DE69905926T2 - Gummierzeugnis mit einer Verbindungszone von zwei Kautschukmischungen - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft ein Erzeugnis aus Kautschuk, das aus mindestens zwei vulkanisierten Mischungen unterschiedlicher Zusammensetzung und Eigenschaften zusammengesetzt ist, die zwischen sich eine Verbindungszone durch Überdeckung aufweisen. Sie betrifft genauer einen Luftreifen, bei dem die verschiedenen ihn bildenden Mischungen durch Auflegen eines Rands einer der Mischungen auf eine andere Mischung miteinander verbunden sind.
• Wenn die Verbindungszonen zwischen den oben erwähnten Mischungen Beanspruchungen, wie z. B. Spannung, Druck oder Abscheren, ausgesetzt werden, bilden sie für das betreffende Erzeugnis einen besonders verletzlichen Bereich, wobei die Lebensdauer des Erzeugnisses durch die Zerstörung der Verbindungszone stark eingeschränkt wird, ob diese Zerstörung nun durch ein fehlerhaftes Kleben oder durch eine Konzentration von Beanspruchungen an der Stelle der Verbindungszone, oder auch, bei manchen Verbindungszonen, durch einen äußeren Angriff erfolgt.
• Die Erfindung hat zum Ziel, die Lebensdauer des betrachteten Erzeugnisses zu verlängern, indem sie die Verbindungszone(n) zwischen den das Erzeugnis bildenden Kautschukmischungen weniger dem Einfluß der bekannten Gründe für ihre Zerstörung aussetzt.
• Das erfindungsgemäße Erzeugnis aus vulkanisiertem Kautschuk, das aus mindestens zwei Kautschukmischungen unterschiedlicher Zusammensetzung und Eigenschaften besteht, wobei die beiden Mischungen eine Verbindungszone durch Überdeckung aufweisen, ist dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Ränder mindestens einer der beiden Mischungen ein Ende mit einem für eine Schwingbewegung repräsentativen Verlauf, oder schwingendem Verlauf, aufweist.
• Die Stärke des Rands der betroffenen Mischung ist vorzugsweise über eine Breite mindestens gleich der gewünschten Amplitude des Verlaufs konstant: Diese Stärke ist in jedem Fall im nicht vulkanisierten Zustand geringer als 2 mm, so daß das Formen und das. Vulkanisieren des fertigen Erzeugnisses die Oberflächenunregelmäßigkeiten ausgleicht, die an der Verbindungszone der beiden Mischungen erzeugt werden.
• Jeder Verlauf kann geeignet sein (stehender oder nicht stehender Schwingungsverlauf), wobei die bevorzugten Verläufe der sinusförmige Verlauf einer harmonischen Schwingung und der kreisförmige Verlauf (der einer Halbperiode entsprechende Verlauf ist ein Halbkreis) sind.
• Die bevorzugte Anwendung des (der) gezackten oder gezahnten Rands (Ränder) bezieht sich auf die Verbindungszone von zwei einen Luftreifen bildenden Kautschukmischungen, unabhängig davon, ob diese Verbindungszone auf einer Außenwand eines Luftreifens mündet oder sich vollständig im Inneren befindet. Die Anwendung ist besonders günstig für die Verbindungszone auf der Seitenwand des Luftreifens zwischen der Mischung der Lauffläche und der Mischung der Seitenwand.
• Ein schwingender Verlauf kann durch eine Amplitude und eine Wellenlänge gekennzeichnet sein. Die von Scheitel zu Scheitel gemessene Amplitude, veränderlich oder nicht, beträgt dann im Fall der Anwendung auf einen Luftreifen vorzugsweise zwischen 3 mm und 15 mm. Die Wellenlänge ihrerseits liegt vorzugsweise zwischen 0,1% und 2,0% der Umfangsabwicklung des Luftreifens, gemessen in der Äquatorialebene.
• Die Merkmale und Vorteile der Erfindung werden besser verstanden werden anhand der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnung, die in nicht einschränkender Weise Ausführungsbeispiele darstellt, und in der:
• - die Fig. 1A und 1B schematisch eine erste Variante einer Verbindungszone zwischen zwei Kautschukmischungen im Schnitt bzw. in Draufsicht zeigen,
• - die Fig. 2A und 2B im Querschnitt bzw. in Draufsicht die · Verbindungszone zwischen einer Mischung einer Lauffläche und einer Mischung einer Seitenwand bei einem PKW-Luftreifen zeigen,
• - die Fig. 3A bis 3C eine innere Verbindungszone zwischen dem oberen Rand des praktisch dreieckigen Profilteils über dem Wulstkern eines Luftreifens und der Kalandriermischung der Karkassenlage des Luftreifens zeigen.
• Eine Platte aus vulkanisiertem Kautschuk (Fig. 1A) besteht im Schnitt gesehen aus zwei Kautschukmischungen A und B, die sich durch ihre Zusammensetzung und folglich ihre Eigenschaften unterscheiden. Die beiden Mischungen werden im nicht vulkanisierten Zustand durch Durchgang zwischen den Rollen eines Kalanders oder durch Durchgang durch eine Formlamelle einer Strangpresse mit Profil versehen, und die Ränder jedes Profilteils haben eine Stärke e, die gleichmäßig von der maximalen Stärke bis zu einer Stärke von höchstens gleich 2 mm, und im beschriebenen Fall einer Stärke gleich 0,6 mm, abnimmt, wobei diese Stärke bis zu den Enden des Profilteils konstant bleibt. Die Verbindungszone der beiden Mischungen entsteht durch zwei geneigte Ränder und durch Zungen einer konstanten Stärke und einer Breite 1 gleich 7 mm. Diese Zungen haben eine gewellte Form (Fig. 1B), wobei das Ende des Rands jeder Mischung einen sinusförmigen Verlauf hat, dessen Amplitude von Scheitel zu Scheitel gleich 5 mm und dessen Wellenlänge λ gleich 10 mm ist.
• Die Fig. 2A und 2B betreffen die bevorzugte Anwendung des oben beschriebenen Prinzips und zeigen teilweise den obere Bereich eines Querschnitts durch einen Luftreifen mit den Abmessungen 175/70.R.13. Dieser Luftreifen besitzt eine radiale Karkassenbewehrung (1), über der radial eine Scheitelbewehrung (2) sitzt, die aus zwei Lagen von Metallseilen besteht, die von einer Lage zur anderen zueinander überkreuz liegen, indem sie mit der Umfangsrichtung einen Winkel von 22º bilden. Die Ränder des Scheitels (2) sind mit der Karkassenbewehrung (1) über Profilteile (3) verbunden. Eine Lauffläche (4) bedeckt radial die Bewehrung (2) und ist mit einem Seitenwandgummi (5) verbunden. Die Verbindungszone zwischen der Lauffläche (4) und dem Seitenwandgummi (5) wird vom Rand der Lauffläche hergestellt, der einen Bereich (4'), der eine bis zum Punkt C abnehmende Stärke aufweist, und einen Bereich (4") oder Zunge mit konstanter Stärke gleich 0,6 mm zwischen den Punkten C und D auf der Außenwand des Luftreifens aufweist. Die Zunge (4") ist gemäß Fig. 2B aufgeschnitten: der Schwingungsverlauf des Endes wird von einer Folge von Dreiecken mit abgerundetem Scheitel zu beiden Seiten einer Mittelachse XX' gebildet. Die Amplitude a beträgt dann 5 mm, und die Wellenlänge λ beträgt 10 mm, was 0,55% der Umfangsabwicklung des Luftreifens, gemessen in der Äquatorialebene ZZ', darstellt.
• Das letzte in den Fig. 3A bis 3C gezeigte Beispiel betrifft eine innerhalb des Luftreifens liegende Verbindungszone, und genauer die Verbindungszone zwischen der radial oberen Spitze des Profilteils (7) aus Kautschukmischung, das sich radial oberhalb des Verankerungswulstkerns (6) der Karkassenbewehrung (1) befindet, und einerseits der Kautschukmischungsschicht, die die Seile der Karkassenbewehrung (1) bedeckt (Kalandrierung der Schicht), und andererseits der Kautschukmischungsschicht, die sich axial außerhalb der Spitze befindet. Wie oben beschrieben, besitzt das Profilteil (7) einen Rand mit einem abnehmenden Stärkenbereich und einem Bereich EF konstanter Stärke, in diesem Fall gleich 0,5 mm, und einer Breite gleich 5 mm. Der Bereich EF hat ein Ende, das einem sogenannten halbkreisförmigen periodischen Verlauf folgt, wie in Fig. 3B gezeigt, mit einer Amplitude a von 3,0 mm und einer Wellenlänge λ von 6,0 mm. Der Verlauf kann auch periodisch trapezförmig sein, wie in Fig. 3C dargestellt, mit den gleichen Amplituden- und Wellenlängenwerten, ohne daß die Verbindungszone zwischen den Mischungen darunter leidet.
• Vergleichsversuche zwischen Luftreifen, die zwischen der Lauffläche und dem Seitenwandgummi Verbindungszonen mit geraden Enden aufweisen, und Luftreifen, die zwischen den gleichen Mischungen Verbindungszonen mit einem periodischen Verlauf aufweisen, wie im Abschnitt der Beschreibung in bezug auf die betroffene Verbindungszone beschrieben, zeigen die sehr deutliche Überlegenheit der erfindungsgemäßen Lösung, da die so gestalteten Luftreifen vor dem Auftreten des Beginns einer Abnutzung doppelt so viele Kilometer gefahren haben wie Luftreifen, die zwischen der Lauffläche und dem Seitenwandgummi eine Verbindungsstelle mit geradlinigen Verlauf aufweisen, sowohl beim Rollen unter Überlast als auch beim Rollen in einer ozonhaltigen Umgebung. Auch ermöglichen die erfindungsgemäßen Verbindungszonen, die im unteren Bereich eines Luftreifens zwischen dem Profilteil oberhalb des Wulstkerns und der Kalandrierung der Karkassenbewehrung verwendet werden, die Verwendung von Mischungen für das Profilteil (7), die aufgrund ihrer Zusammensetzung mit den üblicherweise verwendeten Kalandriermischungen beim Kleben wenig kompatibel sind.

Claims (5)

1. Erzeugnis aus vulkanisiertem Kautschuk, das aus mindestens zwei Kautschukmischungen A und B unterschiedlicher Zusammensetzung und Eigenschaften besteht, wobei die beiden Mischungen A und B eine Verbindungszone J durch Überdeckung aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Ränder mindestens einer der beiden Mischungen A, B ein Ende mit schwingendem Verlauf aufweist.

2. Aus mehreren Mischungen von vulkanisiertem Kautschuk bestehender Luftreifen, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Verbindungszone durch Überdeckung zwischen zwei Mischungen durch die Überdeckung einer der Mischungen durch den Rand der anderen Mischung hergestellt wird, wobei dieser Rand ein Ende mit schwingendem Verlauf aufweist.

3. Luftreifen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden betroffenen Mischungen die Mischung der Lauffläche (4) und die Mischung der Seitenwand (5) sind, die eine Verbindungszone aufweisen, die auf der Außenwand der Seitenwand münden.

4. Luftreifen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Rand der Lauffläche (4) einen Bereich (4') mit abnehmender Stärke aufweist, der von einem Bereich (4") konstanter Stärke von höchstens gleich 2 mm verlängert wird, dessen Ende einen periodischen Verlauf aufweist.

5. Luftreifen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Amplitude a des Verlaufs zwischen 3 mm und 15 mm liegt, während die Wellenlänge des Verlaufs zwischen 0,1% und 2,0% der Umfangsabwicklung des Luftreifens, gemessen in der Äquatorialebene, liegt.