DE69914810T2

DE69914810T2 - Karkassenverbundstruktur für luftreifen und verfahren zu deren herstellung

Info

Publication number: DE69914810T2
Application number: DE69914810T
Authority: DE
Inventors: Reed Thomas OARE; Michael Richard D'SIDOCKY; Thomas David REESE
Original assignee: Goodyear Tire and Rubber Co
Current assignee: Goodyear Tire and Rubber Co
Priority date: 1999-06-17
Filing date: 1999-06-17
Publication date: 2004-12-09
Anticipated expiration: 2019-06-18
Also published as: EP1192052B1; AU4575999A; WO2000078563A1; DE69914810D1; EP1192052A1

Description

Technisches Gebiet
Diese Erfindung betrifft Reifen im Allgemeinen und im Besonderen Verbundlagenaufbauten und Verfahren zur Herstellung des Verbundlagenaufbaus, welcher zumindest eine Hauptlage von nicht dehnbaren, radial sich erstreckenden Korden, am stärksten bevorzugt von Stahlkorden mit kleinem Durchmesser umfasst, hauptsächlich zur Verwendung in Luftreifen für Personenwagen oder Leicht-Lkw, welche Reifen vom Notlauf-Typ einschließen, aber nicht auf diese beschränkt sind.
Hintergrund der Erfindung
Die Verwendung von radialen Stahlkorden in Reifen ist in der Reifentechnik allgemein bekannt. Reifen für Erdbeweger und Nutz-Lkw haben mit Stahlkorden versehene Reifen seit Jahren verwendet.
Wenn die Verwendung von Stahlkorden in Personenwagenreifen versucht wird, sind einige übliche Probleme, wie ein Lagenumschlag einer mit Stahlkorden verstärkten Lage beständig hergestellt werden kann, zu lösen.
Historisch muss man erst die Frage stellen, ob ein Lagenumschlag überhaupt benötigt wird oder nicht.
1921 lehrte Charles Miller in U.S.-Patent 1 393 952, dass Lagen sicher an den Wulsten mittels Gewebestreifen verankert werden können, die überkreuzte Stränge in Bezug auf die Lagenkorde aufweisen, ohne dass irgendeine der Lagen tatsächlich um den Wulstkern herumgewickelt wird. Millers Reifen zeigten, dass so wenig wie vier Lagen möglich waren, was ein Durchbruch für die Reifen dieser Ära war.
1942 berichtete S. M. Elliott in U.S.-Patent 2 430 560, dass Landwirtschaftsreifen mit größerer elastischer Verformung hergestellt werden können, wenn der Gewebestreifen der Wulstwicklung nicht einmal die Unterbaulagen berührt. Dies war ein radikales Abweichen von dem, was ansonsten akzeptierte Praxis war.
1968 patentierten Fred Kovac und Grover Rye von The Goodyear Tire & Rubber Company einen Diagonalreifen, wobei eine äußere Lage mit riesigen Korden von 0.037 Zoll (0.94 mm) oder größer verblieb. Diese äußere Lage umfasste zwei Teile, eine diagonale Unterbaulage und ein Paar radialer Wulstlagen. Die Kanten der Wulstlagen überlappten die Kanten der Unterbaulagen und sind schichtweise zwischen diesen angeordnet. Kovac et al. gaben an, dass die Unterbaulage aus Draht bestehen kann und dass die Wulstlagen mit einem Gewebe oder Filament verstärkt sein kann. Kovac merkte treffend an, dass, wenn riesige Korde in der Karkasse verwendet werden, die diese enthaltenden Lagen so steif sind, dass es für den Reifenbauer schwierig ist, sie um die Wulste umzuschlagen. Er empfahl daher, dass die Kanten der steiferen Lagen knapp vor dem Umschlag unter den Wulsten stoppen und Wulstlagen aus weicherem Gewebe unter den Wulsten umgeschlagen sein sollten, wobei ihre Kanten die Kanten der steiferen Lagen überlappen sollten.
Powers et al., von The Firestone Tire & Rubber Company lehrten, dass ein Radialluftreifen mit einer oder mehreren Unterbaulagen, die radial gerichtete, nicht dehnbare Korde enthalten, wobei die Lagenenden auf der gleichen Seite des Wulstbündels wie die Lagen enden. Der Reifen wies ferner eine Wulstverbinderlage auf, die radiale, nicht dehnbare Verstärkungskorde enthält und um das Wulstbündel herumgewickelt ist. Powers, et al. bemerkten, dass ein britisches Patent Nr. 990 524 aus dem Stand der Technik einen Radiallagenunterbau und eine Radiallagen-Wulstwicklung offenbarte, wobei die Korde der Unterbaulage Rayon-Korde sind und die Wulstwicklung mit Stahlkorden verstärkt ist. Powers bemerkte, dass die Unterschiede des Moduls dazuführten, dass die Korde nicht so zusammenwirken, als ob sie eine einzige Lage wären, wohingegen seine insgesamt nicht dehnbare Kordkonstruktion wie eine Lage wirkte. Powers lehrte, dass die Unterbaulage und die Wulstverbindungslage dort, wo sie aneinander angrenzen, mindestens 20% und nicht mehr als 50% des Umfangabstandes der Unterbaulage betragen dürfen, wenn vom Mittelpunkt des Wulstbündels entlang der Unterbaulage zu dem Punkt an der Unterbaulage gemessen wird, an dem die Kanten der Laufstreifenlage angeordnet sind. Powers deutet an, dass Glas-, Stahl- oder Kevlar^TM-Korde verwendet werden könnten. Der Testreifen von Powers et al. war ein 11–22.5-Lkw-Reifen, der 1 × 4 + 6 × 4 × 0,175 + 1 × 0,15 radiale Korde aus Stahdraht einer Kabelkonstruktion mit 14 Enden pro Zoll (55 Enden pro dm) anwandte. In ähnlicher Weise verwendete der Wulstverbinder die gleiche Stahldrahtkonstruktion. Diese Lkw-Reifen haben einen hohen Betriebsfülldruck von ungefähr 100 psi (7 Bar), und das Powers et al.-Patent zeigte ein potentiell machbares Konzept, obwohl keine bekannte Vermarktung eines derartigen Lkw-Reifens eingetreten ist.
1995 offenbarten Ahmad et al. einen Luftreifen, der eine nicht kontinuierliche, äußere Karkassenlage aufweist. Ahmad et al. offenbarten eine vollständige, radial innere Lage mit einem herkömmlichen Umschlagende und eine nicht kontinuierliche, äußere Karkassenlage, die sich von unter den Gürtelkanten bis zum Wulst erstreckte, wobei die äußere Lage angrenzend in Kontakt mit der äusseren Lage stand.
EPA-Veröffentlichung 822195A2 offenbart einen Notlaufreifen und ein Notlaufverfahren, das einen Notlaufreifen, der mehrere radiale Lagen aufweist, wobei mindestens eine Lage um den Wulst herumgewickelt ist und einen Umschlag aufweist, wobei die restlichen Lagen einfach nahe dem Wulst enden. Das Wulstbereichskonzept sieht ähnlich aus wie die Lösungen nach dem Stand der Technik, die in Ahmad offenbart sind, mit der Ausnahme, dass die Lagen durch Wulstfüllagen oder Einsätze beabstandet angeordnet sind, was ein übliches Merkmal von Notlaufreifen ist.
In der Druckschrift WO98/54008 wird ein Verbundlagenaufbau, der die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs 1 umfasst, offenbart was als relevantester Stand der Technik betrachtet wird.
In U.S. 2 625 981, E. H. Wallace am 20. Januar 1953 erteilt, weist ein Verfahren der Herstellung von Luftreifen, die gebänderte Verstärkungselemente enthalten, die Schritte des festen Verankerns der Verstärkungselemente und des Streckens der Elemente und ihres Haltens in gestrecktem Zustand während der Fertigstellung der Reifenvulkanisation auf.
Die vorliegende Erfindung liefert eine neuartige Möglichkeit, einen Verbundlagenaufbau in einem Reifen zu schaffen. Der Reifen kann ein Radialluftreifen einschließlich des als Notlaufreifen bekannten Typs sein.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Querschnittsansicht des erfindungsgemäßen Reifens.
2 ist eine vergrößerte Teilansicht eines Seitenwandabschnitts des Reifens in 1.
3 ist eine Querschnittsansicht einer erfindungsgemäßen, alternativen Ausführungsform des Reifens, wobei der Reifen ein Notlaufreifen ist.
4 ist eine vergrößerte Teilansicht des Seitenwandabschnitts des Reifens in 3.
5 ist eine perspektivische Ansicht der Verbund-lage, auf einer Aufbautrommel gezeigt, die unter Anwendung eines ersten Aufbauverfahrens hergestellt wird. 5A ist eine Querschnittsansicht der mit Hilfe des ersten Verfahrens hergestellten Karkasse.
6 ist eine perspektivische Ansicht der Verbund-lage, die mit einem bevorzugtem alternativen Verfahren hergestellt gezeigt ist. 6A ist eine Querschnittsansicht der mit dem bevorzugtem alternativen Verfahren hergestellten Karkasse.
7A, 7B und 7C sind schematische Ansichten der gemäß dem Verfahren von 6 hergestellten Notlaufreifenkarkasse in 4.
8 ist eine Querschnittsansicht einer zweiten, alternativen Ausführungsform eines Notlaufreifens.
9 ist eine Querschnittsansicht einer dritten, alternativen Ausführungsform eines Notlaufreifens.
Zusammenfassung der Erfindung
Ein Verbundlagenaufbau 40 als ein Herstellungszwischenprodukt wird offenbart. Der Verbundlagenaufbau 40 ist zum Gebrauch als eine Karkassenlage für einen Reifen 10.
Der Verbundlagenaufbau 40 weist eine durch Korde 41 verstärkte Hauptlage 40A, wobei die Korde 41 in unvulkanisiertem Gummi 44 eingekapselt sind und ein Paar von durch flexible Korde 43 verstärkte Lagenverlängerungen 40B auf, wobei die flexiblen Korde 43 in unvulkanisiertem Gummi 44 eingekapselt sind.
Die Lagenverlängerungen 40B weisen jeweils ein überlappend an die Hauptlage 40A gefügtes Ende 33 entlang der longitudinalen Länge der Hauptlage 40A auf. Eine Lagenverlängerung 40B ist an einem ersten Ende 75 an die Hauptlage 40A gefügt und eine andere Lagenverlängerung 40B ist an ein zweites Ende 76 an die Hauptlage 40A gefügt.
Die Verbundlage 40 weist eine gemeinsame Verbindungsstelle 70 zwischen den überlappenden Lagenverlängerungen 40B und der Hauptlage 40A auf. Die gemeinsame Verbindungsstelle 70 ist zumindest genügend oberflächlich vorvulkanisiert um Gleiten der Lagenverlängerungen 40B relativ zur Hauptlage 40A während nachfolgender Formung und Vulkanisation der Karkasse zu vermeiden. Bevorzugterweise weist die überlappende gemeinsame Verbindungsstelle 70 zumindest eine Breite von einem Zentimeter auf.
Die Hauptlage 40A weist die Korde 41 radial orientiert im Bereich von 65° bis 90° relativ zur Lagenlänge auf, wohingegen die Lagenverlängerungen 40B im radialen Lagenbereich von 65° bis 90° orientiert sein können oder alternativ können sie in einem radialen Lagenbereich von 35° bis 65° relativ zur Lagen-länge orientiert sein.
Das Verfahren zum Vorformen einer Verbundlage 40 weist die Schritte auf: Schneiden der, durch parallele, in unvulkanisiertem Gummi 44 eingekapselten Korden 41 verstärkten Hauptlage 40A auf eine vorbestimmten Breite auf, wobei die Breite sich zwischen einem ersten Ende 75 und einem zweiten Ende 76 erstreckt; Anbringen eines Paars von Lagenverlängerungen 40B von vorbestimmter Breite (W_B), wobei eine Lagenverlängerung 40B überlappend an jedes erstes und zweites Ende, 75, 76 angefügt ist, wobei jede Lagenverlängerung 40B mit parallelen, in unvulkanisiertem Gummi 44 eingekapselten Korden 43 verstärkt ist; lokales Vorvulkanisieren der überlappend an die Hauptlage gefügten Lagenverlängerungen 40B entlang der Oberflächen der angrenzenden, überlappenden Verbindungsstelle (70), wodurch eine Verbundlage 40 geformt wird, die eine vorbestimmte Gesamtbreite (W_T) aufweist, wobei die Verbundlage unvulkanisiert ist mit Ausnahme an den überlappenden Verbindungen 70 zwischen den Enden 75 oder 76 der Hauptlage 40A und den Enden 33 der Lagenverlängerungen 40B.
Das bevorzugte Verfahren umfasst die Schritte der Induktionsvorvulkanisiation der Verbindung 70 entlang der Kontaktoberflächen durch Aktivierung einer Induktionsheizspule, wodurch lokal ein Energiefeld geschaffen wird, das schnell die Korde 41 erhitzt, welche im Bereich der gemeinsamen Verbindungsstellen 70 bevorzugt aus Metall sind.
Alternativ kann das Verfahren die Schritte einschließen des Auftragens einer klebefähigen Beschichtung 80 auf die angrenzendenden, überlappenden Oberflächen bevor die Verbindung vulkanisiert wird, wobei die klebfähige Beschichtung 80 ein für Induktionshitze emfindliches Material 82 aufweist; und wobei die Aktivierung eines Induktionsenergiefeldes entlang der überlappenden Verbindungen 70 den Klebstoff nach einer vorbestimmten Zeit genügend erhitzt wird, um die Verbindungen 70 zumindest oberflächlich vorzuvulkanisieren. Dieses Verfahren kann ferner den Schritt der Ausübung einer Kraft auf die induktionserhitzten Verbindungen einschließen, um die Verbindungen 70 zu heften. Dieses Verfahren wird als weniger wünschenswert betrachtet als eine direkte Induktionsvulkanisation ohne Lösemittel, Klebstoffe oder andere Klebematerialien, wenn jedoch keine Metallkorde verwendet werden, ist es möglich, dass die Verwendung eines Lösemittels wünschenswerter wird.
Definitionen
"Aspektverhältnis" bezeichnet das Verhältnis seiner Querschnittshöhe zu seiner Querschnittsbreite.
"Axial" und "in Axialrichtung" bezeichnet die Linien oder Richtungen, die parallel zur Drehachse des Reifens verlaufen.
"Wulst" oder "Wulstkern" bezeichnet im Allgemeinen denjenigen Teil des Reifens, der ein ringförmiges Zugelement umfasst, wobei die radial inneren Wulste dem Halten des Reifens auf der Felge zugeordnet sind und durch Lagenkorde umwickelt und mit oder ohne andere Verstärkungselemente, wie Wulstfahnen, Chipper, Wulstkernreiter oder Füllagen, Zehenschützer und Wulstbänder, gestaltet ist.
"Gürtelaufbau" oder "Verstärkungsgürtel" bezeichnen mindestens zwei ringförmige Schichten oder Lagen aus parallelen Korden, gewoben oder nicht gewoben, die dem Laufstreifen unterlegt sind, nicht am Wulst verankert sind und sowohl linke als auch rechte Kordwinkel im Bereich zwischen 17° bis 27° in Bezug auf die Äquatorialebene des Reifens aufweisen.
"Umfangs-" bezeichnet Linien oder Richtungen, die sich entlang des Umfangs der Oberfläche des ringförimgen Laufstreifens senkrecht zur Axialrichtung erstrecken.
"Karkasse" bezeichnet den Reifenaufbau abgesehen vom Gürtelaufbau, dem Laufstreifen, dem Basisgummi, über den Lagen, aber einschließlich der Wulste.
"Mantel" bezeichnet die Karkasse, den Gürtelaufbau, die Wulste, die Seitenwände und alle anderen Komponenten des Reifens, mit der Ausnahme des Lauftreifens und des Basisgummis.
"Wulstbänder" bezeichnen schmale Materialstreifen, die um die Außenseite des Wulstes herum angeordnet sind, um die Kordlagen vor der Felge zu schützen und Walkung über die Felge zu verteilen.
"Kord" bezeichnet einen der Verstärkungsstränge, aus denen die Lagen in dem Reifen bestehen.
"Äquatorialebene (EP)" bezeichnet die Ebene, die senkrecht zur Drehachse des Reifens steht und durch die Mitte seines Laufstreifens verläuft.
"Auftandsfläche" bezeichnet den Kontaktflecken oder die Kontaktfläche des Reifenlaufstreifens mit einer ebenen Oberfläche bei einer Geschwindigkeit von Null und bei normaler Last und normalem Druck.
"Innerliner" bezeichnet die Schicht oder Schichten aus Elastomer- oder anderem Material, die die Innenoberfläche eines schlauchlosen Reifens bilden und die das Füllfluid in dem Reifen halten.
"Normaler Fülldruck" bezeichnet den spezifischen Konstruktionsfülldruck und die spezifische Konstruktionslast, die durch die entsprechende Normungsorganisation dem Betriebszustand für den Reifen zugewiesen sind.
"Normale Belastung" bezeichnet den spezifischen Konstruktionsfülldruck und die spezifische Konstruktionslast, die durch die entsprechende Normungsorganisation dem Betriebszustand für den Reifen zugewiesen sind.
"Lage" bezeichnet eine Schicht aus mit Gummi beschichteten parallelen Korden.
"Radial" und "in Radialrichtung" bezeichnet Richtungen radial zu der oder weg von der Drehachse des Reifens.
"Radialreifen" bezeichnet einen mit einem Gürtel versehenen oder in Umfangsrichtung begrenzten Luftreifen, bei dem mindestens eine Lage Korde aufweist, die sich von Wulst zu Wulst erstrecken und unter Kordwinkeln von 65° bis 90° in Bezug auf die Äquatorialebene des Reifens gelegt sind.
"Querschnittshöhe" bezeichnet den radialen Abstand vom Nennfelgendurchmesser zum Außendurchmesser des Reifens an seiner Äquatorialebene.
"Querschnittsbreite" bezeichnet den maximalen geradlinigen Abstand parallel zur Achse des Reifens und zwischen der Außenseite seine Seitenwände, wenn und nachdem er auf normalen Druck für 24 Stunden aufgepumpt jedoch unbelastet ist, ausschließlich Erhöhungen der Seitenwände aufgrund von Markierung, Dekoration oder Schutzbändern.
"Schulter" bezeichnet den oberen Abschnitt der Seitenwand knapp unter der Laufstreifenkante.
"Seitenwand" bezeichnet denjenigen Abschnitt eines Reifens zwischen dem Laufstreifen und dem Wulst.
"Laufstreifenbreite" bezeichnet die Bogenlänge der Laufstreifenoberfläche in der axialen Richtung, das heißt in einer Ebene parallel zur Drehachse des Reifens.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Die Bezugszeichen sind, so wie sie in den Zeichnungen gezeigt sind, denen in der Beschreibung genannten gleich. Für die Zwecke dieser Anmeldung verwenden die verschiedenen, in den Abbildungen veranschaulichten Ausführungsformen jeweils die gleichen Bezugszeichen für ähnliche Bauteile. Die Aufbauten verwenden im Grunde die gleichen Bauteile mit Veränderungen der Anordnung oder der Menge, wodurch die alternative Konstruktionen hervorgebracht werden, in der das erfinderische Konzept ausgeführt sein kann. Der Reifen 10 gemäß der vorliegenden Erfindung wendet einen einzigartigen Seitenwandaufbau 20 an. Die Reifen 10, wie sie in den 1 und 2 veranschaulicht sind, sind Radialreifen für Personenwagen oder Leicht-Lkw, wobei die Reifen 10 mit einem den Boden kontaktierenden Laufstreifenabschnitt 12 versehen sind, der in den Schulterabschnitten an den jeweiligen Seitenkanten 14, 16 des Laufstreifen 12 endet. Je zwei Seitenwandabschnitte 20 erstrecken sich jeweils von den Seitenkanten 14, 16 und enden in zwei Wulstabschnitten 22, die jeweils einen ringförmigen, nicht dehnbaren Wulstkern 26 aufweisen. Der Reifen 10 ist ferner mit einem Karkassenverstärkungsaufbau 30 versehen, der sich vom Wulstabschnitt 22 durch einen Seitenwandabschnitt 20, den Laufstreifenabschnitt 12 und den gegenüberliegenden Seitenwandabschnitt 20 zum Wulstabschnitt 22 erstreckt. Der Karkassenaufbau 30 weist mindesten einen Verbundlagenaufbau 40 auf, der Umschlagenden 32 besitzt, die jeweils um die Wulstkerne 26 umgeschlagen sind. Der Reifen 10 kann einen herkömmlichen Innerlinner 35 umfassen, der die Innenumfangsoberfläche des Reifens 10 bildet, wenn der Reifen von der schlauchlosen Art sein soll. In Umfangsrichtung um die radial äußere Oberfläche des Karkassenverstärkungsaufbaus 30 unterhalb des Laufstreifenabschnitts 12 ist ein Laufstreifenverstärkungs-Gürtelaufbau 36 angeordnet. Bei der besonderen veranschaulichten Ausführungsform umfasst der Gürtelaufbau 36 zwei geschnittene Gürtellagen 50, 51 und die Korde der Gürtellagen 50, 51 sind unter einem Winkel von ungefähr 23° in Bezug auf die Mittenumfangs-Mittelebene des Reifens orientiert. Die Korde der Gürtellage 50 sind in einer entgegengesetzten Richtung relativ zur Mittenumfangs-Mittelebene und zu derjenigen der Korde der Gürtellage 51 angeordnet. Jedoch kann der Gürtelaufbau 36 irgendeine Anzahl von Gürtellagen von jeder gewünschten Ausgestaltung umfassen und die Korde können unter jedem gewünschten Winkel angeordnet sein. Der Gürtelaufbau 36 stellt eine Seitensteifigkeit über die Gürtelbreite hinweg bereit, um ein Anheben des Lauftsreifens von der Straßenoberfläche während des Betriebs des Reifens in nicht aufgepumptem Zustand zu minimieren. Bei den veranschaulichten Ausführungsformen wird dies bewerkstelligt, indem die Korde der Gürtellagen 50, 51 vorzugsweise aus Stahl und stärker bevorzugt aus einem Stahlkabelaufbau hergestellt sind.
Der Karkassenverstärkungsaufbau 30 des Reifens 10 der bevorzugten Ausführungsform, wie er in 1 gezeigt ist, umfasst mindestens einen Verbundlagenaufbau 40. Der mindestens eine Verbundlagenaufbau 40 weist eine Hauptlage 40A auf, die sich von Wulstabschnitt 22 zu Wulstabschnitt 22 erstreckt. Die Hauptlage weist vorzugsweise eine Schicht aus parallelen Korden 41 auf, wobei die Korde 41 der Hauptlage unter einem Winkel von mindestens 75° in Bezug auf die Mittenumfangs-Mittelebene des Reifens orientiert sind. Die Hauptlage 40A überlappend und an diese angefügt ist eine Lagenverlängerung 40B vorgesehen, die Korde 43 aufweist. Die Korde 43 der Lagenverlängerung 40B sind unter einem Winkel von mindestens 75° in Bezug auf die Mittenumfangs-Mittelebene des Reifens orientiert. Bei der besonderen veranschaulichten Ausführungsform sind die Korde 41, 43 unter einem Winkel von ungefähr 90° in Bezug auf die Mittenumfangs-Mittelebene orientiert. Die Korde 41 der Hauptlage 40A des mindestens einen Verbundlagenaufbaus 40 sind vorzugsweise aus einem nicht dehnbaren Material hergestellt, wie beispielsweise Stahl, Kevlar^TM oder Glas. Wohingegen die Korde 43 aus irgendeinem Material hergestellt sein können, das normalerweise zur Kordverstärkung von Gummigegenständen verwendet wird, beispielsweise und keinesfalls zur Beschränkung, Aramid, Rayon, Nylon und Polyester.
Die Hauptlage 40A weist Korde 41 auf, die vorzugsweise im Wesentlichen nicht dehnbar sind, wobei die Korde synthetisch sind oder aus Metall, stärker bevorzugt aus Metall, am stärksten bevorzugt aus Stahl mit hoher Zugfestigtkeit bestehen. Die Korde 41 weisen einen Modul X auf. Im Fall von Stahlkorden 41 ist der Modul größer als 150 GPa. Eine Möglichkeit zur Erlangung einer derartigen Festigkeit ist, das richtige Verfahren und die richtigen Legierungen zu verwenden, wie sie in den U.S.-Patenten 4 960 473 und 5 066 455 offenbart sind und unter Bezugnahme hierauf in ihrer Gesamtheit eingeschlossen sind, wobei ein Stahlstab mit einem oder mehreren der folgenden Elemente mikrolegiert wird: Ni, Fe, Cr, Nb, Si, Mo, Mn, Cu, Co, V und B. Die bevorzugte Chemie ist unten in Gewichtsprozenten aufgelistet:
C 0,7 bis 1,0
Mn 0,30 bis 0,05
Si 0,10 bis 0,3
Cr 0 bis 0, 4
V 0 bis 0,1
Cu 0 bis 0,5
Ni 0 bis 0,5
Co 0 bis 0,1
wobei der Rest Eisen und Rückstände ist.
Der resultierende Stab wird dann auf die geeignete Zugfestigkeit gezogen.
Die Korde 41 zur Verwendung in der Reifenkarkasse 30 ohne Notlaufeigenschaften der 1 und 2 können von einem (Monofilament) bis Mehrfachfilamenten umfassen. Die Anzahl von Gesamtfilamenten in dem Kord 41 kann im Bereich von 1 bis 13 liegen. Die Anzahl von Filamenten pro Kord liegt vorzugsweise im Bereich von 6 bis 7. Der einzelne Durchmesser (D) jedes Filaments liegt im Allgemeinen im Bereich von 0,10 bis 0,30 mm, für jedes Filament, das mindestens eine Zugfestigkeit von 2000 MPa bis 5000 MPa, vorzugsweise mindestens 3000 MPa aufweist.
Eine weitere kritische Eigenschaft des Stahlkords 41 ist, dass die Gesamtdehnung für jedes Filament in dem Kord mindestens 2 Prozent über eine Messlänge von 25 Zentimetern betragen muss. Die Gesamtdehnung wird gemäß ASTM A370-92 gemessen. Die Gesamtdehnung des Kords liegt vorzugsweise im Bereich von ungefähr 2 Prozent bis 4 Prozent. Eine besonders bevorzugte Gesamtdehnung liegt im Bereich von ungefähr 2,2 bis ungefähr 3,0 Prozent.
Die Torsionswerte für den Stahl für das in dem Kord verwendete Filament sollten mindestens 20 Windungen mit einer Messlänge vom 200fachen des Durchmessers des Drahtes betragen. Im Allgemeinen liegt der Torsionswert im Bereich zwischen ungefähr 20 und ungefähr 100 Windungen. Vorzugsweise liegen die Torsionswerte in einem Bereich zwischen ungefähr 30 und ungefähr 80 Windungen, wobei ein Bereich von ungefähr 35 bis 65 Windungen besonders bevorzugt ist. Die Torsionswerte werden gemäß dem ASTM-Testverfahren E 558-83 mit Prüflängen vom 200fachen des Durchmessers des Drahtes bestimmt.
Es gibt eine Anzahl von besonderen Konstruktionen des Metallkords 41 zur Verwendung in Hauptlage 40A. Repräsentative Beispiele von besonderen Kordkonstruktionen umfassen 1 ×, 2 ×, 3 ×, 4 ×, 5 ×, 6 ×, 7 ×, 8 ×, 11 ×, 12 ×, 1 + 2, 1 + 4, 1 + 5, 1 + 6, 1 + 7, 1 + 8, 2 + 1, 3 + 1, 5 + 1, 6 + 1, 11 + 1, 12 + 1, 2 + 7, 2 + 7 + 1, 3 + 9, 1 + 5 + 1 und 1 + 6 + 1 oder 3 + 9 + 1, wobei das äußere Wickelfilament eine Zugfestigkeit von 2500 Mpa oder größer auf der Basis eines Filamentdurchmessers von 0,15 mm aufweisen kann. Die am stärksten bevorzugten Kordkonstruktionen einschließlich der Filamentdurchmesser sind 3 × 0,18; 1 + 5 × 0,18; 1 + 6 × 0,18; 2 + 7 × 0,18; 2 + 7 × 0,18 × 1 × 0,15; 3 + 9 × 0,18 + 1 × 0,15; 3 + 9 × 0,18; 3 × 0,20 + 9 × 0,18 und 3 × 0,20 + 9 × 0,18 + 1 × 0,15. Die obigen Kordbezeichnungen sind für Fachleute verständlich. Beispielsweise bedeutet eine Bezeichnung wie 2 ×, 3 ×, 4 × und 5 ×, ein Bündel aus Filamenten; d. h. zwei Filamente, drei Filamente, vier Filamente und dergleichen. Eine Bezeichnung wie 1 + 2 und 1 + 4, gibt beispielsweise ein einzelnes Filament an, das mit zwei oder vier Filamenten umwickelt ist.
Die Hauptlage 40A weist eine Schicht aus den oben beschriebenen Stahlkorden auf, die derart angeordnet sind, dass sie zwischen ungefähr 5 bis ungefähr 100 Enden pro Zoll (≈ 2 bis 39 Enden pro cm) aufweisen, wenn an der Äquatorialebene des Reifens gemessen wird. Vorzugsweise ist die Schicht aus Korden derart angeordnet, dass sie ungefähr 7 bis ungefähr 60 Enden pro Zoll (≈ 2,7 bis 24 Enden pro cm) an der Äquatorialebene aufweist.
Die obigen Berechnungen für Enden pro Zoll beruhen auf dem Bereich von Durchmessern für den Kord, der Festigkeit des Kords und den Festigkeitsanforderungen in der Praxis für die Lage. Beispielsweise würde die hohe Anzahl von Enden pro Zoll die Verwendung eines Kords mit geringerem Durchmesser für eine gegebene Festigkeit gegenüber einer geringeren Anzahl von Enden pro Zoll für einen Draht mit größerem Durchmesser für die gleiche Festigkeit umfassen. Alternativ, wenn man sich entscheidet, ein Kord mit einem gegebenen Durchmesser zu verwenden, kann es abhängig von der Festigkeit des Kord sein, dass man mehr oder weniger Enden pro Zoll verwenden muss.
Die Metallkorde 41 der Verbundlage 40 sind derart orientiert, dass der Reifen 10 gemäß der vorliegenden Erfindung einer ist, der gewöhnlich als Radialreifen bezeichnet wird.
Die Stahlkorde der Lage schneiden die Äquatorialebene (EP) des Reifens unter einem Winkel im Bereich von 75° bis 105°. Vorzugsweise schneiden die Stahlkorde unter einem Winkel zwischen 82° bis 98°. Der bevorzugte Bereich ist 89° bis 91°.
Die Verbundlage 40 weist mehrere Korde 41 mit dünnem Durchmesser auf, wobei der Korddurchmesser (C) kleiner als 1,2 mm ist. Der Kord 41 kann irgendeiner der zuvor erwähnten Korde sein, einschließlich aber nicht begrenzt auf 1 + 5 × 0,18 mm oder 3 × 0,18 mmm, oder ein Monofilamentdraht, der einen Durchmesser von ungefähr 0,25 mm, vorzugsweise 0,175 mm, aufweist. Es wird als wünschenswert erachtet, dass die Korde 41 Filamente aufweisen, die eine Zugfestigkeit von mindestens 2500 MPa und über 2,0 Prozent Dehnung, vorzugsweise ungefähr 4000 MPa und über 2,5 Prozent Dehnung, aufweisen.
Wie ferner in 2 veranschaulicht, weist der mindestens eine Verbundlagenaufbau 40 ein Paar von Lagenverlängerungen 40B auf, die beide jeweils ein radial inneres Ende 33 und ein Umschlagsende 32 aufweisen, das um den Wulstkern 26 herumgeschlagen ist. Die Lagenverlängerungen 40B befinden sich in der Nähe des Wulstkerns 26 und enden radial über und axial innen in Bezug auf den Wulstkern 26, wobei das Ende 33 überlappend mit den terminalen Enden 75, 76 der Hauptlage 40A in Verbindung steht. In der bevorzugten Ausführungsform sind die axial äußeren Umschlagenden 32 innerhalb 20% von der Querschnittshöhe (SH) des Reifens von der radialen Stelle (h) der maximalen Querschnittsbreite aus angeordnet, wobei sie am stärksten bevorzugt an der radialen Stelle (h) der maximalen Querschnittsbreite enden. Die Umschlagsenden 32 enden wie gezeigt in einem Abstand (E) radial über dem Nennfelgendurchmesser des Reifens in der Nähe der radialen Stelle (h) der maximalen Querschnittsbreite des Reifens. Wie ferner in den 1 und 2 veranschaulicht, weisen die Wulstabschnitte 22 des Reifens 10 jeweils einen ringförmigen, im Wesentlichen nicht dehnbaren Wulstkern 26 auf. Die Wulstkerne weisen jeweils eine flache Grundfläche 27 auf, die durch eine imaginäre Oberfläche definiert ist, die tangential zur radial innersten Oberfläche der Wulstdrähte ist. Die flache Grundfläche 27 weist ein Paar Kanten 28, 29 und eine Breite "BW" zwischen den Kanten auf. Der Wulstkern 26 kann vorzugsweise ferner eine flache, radial äußere Oberfläche 31 umfassen, die sich zwischen den jeweiligen ersten und zweiten Oberflächen 23, 25 erstreckt. Die radial äußere Oberfläche 31 weist eine maximale Höhe (BH) auf, wobei die Höhe (BH) kleiner als die Breite der Grundfläche (BW) ist. Der Querschnitt, der durch die Oberflächen 23, 25, 27 und 31 definiert ist, liegt vorzugsweise in der Form eines im Wesentlichen rechteckigen oder trapezförmigen Querschnitts vor.
Die Wulstkerne sind vorzugsweise aus einem kontinuierlich gewickelten Einzel- oder Monofilamentstahldraht aufgebaut. Bei eine bevorzugten Ausführungsform sind Drähte mit 0,050 Zoll (1,27 mm) Durchmesser in Schichten von radial innen nach radial außen aus jeweils 7, 8, 7, 6 Drähten gewickelt. Die flachen Grundflächen der Wulstkerne 26 sind vorzugsweise relativ zur Drehachse geneigt, und der Boden des Mehrfachabschnitts des Wulstes ist ähnlich geneigt, wobei die bevorzugte Neigung ungefähr 10° relativ zur Drehachse, bevorzugt ungefähr 10,5° beträgt. Diese Neigung der Wulstgrundfläche ist eine Unterstützung bei der Abdichtung des Reifens und beträgt ungefähr das Doppelte der Neigung des Wulstsitzhorns einer herkömmlichen Felge, und man nimmt an, dass dies den Zusammenbau vereinfacht und das Verbleiben der auf die Felge gesetzten Wulste unterstützt.
Innerhalb des Wulstbereichs 22 und des radial inneren Abschnitts der Seitenwandabschnitte 20 angeordnet befinden sich Hochmodul-Elastomerkernreiterfülllagen 48, die jeweils zwischen dem Karkassenverstärkungsaufbau 30 und den Umschlagsenden 32 angeordnet sind. Die Elastomerfülllagen 48 erstrecken sich vom radial äußeren Abschnitt der Wulstkerne 26 jeweils nach oben in den Seitenwandabschnitt hinein, wobei ihre Querschnittsbreite allmählich abnimmt. Die Elastomerfülllagen 48 enden an einem radial äußeren Ende in einem Abstand (G) vom Nennfelgendurchmesser (NRD) von mindestens 25% der Querschnittshöhe (SH) des Reifens.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weisen die Lagenverlängerungen 40B parallele, sich radial erstreckende Korde 43 auf. Alternativ könnten die Lagenverlängerungen 40B Korde 43 aufweisen, die unter einem Schnittwinkel relativ zur radialen Richtung orientiert sind. Das Ausmaß und die Richtung der Orientierung könnte in einem Bereich des eingeschlossenen Winkels relativ zur radialen Richtung von 25° bis 75°, vorzugsweise 45° oder weniger, liegen. Man nimmt an, dass die Kordverstärkung der Lagenverlängerung 40B, die schnittwinklige Korde benutzt, dazu verwendet werden kann, die Handhabungseigenschaften des Reifens zu verbessern, wenn der Reifen nicht aufgepumpt ist.
Nach den 3 und 4 umfasst der Karkassenverstärkungsaufbau 30 des Notlaufreifens 10 der bevorzugten Ausführungsform wie in 3 gezeigt mindestens zwei Verstärkungslagenaufbauten 38, 40. Bei der besonderen veranschaulichten Ausführungsform sind ein radial innerer Lagenverstärkungsaufbau 38 und ein radial äußerer Verbundlagenverstärkungsaufbau 40 vorgesehen, wobei jeder Lagenaufbau 38, 40 vorzugsweise eine Schicht aus parallelen Korden aufweist, die sich radial von Wulstabschnitt 22 zu Wulstabschnitt 22 erstreckt. Der zweite Lagenverstärkungsaufbau 38 ist um den Verbundlagenaufbau 40 herumgewickelt und weist ein Umschlagsende 34 auf, das sich radial nach außen erstreckt. Der zweite Lagenaufbau 38 weist vorzugsweise synthetische Korde 45 aus Nylon- oder Rayon-, Aramid- oder Polyestermaterial auf. Im Gegensatz hierzu ist die Verbundlage 40 genau so, wie es früher definiert wurde, wobei sie eine Hauptlage 40A aufweist, die sich von Wulst zu Wulst erstreckt und nicht dehnbare Korde 41 und eine überlappende Lagenverlängerung 40B mit einem synthetischen Kord 43 aufweist, der um den Wulst 26 herumgeschlagen ist und ein Umschlagsende 32 besitzt. Radial innen in Bezug auf den zweiten Lagenverstärkungsaufbau 38 befindet sich ein Elastomereinsatz 42, der zwischen einem Innerliner 35 und der Lage 38 angeordnet ist. Zwischen der Lage 38 und der Hauptlage 40A der Verbundlage 40 befindet sich ein Elastomereinsatz 46. Die Korde 41 der Hauptlage 40A sind vorzugsweise nicht dehnbar und aus Stahl hergestellt, wohingegen die Korde der Lagenverlängerung 40B vorzugsweise synthetisch und aus einem ähnlichen Material wie das der zweiten Lage 38 hergestellt sind. Der Notlaufreifen weist eine Querschnittshöhe im nicht belasteten und aufgepumpten Zustand von (SH) auf. Im normal aufgepumpten aber statisch belasteten Zustand biegt sich der Reifen durch, wobei sich eine belastete Höhe von ungefähr 75% oder weniger von (SH) ergibt. Wenn der Reifen nicht aufgepumpt und ähnlich statisch belastet ist, beträgt die Reifenquerschnittshöhe 35% oder mehr von (SH). Diese Klasse von Reifen weist im Allgemeinen dickere Seitenwände auf, wie es in den 3, 4, 8 und 9 gezeigt ist. Derartige Reifen können eine Verbundlage mit nicht dehnbaren Korden 41 verwenden, die Filamente mit einem Durchmesser von 0,05 bis 0,5 mm, vorzugsweise 0,25 bis 0,4 mm aufweisen. Derartige Korde 41 bestehen vorzugsweise aus Metall, sind aus Stahl hergestellt, wobei sie aber nicht auf sehr hochzugfeste Stahlkorde von Luftreifen ohne Notlauffähigkeiten beschränkt sind. Dies wird ermöglicht, da die verdickten Seitenwände die Walkermüdung oder Biegeermüdung der Korde 41 begrenzen, wodurch es möglich wird, dass steifere Korde angewandt werden können. Dies hat den Vorteil, dass die Reifenlasttragfähigkeit erhöht wird, während die Reifenkosten verringert werden. Dieser Aufbau hat viele Ähnlichkeiten mit einer ebenfalls anhängigen Anmeldung mit dem Titel "RUNFLAT TIRE WITH IMPROVED CARCASS", Serial Nr. 08/865 489 am 29. Mai 1997 eingereicht, die hierin in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme mit eingeschlossen ist. In dieser Anmeldung wurde herausgestellt, dass der Biegemodul des Seitenwandaufbaus deart bewegt werden kann, dass er im Wesentlichen neben den nicht dehnbaren Korden 41 des Lagenaufbaus 40 liegt. Durch Anbringen eines überlappenden synthetischen Kords 43 als eine Lagenverlängerung 40B, die um den Wulstabschnitt herumgelegt ist, ist der Reifeningenieur nun in der Lage, das Leistungsvermögen des Reifens derart abzustimmen oder einzustellen, dass in dem Wulstbereich 22 das wesentlich stärker nachgiebige, synthetische Material effektiv um die Wulste herumgeschlagen ist, wodurch für einen leichteren Aufbau und eine Fähigkeit gesorgt wird, das Fahrleistungsvermögen des Fahrzeugs einzustellen, indem der Übergang zwischen dehnbaren und nicht dehnbaren Lagenkorden erhöht oder abgesenkt wird. Indem dies durchgeführt wird, kann der Ingenieur die radiale Stellung der Überlappung zwischen den dehnbaren und nicht dehnbaren Korden derart einstellen, dass der Reifen mehr wie ein Verbund wirken kann, der vorwiegend synthetische Korde im unteren Wulstbereich aufweisen kann oder er kann die Steifigkeit einstellen, indem die nicht dehnbaren Korde bis neben den Wulstbereich abgesenkt werden, um somit die Steifigkeit des Wulstabschnitts zu erhöhen.
In 5 ist eine Perspektivansicht der Verbundlage 40 auf einer Aufbautrommel 5 gezeigt. Die Lagenverlängerungen 40B der Verbundlage 40 werden im Voraus an dem Hauptlagenbauteil 40A angebracht. Die Wulstkerne 26 werden dann wie gezeigt über den Lagenverlängerungen 40B in einem Bereich annähernd axial neben der Hauptlage 40A auf jeder Seite des Reifens 10 plaziert. Wenn die Reifenkarkasse aufgepumpt wird, halten die Lagenverlängerungen 40B die Hauptlage 40A nahe der proximalen Stelle relativ zum Wulstkern 26. 5A zeigt die Querschnittsansicht der oben beschriebenen Merkmale.
6 ist eine Perspektivansicht der Verbundlage 40, die hergestellt gezeigt ist. Wie gezeigt ist die Hauptlage 40A auf die vorbestimmte Breite W_A geschnitten worden. Die Breite W_A erstreckt sich im Wesentlichen rechtwinklig zur longitudinalen Länge der Hauptlage 40A transversal über die Hauptlage 40A von einem ersten Ende 75 bis zu einem zweiten Ende 76. In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Enden 75, 76 so beabstandet angeordnet, dass sie benachbart zu, aber innerhalb der Wulstkerne 26 liegen wenn die Lage 40 auf eine Reifenaufbautrommel 5 aufgebracht wird.
Die Lagenverlängerungen 40B überlappen vorzugsweise die Enden 75, 76 in einer minimalen Strecke von 1 cm. Die Lagenverlängerungen 40B können so aneinander gefügt sein, dass sie sich radial unterhalb oder innerhalb der Hauptlage 40A befinden. In diesem Fall sind die ersten Enden 75 und die zweiten Enden 76 der Hauptlage 40A zwischen den Wulstkernen 26 oder den Kernreiterfülllagen 48 und den Lagenverlängerungen 40B angeordnet. Alternativ können die Lagenverlängerungen 40B radial oberhalb der Hauptlage 40A liegen, so dass die ersten Enden 75 und die zweiten Enden 76 radial innerhalb der Lagenverlängerungen 40B liegen.
Ein wichtiges Merkmal der vorliegenden Erfindung ist, dass die aneinanderstoßenden Verbindungsoberflächen 70 der Lagenverlängerung 40B und der Hauptlage 40A in dem Bereich der gemeinsamen Überlagerung zumindest oberflächlich vorvulkanisiert sein sollten. Diese lokal in dem gemeinsamen Bereich 70 der überlappenden Abschnitte zumindest oberflächliche Vorvulkanisation stellt sicher, dass die Enden 75, 76 der Hauptlage 40A sicher fixiert an einer bekannten Stelle relativ zu den Wulstkernen 26 bleiben. Es ist bestimmt worden, dass wenn die Oberflächen an der gemeinsamen Grenzfläche 70 unvulkanisiert sind, diese während des Formgebungsprozesses gleiten werden. Wenn das Gummi während der Formgebung weich wird und beginnt, flüssig zu werden, verliert die Verbindung 70 ihre Fähigkeit die Lagenenden 75, 76 festzuhalten. Typischerweise wird ein Ende 75 oder 76 weich werden und vor dem anderen Ende gleiten. Wenn einmal das Gleiten auftritt, ist die Kordspannung des Reifens entspannt. Demgemäß hat die andere Seite keine Spannung ein gleiches Gleiten zu erzwingen. Das Nettoergebnis ist, dass das Ende 75 höher oder niedriger als das Ende 76 sein kann und dass die Entfernung zwischen den Enden 75 und 33 nicht gleich der Entfernung zwischen den Enden 76 und 33 ist. Dies ändert die Leistung des Reifens und die Handhabungseigenschaften in einer zufälligen und weniger als vorhersagbaren Weise. Diese Art von Kordverlaufgleiten wird allgemein als eine "Ungleichförmigkeit" bezeichnet. Im Allgemeinen werden Ungleichförmigkeiten vorzugsweise vermieden.
Die vorliegende Erfindung löst das Problem des Kordgleitens auf einzigartige Weise. Die angrenzenden und überlappenden Oberflächen der Verbindung 70 sind zumindest oberflächlich vorvulkanisisert. Die arretiert die Lagenkorde 41, 42 an ihren jeweiligen Enden 33, 75, 76 zusammen, so dass das Gleiten der Korde 41 relativ zu Lagenverlängerungskorden 43 eliminiert ist. Dies stellt sicher, dass, wenn der Reifen auf einer Aufbautrommel aufgebaut wird, die Wulstkerne 26 und die Trommel 5 die Anordnung des Lagenverlaufs zwischen den Wulstkernen 26 sichern. Daher, wenn der Reifen 10 torisch geformt ist, ist der Lagenverlauf ohne Gleiten der Verbindung 70 fixiert. Da die Verbindung 70 nicht gleitet, bleiben die Enden 75, 76 gleichmäßig über den Wulstkernen 26 beabstandet angeordnet. In der vorliegenden Anmeldung sind die Hauptlagenkorde 41 in Wesentlichen nicht dehnbar, während die Korde 43 der Lagenverlängerung 40B flexibel und im Wesentlichen dehnbar relativ zu den den Hauptlagenkorden 41 sind. Dieses Merkmal, verbunden mit den vulkanisierten Verbindungen 70, stellt sicher, dass die Spannung in den Korden 41 gleichmäßig auf jeder Seite des Reifens 10 auf die Lagenverlängerungen 4OB übertragen wird. Dies bedeutet, das jedes Strecken in den Lagenverlängerungskorden 43 im Wesentlichen gleichmäßig auftritt. Dieses Merkmal ermöglicht, dass der Reifen 10 wiederholt und gleichförmig in Massenproduktion herstellbar ist.
In einem Verfahren des oberflächlichen Vorvulkanisierens der Verbindung 70 wird der Schritt des lokalen Vulkanisierens der Verbindung 70 durch Auftragen eines Klebstoffs 80 auf die benachbarten Oberflächen erreicht. Einmal mit dem Klebstoff beschichtet, wird die Verbindung erhitzt, wodurch die verbindenden Oberflächen vulkanisiert werden. Es wird Sorge getragen, dass das Vulkanisieren der Lage 40 auf das Gebiet, das die überlappenden Bereiche der Verbindungen 70 einnimmt, beschränkt ist, wodurch die verbleibenden Gummioberflächen unvulkanisiert bleiben.
Vorzugsweise kann der Klebstoff 80 ein induktionsempfindliches Material 82 in der Formulierung enthalten. Daher, wenn die mit Klebstoff 80 behandelten Verbindungen 70 einem Induktionsheizenergiefeld ausgesetzt werden, wird das empfindliche Material 82 aktiviert, was zur schnellen Erhitzung und Vulkanisation der Oberflächen der Verbindung 70 führt, wobei die Induktionsspirale nicht dargestellt ist.
Einmal vulkanisiert oder hitzeaktiviert, werden die Verbindungen 70 zusammengezwungen, wodurch sie eine vulkanisierte Verbindung 70 bilden. Das Zusammenzwingen wird allgemein als "Heften" bezeichnet.
Man setzt voraus, dass die Lagenverlängerungen 40B, wenn sie an die Hauptlage 40A angebracht werden, eine vorbestimmte Breite (W_B) besitzen. Das Überlappen der Hauptlage 40A und der zwei Lagenverlängerungen 40B erzeugt eine Verbundlage 40, die eine Gesamtbreite W_T = W_A + 2W_B – 2X aufweist, wobei X gleich der Breite des Überlapps an jeder Verbindung 70 ist. Die Gesamtbreite W_T des Verbundlagenaufbaus 40 umfasst die Entfernung zwischen den Wulstkernen 26 und den zwei Lagenumschlägen 32.
Dementsprechend wird gewürdigt, dass der Reifeningenieur die Stellen der Enden 75, 76 variieren kann, um die Leistung des Reifens anzupassen.
Ein ebenso wichtiges Merkmal der Reifenanpassung ist die Fähigkeit, die optimalen Kordwinkel der Lagenverlängerungen 40B auszusuchen, um die Handhabbarkeit zu erhöhen. Daher, können schnittwinklige Korde 43 in den Lagenverlängerungen 40B eine verbesserte Reifenhandhabbarkeit schaffen.
Wie es aus den 5 und 6 ersichtlich ist, sind die resultierenden Konstruktionen im Grunde die gleichen wie bei dem in 6 verwendeten Verfahren, wobei beide Verfahren die Fähigkeit bereitstellen, die Enden 75, 76 der Hauptlagenkomponente 40A während der durch Aufpumpen durchgeführten Aufblasformung des fertigen Reifens bis zu einer Stelle nahe der Wulstkerne 26 abzusenken.
Fachleute verstehen, dass das Verfahren zum Bilden des Reifens, wie es in den 5 und 6 gezeigt ist, auf den erfinderischen Reifen der 1 und 2 oder alternativ auf den Notlaufreifen der 3 und 4 ohne wesentliche Abänderung angewandt werden kann.
In Bezug auf die 8 und 9 sind Querschnittsansichten einer zweiten und dritten alternativen Ausführungsform des Reifens 10 gezeigt. Beim Reifen 10 der zweiten Ausführungsform ist die Lagenverlängerung 40B der Verbundlage 40 auf eine einzigartige Weise hergestellt. Wie gezeigt, erstrecken sich sowohl das radial innere Ende 33 als auch das radial äußere Ende 32 der Lagenverlängerung 40B über einen Abstand bis annähernd unter den Gürtelrandverstärkungsuaufbau 36. Die gezeigte Lagenverlängerung 40B weist eine vorbestimmte Querschnittsdicke (T) auf, die Lagenkorde 43 sind neben einer Oberfläche im Gegensatz zu der gegenüberliegenden Oberfläche plaziert, was zu einer asymmetrischen Anordnung der Korde 43 führt, so dass sich eine große Menge an Elastomermaterial auf einer Seite der Korde 43 und praktisch keines auf der entgegengesetzten Seite der Korde 43 befindet.
Während der Fertigung dieses Reifens werden die Lagenverlängerungen 40B auf die Aufbautrommel gelegt und erstrecken sich wesentlich über jede der beiden Seiten des Wulstkerns 26 hinaus. Die Breite ist ausreichend, so dass die Enden 32 beim Aufpumpen des Reifens unter den Gürteln 50, 51 enden werden. Die Hauptlage 40A ist wie gezeigt zwischen die Wusltkerne 26 gelegt und die überlappende Verbindung 70 ist vorvulkanisiert durch vorzugsweise lokales Aktivieren einer Induktionsheizspirale, was ein Induktionsfeld zwischen den Enden 45, 46 und 33 schafft. Alternative kann die Verbundlage 40 auf die Aufbautrommel 5 aufgebracht werden, wobei die Lagenverlängerungen 40B schon an die Hauptlage 40A vorvulkanisiert ist. Wenn der Reifen 10 aufgepumpt und die Lagenverlängerung 40B umgeschlagen wird, resultiert der Reifenquerschnitt, wie er in 8 gezeigt ist. Die elastomere Lagenbeschichtung für die Lagenverlängerung 40B weist vorzugsweise eine ähnliche Zusammensetzung wie die der zuvor diskutierten Einsatzfülllagen 42, 46 auf. Wenn sich die Lagenverlängerung 40B umschlägt, bildet sie aus dem verdickten Bereich der Lagenbeschichtung das Material für zwei Einsatzfülllagen und eine Kernreiterfülllage. Die Hauptlage 40A ist zwischen beiden Enden 32, 33 der sich radial erstreckenden Lagenverlängerung 40B geschichtet und angeordnet, wobei der resultierende Reifen ein Notlaufreifen ist, bei dem die Kernreiterfülllage und -einsätze geschickt ersetzt worden sind, indem sie in die Lagenverlängerung 40B eingearbeitet wurden. Wie Fachleute leicht feststellen können, reduziert dieser Reifen die Anzahl von der bei der Herstellung und dem Aufbau eines Notlaufreifens verwendeten Bauteilen stark, wodurch die Geschwindigkeit sowie die Genauigkeit, mit der der Reifen hergestellt werden kann, stark verbessert werden. Die Korde 41 der Hauptlage sind vorzugsweise nicht dehnbar, sie könnten aber aus irgendeinem der beschriebenen Kordmaterialien, die Nylon, Rayon, Polyester usw. umfassen, sein.
Wenn eine höhere effektive Reifenfederrate benötigt wird, kann der Reifen von 8 ferner Einsätze 42 umfassen, die radial innen und neben der Lagenverlängerung 40B angeordnet sind, wie es in 9 gezeigt ist. Dieser Notlaufreifen einer dritten alternativen Ausführungsform weist eine große Lasttragfähigkeit bei 0 Fülldruck auf.
Wenn ein Notlaufreifen nach 4 mit einer Verbundlage 40 aufgebaut wird, umfasst das bevorzugte Verfahren die Schritte, dass eine Aufbautrommel 5 mit einem mit einer Kontur versehenen Profil, wie es in den Querschnittsansichten der 7A, 7B und 7C gezeigt ist, bereitgestellt wird, der Liner 35, ein Zehenschützer aus Gewebematerial (wahlweise), die ersten Einsätze 42 und die Lage 38 aufgebracht werden, wobei den zuvor erwähnten Bauteilen synthetische Korde überlegt werden. Dann wird die Verbundlage 40, welche mit der Hauptlage 40A an die Lagenverlängerungen 40B an den gemeinsamen Verbindungsstellen 70 vorvulkanisiert ist, über der Lage 38 annähernd an den Ebenen (B-B) zentriert plaziert, wobei die Ebenen (B-B) die Ebenen sind, die den Zwischenraum (L) zwischen den Wulstkernen 26 definieren. Dann wird ein Wulstkern 26 an jeder Ebene (B-B) plaziert. Es ist wichtig anzumerken, dass die Wulstkerne 26 wegen der Trommelkonturen und des genügend großen Innendurchmessers der Wulstkerne ohne Behinderung über den Karkassenaufbau gleiten können. Dies bedeutet, dass die Kerne 26 von jedem Ende der Aufbautrommel aus frei über den gesamten Aufbau geschoben werden können, oder dass die Wulste 26 von beiden Enden aus angebracht werden können, wenn dies gewünscht ist.
Wenn die Wulste 26 angebracht werden, dehnt sich die Kronentrommel aus, wodurch die Stellung der Wulst festgelegt wird. Dann werden die Einsatzfülllagen 46 aufgebracht. Es ist wichtig anzumerken, dass die Hauptlage 40A eine Breite W_A aufweist, die ungefähr gleich dem Wulstkernabstand (L) ist, dann werden die Kernreiterfülllagen 48 vorzugsweise direkt über den Enden 45, 46 der Hauptlage 40A angebracht. Dann werden die Umschläge 34 der Lage 38 und 32 der Verlängerung 40B der Karkasse umgefaltet und und an die Karkasse geheftet. Dann werden die Gürtelgummistreifen und die Wulstband- und Seitenwandbauteile 60, 20 angebracht. Die Karkasse wird dann zu einer Torusform aufgepumpt und wenn der Reifen 10 geformt wird, rotiert die Hauptlage 40A benachbart zu den Wulstkernen 26 bis zu der axial inneren Stellung der Wulstkerne 26, wo sie angrenzend an der vorvulkanisierten Verbindung 70 an die Lagenverlängerungen 40B angefügt ist, wie es zuvor diskutiert wurde. Anschließend werden die Gürtellagen 50, 51 und die Auflage 59 (wenn sie verwendet wird) sowie der Laufstreifen 12 aufgebracht, wodurch der Aufbau des Rohreifens 10 abgeschlossen wird.
Bei einem Reifen 10 der bevorzugten Ausführungsform der 3 und 4 wird die Auflage 59 spiralförmig in drei Schichten über die Gürtel gewickelt, um die Steifigkeit des Laufstreifens zu verbessern, wenn der Reifen im Notlauf-Zustand betrieben wird.
Fachleute werden feststellen, dass das Scheuern der Reifen, wie es im unteren Wulstbereich radial außen in Bezug auf den Karkassenaufbau 30 benachbart zu dem Felgenhorn gezeigt wird, minimiert werden kann, insbesondere während der Verwendung im nicht aufgepumpten Zustand, indem ein Hartgummi-Wulstbandabschnitt 60 vorgesehen wird. Fachleute werden ferner feststellen, dass die Hochgeschwindigkeitsleistung der gezeigten Reifen durch Hinzufügen von Gewebeauflagen 59 verbessert werden kann, die umfassen, aber nicht beschränkt sind auf Nylon- Aramidauflagen, entweder in Gewebelagen oder in Streifen.

Claims

Ein Verbundlagenaufbau (40A) als ein Herstellungszwischenprodukt zum Gebrauch als eine Karkassenlage für einen Reifen (10), wobei der Verbundlagenaufbau (40) eine durch in unvulkanisiertem Gummi (44) eingekapselte Korde (41) verstärkte Hauptlage (40A) und ein Paar durch biegsame Korde (43) verstärkte Lagenverlängerungen (40B) aufweist, wobei die biegsamen Korde (43) in unvulkanisiertem Gummi (44) eingekapselt sind, wobei die Lagenverlängerungen (40B) jeweils ein Ende (33) aufweisen, das überlappend an einem ersten Ende (75) an die Hauptlage (40A) gefügt ist und wobei die andere Lagenverlängerung (40B) an ein zweites Ende (76) der Hauptlage (40A) gefügt ist, wobei die Verbundlage (40) gekennzeichnet ist durch: die Hauptlagenkorde (41) sind im Wesentlichen nicht dehnbar und die Korde (43) der Lagenverlängerungen sind biegsam und im Wesentlichen in Bezug auf die Hauptlagenkorde (41) dehnbar; eine gemeinsame Verbindungsstelle (70) zwischen den überlappenden Lagenverlängerungen (40B) und der Hauptlage (40A), wobei die gemeinsame Verbindungsstelle (70) zumindest genügend oberflächlich vorvulkanisiert ist, um Schlupf der Lagenverlängerung (40B) in Bezug auf die Hauptlage (40A) während der nachfolgenden Formung und Vulkanisation der Karkasse zu vermeiden, wobei die gesamte Streckung in den Lagenverlängerungskorden (43) auftritt.
Die Verbundlage (40) nach Anspruch 1, ferner dadurch gekennzeichnet, dass die überlappende gemeinsame Verbindungsstelle (70) zumindest 1 cm breit ist.
Die Verbundlage (40) nach Anspruch 1, wobei die Korde (41) der Hauptlage (40A) radial im Bereich von 65° bis 90° relativ zur Lagenlänge orientiert sind.
Die Verbundlage (40) nach Anspruch 3, wobei die Korde (43) der Lagenverlängerung (40B) radial im Bereich von 65° bis 90° relativ zur Lagenlänge orientiert sind.
Die Verbundlage (40) nach Anspruch 3, wobei die Korde (43) der Lagenverlängerung (40B) relativ zur Lagenlänge in einem Schnittwinkel orientiert sind.
Die Verbundlage (40) nach Anspruch 1, wobei die Korde (41) der Hauptlage aus Stahl, Kevlar^TM oder Glas hergestellt sind und wobei die Korde (43) synthetische, aus Aramid, Rayon, Nylon oder Polyester hergestellte Korde sind.
Das Verfahren zum Vorformen einer Verbundlage (40) und zur Formung eines Reifens mit dieser Verbundlage, wobei die Verbundlage (40) eine Hauptlage (40A) und ein Paar von Lagenverlängerungen (40B) zum Gebrauch in der Karkasse des Reifens (10) aufweist, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: Schneiden der, durch parallele, im Wesentlichen nicht dehnbare, in unvulkanisiertem Gummi (44) eingekapselte Korden (41) verstärkten Hauptlage (40A) auf eine vorbestimmte Breite (W_A), wobei die Breite (W_A) sich zwischen einem ersten Ende (75) und einem zweiten Ende (76) erstreckt; Anbringen eines Paars von Lagenverlängerungen (40B) von vorbestimmter Breite (W_B), wobei eine Lagenverlängerung (40B) überlappend an ein erstes Ende (75) angefügt ist und eine Lagenverlängerung (40B) überlappend an ein zweites Ende (76) angefügt ist, wobei jede Lagenverlängerung (40B) mit im Wesentlichen dehnbaren parallelen Korden (43), die in unvulkanisiertem Gummi (44) eingekapselt sind, verstärkt ist; lokales Vorvulkanisieren der überlappend an die Hauptlage (40A) gefügten Lagenverlängerungen (40B) entlang der angrenzenden, überlappenden gemeinsamen Oberflächen (70), wodurch eine Verbundlage (40) geformt wird, die eine vorbestimmte Gesamtbreite (W_T) aufweist, wobei die Verbundlage unvulkanisiert ist mit Ausnahme an den überlappenden Verbindungen (70): Zusammenfügen der vorgeformten Verbundlage (40) zu einem Reifen; Vulkanisieren des Reifens wobei die Spannung in den Korden (41) gleichmäßing auf jeder Seite des Reifens (10) auf die Lagenverlängerung (40B) übertragen wird, wobei die gesamte Streckung in den Lagenverlängerungskorden (43) im Wesentlichen gleichmäßig auftritt.
Verfahren zum Vorformen einer Verbundlage (40) nach Anspruch 7, das ferner die Schritte umfasst, dass eine klebfähige Beschichtung (80) auf die angrenzenden, überlappenden gemeinsamen Oberflächen (70) aufgebracht wird, bevor die Verbindung (70) vulkanisiert wird.
Verfahren zum Vorformen einer Verbundlage (40) nach Anspruch 8, wobei die klebfähige Beschichtung (80) für Induktionshitze empfindliches Material (82) umfasst.
Verfahren zum Vorformen einer Verbundlage (40) nach Anspruch 9, das ferner die Schritte umfasst, dass ein Induktionsenergiefeld entlang der überlappenden Verbindungen (70) aktiviert wird, wobei der Klebstoff (80) genügend aufgeheizt wird, um zumindest die Verbindungen (70) oberflächlich vorzuvulkanisieren.
Verfahren zum Vorformen einer Verbundlage (40) nach Anspruch 10, das ferner umfasst, dass eine Kraft auf die induktionserhitzten Verbindungen (70) ausgeübt wird, wodurch die Verbindung (70) zusammengeheftet wird.