit einem Winkel, der dem Winkel ❏ entspricht,
angeordnet sind, in Abhängigkeit
von der Breite der einzelnen Längenstücke 13 und
ihrer Umfangsverteilungs-Teilung sowie von dem Wert des maximalen
Radius R.
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Wenn es, je nach den Anforderungen,
gewünscht
ist, den Kreuzungswinkel der fadenförmigen Elemente 14 zu
verändern,
kann ein Anpressschritt vorgesehen sein, der an dem durchgehenden
streifenförmigen
Element 2a in den Bereichen seiner Längserstreckung, die den Enden
der streifenförmigen
Elemente 13 entsprechen, die durch die Schneidvorgänge erzielt
werden sollen, vollzogen wird. Auf diese Weise werden Bereiche von
größerer Breite,
die an den inneren Umfangsrändern
der gebildeten Karkassenlage 3 angeordnet sind, an der
Erstreckung jedes streifenförmigen
Elements 13 gebildet.
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Dieser Anpressvorgang kann durch
die Führungsrollen 20 oder
durch eine Hilfs-Anpressrolle (nicht
gezeigt) durchgeführt
werden, die in geeigneter Weise dafür vorgesehen sind, das durchgehende streifenförmige Element 2a zu
pressen, um dessen Anpressen an den Längserstreckungs-Abschnitten, die
die Seitenabschnitte 25 der einzelnen Längenstücke 13 bilden sollen,
zu bewirken. Der Pressvorgang verursacht eine Verringerung der Dicke
der elastomeren Schicht 17 und eine Vergrößerung der
Breite des streifenförmigen
Elements 2a, wodurch bewirkt wird, dass sich die fadenförmigen Elemente 14 voneinander
weg bewegen.
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Indem die Ausrichtung der geometrischen Drehachse
des toroidförmigen
Trägers 11 bezüglich der
Bewegungsrichtung des ersten Greifelements 21 in geeigneter
Weise geneigt wird, kann den Kronenabschnitten 24 der Längenstücke 13 eine
gewünschte
Neigung gegeben werden, die beispielsweise zwischen 0° und 25° bezüglich einer
Radialebene, durch die die geometrische Achse läuft, liegt. Im Einzelnen kann
diese Neigung vorteilhafterweise zwischen 0° und 3° liegen, wenn der Reifen 1 mit
nur einer Karkassenlage 3 versehen ist, oder zwischen 10° und 20°, und kann
noch bevorzugter 15° entsprechen, wenn
der Karkassenaufbau wie bei der hier dargestellten Ausführungsform
aus zwei Karkassenlagen 3, 31 besteht.
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Die Herstellung einer Karkassenlage 2 umfasst
allgemein den Schritt, den nicht dehnbaren ringförmigen Aufbau 4 in
einem Bereich nah an den inneren Umfangsrändern der Karkassenlage 3,
die auf die zuvor beschriebene Weise erhalten wurde, anzubringen,
um die Karkassenbereiche zu bilden, die als „Wulste" bekannt sind und die insbesondere dafür vorgesehen
sind, die Verankerung des Reifens an einer entsprechenden Montagefelge
zu gewährleisten; gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung wird diese Karkassenlage auf die oben beschriebene
Art erhalten.
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Jeder der nicht dehnbaren ringförmigen Aufbauten 4 (10) umfasst eine erste,
am Umfang nicht dehnbare ringförmige
Einlage 27, im Wesentlichen in Form eines Kreisrings, der
mit der geometrischen Drehachse des toroidförmigen Trägers 11 konzentrisch
ist und nah an einem entsprechenden inneren Umfangsrand der ersten
Karkassenlage 3 angeordnet ist.
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Die erste ringförmige Einlage 27 ist
aus wenigstens einem langgestreckten Metallelement hergestellt,
das aufgewickelt ist, so dass es mehrere im Wesentlichen konzentrische
Windungen 27a bildet. Die Windungen 27a können durch
eine durchgehende Spirale oder durch konzentrische Ringe, die aus entsprechenden
langgestreckten Elementen geformt sind, gebildet sein.
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Mit der ersten ringförmigen Einlage 27 ist eine
zweite am Umfang nicht dehnbare ringförmige Einlage 28 kombiniert,
die sich im Wesentlichen in Form eines entsprechenden Kreisrings
erstreckt, der koaxial in einer Beziehung Seite an Seite zu der
ersten ringförmigen
Einlage 27 angeordnet ist.
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Die zweite ringförmige Einlage 28 ist
ebenfalls vorzugsweise aus wenigstens einem langgestreckten Metallelement
hergestellt, das aufgewickelt ist, so dass es mehrere im Wesentlichen
konzentrische Windungen 28a bildet, die von einer durchgehenden
Spirale oder von konzentrischen Ringen, die aus entsprechenden langgestreckten
Elementen geformt sind, gebildet sein kann.
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Vorzugsweise hat die zweite ringförmige Einlage 28 eine
Radialerstreckung, die sich aus dem Unterschied zwischen dem minimalen
inneren Radius und dem maximalen äußeren Radius der ringförmigen Einlage
ergibt, wobei diese Radialerstreckung größer ist als die Radialerstreckung
der ersten ringförmigen
Einlage 27.
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Zwischen der ersten und der zweiten
ringförmigen
Einlage 27, 28 ist wenigstens ein Füllkörper 29 aus
elastomerem Material angeordnet, das vorzugsweise eine Härte hat,
die zwischen Shore-A-Härten von
70° und
92° liegt.
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Wie aus dem Folgenden deutlicher
hervorgeht, wirken die oben beschriebenen ringförmigen Aufbauten 4 während des
Einsatzes des Reifens effizient der Neigung der Wulste entgegen,
unter Einwirkung von Rutschdrücken,
die parallel zu der Drehachse des Reifens 1 gerichtet sind,
um ihre Auflagepunkte an der Felge zu rotieren. Diese Rotationsneigung
tritt besonders deutlich zutage, wenn der Reifen in einem Zustand
teilweiser oder vollständiger
Entleerung eingesetzt wird.
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Vorzugsweise umfasst die Herstellung
jedes ringförmigen
Aufbaus 4 die Bildung einer ersten nicht dehnbaren ringförmigen Einlage 27 innerhalb
eines Formhohlraums 30, der in einer Form 30a, 30b ausgebildet
ist, durch Ablegen von wenigstens einem langgestreckten Element
in konzentrischen Windungen 27a, die in einer Beziehung
Seite an Seite zueinander in Umfängen
von fortschreitend größerem Durchmesser
um ihre geometrische Windungsachse angeordnet sind, entsprechend
der Drehachse des Reifens.
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Dieser Vorgang kann vorteilhafterweise
ausgeführt
werden, indem das langgestreckte Element in einem spiralförmigen Sitz
gewunden wird, der in einer ersten Backe 30a der Form 30a, 30b angeordnet ist
und der zu diesem Zweck in Drehung um seine eigene geometrische
Achse versetzt werden kann.
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Dann wird eine zweite ringförmige Einlage 28 in
dem Formhohlraum 30 angeordnet, deren Ausbildung vorteilhafterweise
auf die gleiche Art erfolgen kann wie bezüglich der ersten ringförmigen Einlage 27 beschrieben.
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Dem Ablageschritt des langgestreckten
Elements oder der langgestreckten Elemente, die zur Bildung von
einer oder beiden ringförmigen
Einlagen 27, 28 vorgesehen ist, kann vorteilhafterweise
ein Gummierungsschritt vorausgehen, während dessen das langgestreckte
Element, das vorzugsweise aus Metall besteht, mit wenigstens einer
Schicht von Rohelastomermaterial beschichtet wird, das nicht nur eine
ausgezeichnete Gummi-Metall-Bindung an dem langgestreckten Element
gewährleistet,
sondern auch dessen Haftung für
eine zuverlässige
Anordnung in dem oben genannten spiralförmigen Sitz fördert.
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Es kann auch vorteilhafterweise vorgesehen sein,
dass die erste Backe 30a und/oder die zweite Backe 30b aus
magnetischem Material hergestellt sind oder elektromagnetisch aktiviert
werden, um das entsprechende langgestreckte Element in zweckmäßiger Weise
anzuziehen und festzuhalten, wodurch eine zuverlässige Positionierung der Windungen 27a und/oder 28a bei
deren Bildung gewährleistet
ist.
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Anschließend wird der Füllkörper 29 innerhalb
des Formhohlraums 30 gebildet. Die Bildung dieses Körpers kann
zweckmäßigerweise
durchgeführt
werden, indem wenigstens ein ringförmiges Element aus Rohelastomermaterial
von vorherbestimmtem Volumen zwischen der ersten und der zweiten ringförmigen Einlage 27, 28,
die an den entsprechenden Backen 30a, 30b ausgebildet
sind, angeordnet wird. Dieses ringförmige Element kann eine beliebige Querschnittsform
haben, vorausgesetzt, dass sein Volumen dem Innenvolumen der Formkammer 30 entspricht,
wenn die Backen 30a, 30b bei geschlossenem Zustand
der Form nah zueinander bewegt werden.
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Sobald das ringförmige Element zwischen den
Backen 30a, 30b positioniert ist, wird die Schließung des
Formhohlraums 30 durch gegenseitige Annäherung der Backen durchgeführt. In
dieser Situation ist das Volumen des Formhohlraums 30 reduziert, so
dass das ringförmige
Element aus Rohelastomermaterial zwischen die erste und die zweite
ringförmige
Einlage 27, 28 gepresst und einer Verformung unterworfen
wird, bis es den Formhohlraum vollständig ausfüllt, wodurch der Füllkörper 29 gebildet
wird, der innig mit der ersten und der zweiten ringförmigen Einlage 27, 28 verbunden
ist.
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Als alternative Lösung zu der obigen kann die
Bildung des Füllkörpers 29 ausgeführt werden,
indem z. B. der Formhohlraum 30 mit elastomerem Material
gefüllt
wird, das durch Einspritzen oder eine beliebige andere, für den Fachmann
zweckmäßige Art eingeführt wird,
nachdem die Backen 30a, 30b nah zueinander bewegt
wurden.
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Die oben beschriebene Herstellung
der nicht dehnbaren ringförmigen
Aufbauten 4 kann vorteilhafterweise nah an dem toroidförmigen Träger 11 erfolgen,
so dass diese Aufbauten direkt aus der Form 30a, 30b entfernt
und durch geeignete mechanische Handhabungseinrichtungen, die nicht
beschrieben sind, da sie für
die Aufgaben der Erfindung nicht von Bedeutung sind, seitlich auf
die erste Karkassenlage 3 aufgebracht werden können.
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Gemäß einem weiteren bevorzugten
Merkmal der Erfindung umfasst die Herstellung des Karkassenaufbaus 2 weiterhin
die Bildung wenigstens einer zweiten Karkassenlage 31.
Vorteilhafterweise kann diese zweite Karkassenlage 31 direkt
auf der ersten Karkassenlage 3 und den nicht dehnbaren ringförmigen Aufbauten 4 gebildet
werden, so dass, wie in 10 deutlich
dargestellt, die zweite ringförmige
Einlage 28 jedes ringförmigen
Aufbaus 4 in Kontakt mit einer inneren Fläche der
zweiten Karkassenlage angeordnet ist.
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Gemäß einer möglichen alternativen Lösung kann
die Herstellung jedes ringförmigen
Aufbaus 4 zunächst
die Bildung der ersten ringförmigen
Einlage 27 allein umfassen, die mit dem Füllkörper 29 verbunden
ist, um die Aufbringung der zweiten ringförmigen Einlage 28 nachfolgend
nach der Bildung der zweiten Karkassenlage 31 durchzuführen. In
diesem Fall wird jeder der inneren Umfangsabschnitte der zweiten
Karkassenlage 31 zwischen dem entsprechenden Füllkörper 29 und
der zweiten ringförmigen Einlage 28 angeordnet,
die auf die Außenflächen der zweiten
Karkassenlage in einer Kontaktbeziehung mit dieser aufgebracht wird.
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Vorzugsweise wird die zweite Karkassenlage 31 so
hergestellt, dass sie entsprechende fadenförmige Elemente 32 aufweist,
die mit einer kreuzweisen Ausrichtung bezüglich der fadenförmigen Elemente 14,
die zu der ersten Karkassenlage 3 gehören, angeordnet sind.
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Im Einzelnen erfolgt die Bildung
der zweiten Karkassenlage 31 zweckmäßigerweise genau so wie oben
unter Bezugnahme auf die Herstellung der ersten Karkassenlage 3 beschrieben,
d. h. durch sequenzielles Ablegen von entsprechenden streifenförmigen Längenstücken 33 zur
Bildung von entsprechenden Kronenabschnitten 34, die aufeinanderfolgend
in einer Beziehung Seite an Seite in Umfangsrichtung angeordnet
sind, und Seitenabschnitten 35, von denen jeder teilweise
von dem Seitenabschnitt 35 des benachbarten streifenförmigen Längenstücks 33 abgedeckt
ist. In den beigefügten
Zeichnungen sind die abdeckenden oder gegenseitig übereinanderliegenden
Bereiche der streifenförmigen
Längenstücke 33,
die die zweite Karkassenlage 31 bilden, mit 33a bezeichnet.
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Zweckmäßigerweise werden die streifenförmigen Längenstücke 33 der
zweiten Karkassenlage 31 mit kreuzweiser Ausrichtung bezüglich der
streifenförmigen
Längenstücke 13,
die die erste Karkassenlage bilden, abgelegt. Außerdem ist vorzugsweise vorgesehen,
dass die Neigung der streifenförmigen
Längenstücke 33 der
zweiten Karkassenlage 31 bezüglich der Äquatorialebene X-X im Wesentlichen den
gleichen Wert hat wie die Neigung der streifenförmigen Längenstücke 13, die zur ersten
Karkassenlage 3 gehören.
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Bei Reifen in Radialbauweise wird
gegenwärtig
ein Gurtaufbau 5 auf den Karkassenaufbau 2 aufgebracht.
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Dieser Gurtaufbau 5 kann
auf eine beliebige, für
den Fachmann zweckmäßige Art
hergestellt sein und weist bei der dargestellten Ausführungsform
im Wesentlichen einen ersten und einen zweiten Gurtstreifen 6a, 6b auf,
die Korde mit jeweils gekreuzter Ausrichtung aufweisen. Über die
Gurtstreifen ist ein Hilfs-Gurtstreifen 7 gelegt, der z.
B. durch Winden wenigstens eines durchgehenden Kords in Wicklungen,
die axial in einer Beziehung Seite an Seite auf dem ersten und dem
zweiten Gurtstreifen 5, 6 angeordnet sind, erzielt
wird.
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Dann werden das Laufflächenband 8 und
die Seitenwände 9,
die ebenfalls auf eine beliebige, für den Fachmann zweckmäßige Art
erhalten werden, auf den Gurtaufbau 5 aufgebracht.
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Ausführungsformen von einem Gurtaufbau, Seitenwänden und
einem Laufflächenband,
die vorteilhafterweise zur Herstellung des betreffenden Reifens
auf dem toroidförmigen
Träger 11 verwendet werden
können,
sind in der europäischen
Patentanmeldung 97 830 632.2 derselben Anmelderin beschrieben.
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Der hergestellte Reifen 1 kann
nach seiner Entfernung von dem Träger 11 nun einem Vulkanisierungsschritt
unterzogen werden, der auf eine beliebige bekannte und herkömmliche
Weise durchgeführt werden
kann.
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Gemäß einer möglichen alternativen Lösung kann
vorteilhafterweise vor dem Vulkanisierungsschritt zusätzlich zu
oder an Stelle der Auskleidung 10 ein Luftschlauch mit
geschlossenem Röhrenschnitt
mit dem Reifen 1 verbunden werden, wobei der Luftschlauch
in die Karkasse 2 eingesetzt wird, nachdem der Reifen von
dem toroidförmigen
Träger 11 entfernt
wurde. Dieser Luftschlauch, der nicht in den beigefügten Zeichnungen
dargestellt ist, wird aufgeblasen, nachdem der Reifen in eine Vulkanisierform
eingefügt
wurde, um einen Innendruck zu erzeugen, der geeignet ist, ein perfektes
Anhaften des Reifens an den Formwänden und insbesondere an den
Formteilen, die zur Ausbildung der Schnitte 8a in Längs- und Querrichtung
des Laufflächenmusters vorgesehen
sind, zu gewährleisten.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten
erfindungsgemäßen Ausführungsform
werden die Karkassenlagen 3, 31 und die Gurtstreifen 6a, 6b, 7 während des
Vulkanisierungsschritts einem Streckschritt unterzogen, um deren
Vorspannung zu erreichen, was zu einer Reifen expansion linearer
Größe führt, gemessen
an der Umfangserstreckung an der Äquatorialebene X-X des Reifens,
die beispielsweise zwischen 2% und 5% liegt. Dieser Streckschritt
kann durch den Aufpumpdruck des oben genannten Luftschlauchs oder
einer anderen Art aufblasbarer Blase, die in der Vulkanisiervorrichtung
verwendet wird, erzielt werden.
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Die vorliegende Erfindung bietet
wesentliche Vorteile.
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Der betreffende Reifen kann durch
Herstellung der verschiedenen Bauteile direkt auf einem toroidförmigen Träger erzielt
werden, auf dem der Reifen schrittweise ausgebildet wird, oder auf
jeden Fall sehr nah an diesem. So können alle Probleme im Zusammenhang
mit der Herstellung, Lagerung und dem Management der halbfertigen
Produkte, die bei herkömmlichen
Herstellungsverfahren häufig
auftreten, beseitigt werden.
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Es ist insbesondere zu beachten,
dass die Bildung der Karkassenlage oder -lagen durch Ablegen von
streifenförmigen
Längenstücken, von
denen jedes aus mehreren in eine Elastomerschicht eingeschlossenen
Korden gebildet ist, das Erreichen wichtiger Vorteile ermöglicht.
Zunächst
können
im Vergleich zu dem in dem oben erwähnten US-Patent 5,362,343 beschriebenen
Verfahren die Herstellungszeiten für jede Karkassenlage stark
reduziert werden, da so viele fadenförmige Elemente, wie in jedem
streifenförmigen
Längenstück 13 oder
in dem durchgehenden streifenförmigen
Element 2a, von dem die Längenstücke 13 kommen, enthalten
sind, gleichzeitig abgelegt werden. Die Verwendung der streifenförmigen Längenstücke 13 macht
es auch überflüssig, die
Auskleidung 10 vorher auf den toroidförmigen Träger aufzubringen. Die Elastomerschicht 17,
die bei der Bildung des durchgehenden streifenförmigen Elements 2a verwendet
wird, kann von selbst ein effizientes Anhaften des Elements 2a an
dem toroidförmigen
Träger 11 gewährleisten,
wodurch eine zuverlässige
Positionierung der einzelnen Längenstücke 13, 33 gewährleistet
wird.
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Die Genauigkeit der Positionierung
der streifenförmigen
Längenstücke 13, 33 und
der darin eingeschlossenen fadenförmigen Elemente wird dadurch
weiter verbessert, dass jedes streifenförmige Längenstück eine wesentliche Aufbaufestigkeit
hat, die es unempfindlich gegenüber
Vibrationen oder ähnlichen
Oszillationswirkungen macht, die durch die Ablagevorrichtung 19 übertragen
werden können.
In diesem Zusammenhang ist zu beachten, dass die Ablage der einzelnen
Korde wie in dem US-Patent 5,362,343 beschrieben gerade aufgrund
von Vibrationen und/oder Oszillationen, denen die Korde während des
Ablageschritts ausgesetzt sind, etwas problematisch sein kann.
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Weiterhin ermöglicht es die gleichzeitige
Ablage einer Vielzahl von fadenförmigen
Elementen gemäß der Erfindung,
dass die Ablagevorrichtung 19 mit geringerer Geschwindigkeit
betrieben wird, als erforderlich ist, wenn einzelne Korde abgelegt
werden, was ein weiterer Vorteil bezüglich der Arbeitsgenauigkeit
ist, ohne andererseits die Produktivität zu beeinträchtigen.
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Außerdem ermöglicht die Ablage von streifenförmigen Längenstücken direkt
als Krone auf einen toroidförmigen
Träger
mit einem Profil, das im Wesentlichen identisch mit dem des fertigen
Reifens ist, die Erzielung von Dichten, die nach dem Stand der Technik
durch bekannte Verfahren nicht erreicht werden können, bei denen die Ablage
einer Karkassenlage in Form einer zylindrischen Hülse und
deren nachfolgende Formung zu einer Toroidform mit nachfolgender
Verdünnung
der Karkassenlagenkorde, die als Krone auf dem fertigen Reifen angeordnet
werden, vorgesehen ist.
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Zusätzlich zu dem oben Genannten
kann jedes streifenförmige
Längenstück durch
eine Vakuumwirkung, die durch fakultative Saugleitungen 26 erzeugt
wird, zuverlässig
an dem toroidförmigen
Träger befestigt
werden, während
eine solche zuverlässige Befestigung
durch ein Vakuum nicht durch bekannte Verfahren erreicht werden
kann, bei denen die Ablage einzelner Korde durchgeführt wird.
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Falls erforderlich, können die
Seitenabschnitte der streifenförmigen
Längenstücke mit
einer in geeigneter Weise vergrößerten Neigung
bezüglich einer
Richtung radial zu der Achse des toroidförmigen Trägers angeordnet sein, was die
Expansion, die der Reifen während
des Streckschritts erfährt,
dem er bei der Vulkanisierung ausgesetzt ist, effizient unterstützt. Während dieses
Schritts neigen die Seitenabschnitte 25, 35 dazu,
zusammen mit den Kronenabschnitten 24, 34, die
sich zwischen den Seitenabschnitten erstrecken, eine Ausrichtung
in einer Ebene radial zu dem Reifen anzunehmen.
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Der Aufbau und das Aufbaukonzept
des betreffenden Reifens, besonders bezüglich seines Karkassenaufbaus 2,
ermöglicht
es, wesentliche Vorteile bei der Strukturstärke zu erreichen, insbesondere nah
an den Seitenwänden
und Wulsten, wo üblicherweise
eine größere Strukturstärke erforderlich
ist, sowie bezüglich
des Verhaltens, insbesondere im Zusammenhang mit den Auswirkungen
der Rutschdrücke,
die auftreten, wenn Reifen Kurven durchlaufen.
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Es ist zu beachten, dass, sogar wenn
jede Karkassenlage 3, 31 getrennt von der anderen
Karkassenlage betrachtet wird, die gegenseitige Überlagerung oder teilweise
Abde ckung der streifenförmigen
Längenstücke 13, 33 eine
erste Strukturverstärkung
an den Reifen-Seitenwandbereichen bewirkt. Diese Verstärkung wird
auch dadurch gefördert, dass,
wie oben beschrieben, in den Bereichen gegenseitiger Überlagerung
der streifenförmigen
Längenstücke 13, 33 die
fadenförmigen
Elemente 14, 32, die zu den zwei Längenstücken gehören, in
zueinander gekreuzten Ausrichtungen angeordnet sind.
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Die zueinander gekreuzte Ausrichtung
der streifenförmigen
Längenstücke 13, 33,
die die erste bzw. zweite Karkassenlage 3, 31 bilden,
stellt einen zweiten Verstärkungsfaktor
für den
Karkassenaufbau 2 dar. Dieser zweite Verstärkungsfaktor
wird teilweise von der zueinander gekreuzten Anordnung, die für die fadenförmigen Elemente 14, 32 vorgesehen
ist, die zu der ersten bzw. zweiten Karkassenlage 3, 31 gehören, und
teilweise von der zueinander gekreuzten Anordnung, die für die Abdeckungs-
oder Überlagerungsbereiche 13a, 33a der
Längenstücke 13, 33 vorgesehen
sind, die zu der ersten und der zweiten Karkassenlage gehören, dargestellt.
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Diese gekreuzte Anordnung der Überlagerungsbereiche 13a, 33a ist
deutlich in 11 dargestellt.
Aus dieser Figur ist leicht zu ersehen, dass die Bereiche gegenseitiger Überlagerung 13a, 33a,
die zu der ersten bzw. zweiten Karkassenlage 3, 31 gehören, eine
Art Netzaufbau bilden, der dem Reifen eine außerordentliche Strukturstärke verleiht.
Insbesondere werden so Eigenschaften wie Widerstand gegen unabsichtliches
Stoßen
z. B. an Bordsteinkanten oder Ähnliches
sowie Reifenwiderstand gegen Torsionsspannungen um die Drehachse
verbessert, was den Reifen dafür
geeignet macht, hohe Drehmomentwerte sowohl während der Beschleunigung als auch
während
des Bremsens auszuhalten.
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Zusätzlich zu dem oben Genannten
sind die Aufbaumerkmale der nicht dehnbaren ringförmigen Aufbauten 4 geeignet,
um die Strukturstärke
des Reifens an den Wulst- und Seitenwandbereichen weiter zu verstärken.
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Das Vorhandensein der am Umfang nicht dehnbaren
ringförmigen
Einlagen 27, 28, die innig mit den Karkassenlagen 3, 31 verbunden
sind, erzeugt eine weitere „Bindung" zwischen den zueinander
gekreuzten fadenförmigen
Elementen 14, 32, die zu der ersten und der zweiten
Karkassenlage 3, 31 gehören. So wird die Karkassenlage 2 in
den Bereichen, die den Reifenwulsten entsprechen, weiter gestärkt, ohne
dass für
diesen Zweck zusätzliche
streifenförmige
Einlagen erforderlich sind, die üblicherweise „Wulstfahnen" genannt werden und
wie ein Laufknoten um die nicht dehnbaren ringförmigen Aufbauten 4 gewunden
sind, wobei diese Wulstfahnen dagegen beim Stand der Technik verwendet
werden.
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Ein Vergleich zwischen 12 und 13 zeigt deutlich die Verbesserung, die
von den Aufbauhilfsmitteln bewirkt wird, die oben im Zusammenhang
mit dem Reifenverhalten unter dem Einfluss von axial zum Reifen
gerichteten Rutschdrücken,
die erzeugt werden, wenn der Reifen z. B. eine Kurve durchläuft, beschrieben
wurden. Zwecks größerer Klarheit
wurden gestrichelte Linien zur Markierung der Abschnitte bei den
in 12 und 13 gezeigten Reifen absichtlich
weggelassen. Es ist ebenfalls hervorzuheben, dass zur besseren Verdeutlichung
der Phänomene, die
von Rutschdrücken
ausgelöst
werden, 12 und 13 sich auf Reifen im Zustand
der Teilentleerung beziehen.
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Im Einzelnen zeigt 12 einen Reifen 101 herkömmlicher
Bauweise, montiert auf einer entsprechenden Felge 100,
die an jedem Reifenwulst einen Wulstsitz 100a hat, der
axial von einem Flansch 100b begrenzt wird, der einen äußeren Seitenrand
der Felge und einen Sicherheitsbuckel 100c bildet. Die
unterschiedlichen Bauteile des Reifens 101 sind durch numerische
Bezugszeichen markiert, die erhalten werden, indem zu dem numerischen
Wert der Bezugszeichen, die zuvor für entsprechende Bauteile des
erfindungsgemäßen Reifens 1 verwendet
wurden, 100 dazuaddiert wird.
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Bei dem Reifen 101, der
gemäß dem Stand der
Technik hergestellt wurde, neigen die Karkassenlage oder -lagen
dazu, sich unter der Einwirkung des Rutschdrucks T, der parallel
zu der Drehachse des Reifens durch Reibung des Laufflächenbands 108 am
Boden entsteht, in einer Kurve an der Reifen-Seitenwand zu biegen.
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Dieser Rutschdruck T, der entlang
der Lage oder Lagen 103 des Karkassenaufbaus 102 bis
zu den nicht dehnbaren ringförmigen
Aufbauten 104 übertragen
wird, erzeugt eine radiale Komponente Tr und eine axiale Komponente
Ts. Der radialen Komponente Tr wirkt die fehlende Umfangs-Dehnbarkeit
des ringförmigen
Aufbaus 104 entgegen, der über sein gesamtes Umfangsvolumen
auf dem entsprechenden Sitz 100a ruht, der an der Felge 100 vorgesehen ist.
Die axiale Komponente Ts, die zu der Äquatorialebene des Reifens
ausgerichtet ist, neigt dazu, den Reifenwulst von dem Flansch 100b der
Felge 100 weg zu bewegen; ihr wirkt üblicherweise der Sicherheitsbuckel 100c entgegen.
Die radialen Größen des Sicherheitsbuckels
sind jedoch sehr begrenzt, und es kann leicht passieren, dass, wenn
die axiale Komponente Ts gegebene Werte überschreitet, der Reifenwulst
von seinem entsprechenden Sitz 100a gelöst wird, was sofort eine vollständige Entleerung
und einen daraus resultierenden Verlust der Funktionalität des Reifens 100 verursacht.
Dieses Phänomen
wird außerdem
dadurch begünstigt,
dass der gemäß dem Stand
der Technik aufgebaute Reifenwulst unter der Einwirkung des Rutschdrucks
T zu einem „Schlingern" an dem Sicherheitsbuckel 100c neigt.
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Das Risiko, dass das oben beschriebene Phänomen des
Lösens
des Wulstes von seinem Sitz auftritt, ist besonders groß, wenn
der Reifen zum Fahren in einem Zustand teilweiser Entleerung gezwungen
wird und der Karkassenaufbau 102 deshalb unter Einwirkung
der Rutschdrücke
starke Verformungen erfährt.
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Bei dem in 13 gezeigten Referenzreifen verhindern
die erfindungsgemäßen ringförmigen Aufbauten 4,
die zwischen der ersten und der zweiten Karkassenlage 3, 31 angeordnet
sind, ein Rotieren der Reifenwulste um ihren Ruhepunkt gegen die
entsprechenden, an der Felge 100 vorgesehenen Sicherheitsbuckel 100c unter
der Einwirkung des Rutschdrucks T.
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Im Einzelnen ist zu beachten, dass
das Vorhandensein der am Umfang nicht dehnbaren ringförmigen Einlagen 27, 28,
die innerhalb der und in direktem Kontakt mit den entsprechenden
Karkassenlagen 3, 31 angeordnet sind und durch
die Anordnung des Füllkörpers 29 zwischen
ihnen voneinander beabstandet sind, effizient verhindert, dass der
Wulst unter der Einwirkung von Rutschdrücken sich biegt und rotiert.
Aus 13 ist zu ersehen,
dass der Rutschdruck T dazu neigt, den nicht dehnbaren ringförmigen Aufbau 4 zu
der Äquatorialebene
des Reifens 1 zu biegen. In dieser Situation neigt die
erste ringförmige
Einlage 27 dazu, radial zusammengedrückt zu werden, während die
zweite ringförmige Einlage 28 einer
Zugspannung in radialer Richtung unterworfen wird. Die fehlende
Umfangs-Dehnbarkeit der einzelnen Windungen 27a, 28a,
die die Einlagen 27, 28 bilden, sowie die innige
Bindung der Einlagen mit den entsprechenden Karkassenlagen 3, 31,
die die entsprechenden fadenförmigen
Elemente 14, 32 aufweisen, die an den Überlagerungsbereichen 13a, 33a zueinander
gekreuzt angeordnet sind, hindern jedoch die Fähigkeit des nicht dehnbaren ringförmigen Aufbaus 4 zur
Biegeverformung fast vollständig.
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Die Rutschkraft T wird zwischen der
ersten und der zweiten Karkassenlage gleich geteilt und bis zu den
entsprechenden, in dem Aufbau 4 vorgesehenen ersten und
zweiten nicht dehnbaren ringförmigen Elementen 27, 28 entlang
der Lagen übertragen.
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In dieser Situation erzeugt der Teil
der Rutschkraft T, der entlang der ersten Karkassenlage 3 bis
zu einem Bereich nah an der ersten ringförmigen Einlage 27 übertragen
wird, eine radiale Komponente Tr1, die dazu
neigt, den Wulst von dem Wulstsitz 100a weg zu bewegen,
und der die fehlende Umfangsdehnbarkeit des ringförmigen Aufbaus 4 entgegenwirkt,
sowie eine axiale Komponente Ts1, die dazu
neigt, den Wulst gegen den Umfangs flansch 100b zu drücken, wodurch
eine Aufrechterhaltung einer zuverlässigen Positionierung des Wulstes
gewährleistet
wird.
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Der Teil der Rutschkraft T, der entlang
der zweiten Karkassenlage 31 übertragen wird, erzeugt auch
eine radiale Komponente Tr2, der die fehlende Umfangs-Dehnbarkeit
der zweiten ringförmigen
Einlage 28 entgegenwirkt, und eine axiale Komponente, die
dazu neigt, den Wulst gegen den Flansch 100b zu drücken, die
aber praktisch einen Nullwert hat, wenn, wie in dem gezeigten Fall,
der innere Umfangsrand der zweiten Karkassenlage eine Ausrichtung
senkrecht zu der Achse des Reifens 1 annimmt.
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Eine richtige Positionierung des
Wulstes wird in jedem Fall durch die oben genannte axiale Komponente
TS1 gewährleistet.
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Auf diese Art kann der Reifen, der
Wulste hat, die gemäß der vorliegenden
Erfindung hergestellt wurden, bis zu Aufpumpdrücken von 0,5 bar den so genannten „J-Kurven-Test" bestehen, ohne dass
der Wulst von seinem Sitz gelöst
wird, während Reifen
nach dem Stand der Technik, die bei Drücken unter 0,8–1,0 bar
nicht in der Lage sind, Wulstverschiebungen von ihren Sitzen entgegenzuwirken,
als akzeptabel gelten.
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Es ist ebenfalls zu beachten, dass
die ringförmigen
Einlagen 27 und 28 einen weiteren Aufbauschutz
des Reifens an den Wulsten bieten.
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Eine Erhöhung der Strukturstärke an den Seitenwänden wurde
vorteilhafterweise ohne eine übermäßige Versteifung
an der Karkassenaufbaukrone erzielt, wo die Längenstücke jeder Lage am Umfang in
einer Beziehung Seite an Seite ohne gegenseitige Überlagerung
angeordnet sind. Dieser Aspekt ist besonders vorteilhaft in Bezug
auf Hochleistungs-Reifen mit abgesenktem Profil, wo die Strukturstärke der
Seitenwände
sehr kritisch ist, auch wegen der hohen Drehmomentwerte, der Reifen übertragen
können
muss.