DE102006038742B4

DE102006038742B4 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Laufstreifens eines Fahrzeugluftreifens

Info

Publication number: DE102006038742B4
Application number: DE102006038742.2A
Authority: DE
Inventors: Ralf Komischke
Original assignee: Continental Reifen Deutschland GmbH
Current assignee: Continental Reifen Deutschland GmbH
Priority date: 2006-08-17
Filing date: 2006-08-17
Publication date: 2019-06-19
Anticipated expiration: 2026-08-18
Also published as: DE102006038742A1

Abstract

Vorrichtung (2) zur Durchführung eines Verfahrens zur Herstellung eines Laufstreifens (1) eines Fahrzeugluftreifens, bei dem ein Laufstreifen (1) aus einer Kautschukmischung gefertigt und mit weiteren Reifenbauteilen zu einem Reifenrohling zusammengesetzt sowie in einer Vulkanisationsform zu einem fertigen Fahrzeugluftreifen vulkanisiert wird, wobei der Laufstreifen (1) aus Kautschukmaterial geformt und auf einem horizontal angeordneten Förderband abgelegt sowie auf dem Förderband transportiert wird, wobei nach Ablegen des Laufstreifens (1) auf dem Förderband und während des Transports des Laufstreifens (1) auf dem Förderband Einkerbungen (3) mittels wenigstens einer Vorrichtung (2) in den Laufstreifen (1) eingebracht werden, wobei in die Einkerbungen (3) ein Material (4) mit vom Material des Laufstreifens (1) abweichenden Eigenschaften eingebracht wird, wobei das Material (4) in die Einkerbungen (3) des Laufstreifens (1) eingebracht wird, während der Laufstreifen (1) horizontal auf dem Förderband transportiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (2) aus wenigstens einem Kurbeltrieb (7, 8) besteht, welcher einen Halter (9) mit darin eingesetzter Klinge (10) aufweist, welche sich linear über dem Laufstreifen (1) auf und ab bewegt und die Einkerbungen (3) erzeugt und in diese eindringt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung eines Fahrzeugluftreifens gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, sowie ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 13.
Bei der Herstellung eines Fahrzeugluftreifens werden üblicherweise seine einzelnen Bauteile, wie Laufstreifen, Seitenwände, Karkasse, Kern mit Apex und Gürtel separat vorgefertigt, wobei die Bauteile anschließend auf einer Reifenaufbautrommel zu einem Reifenrohling vereinigt werden. Der Reifenrohling wird anschließend in einer Vulkanisationsform zum Fahrzeugluftreifen vulkanisiert. Die Herstellung des Laufstreifens, welcher später im Fahrbetrieb den Kontakt mit der Fahrbahn hat, umfasst das Extrudieren oder Kalandrieren eines kontinuierlichen Bandes aus Kautschukmaterial, das nach dem Extrudieren bzw. Kalandrieren als kontinuierliches Band auf einem im Wesentlichen horizontal angeordneten Förderband abgelegt und weiteren Fertigungsschritten zugeführt wird. Diese weiteren Fertigungsschritte umfassen insbesondere das Zuschneiden und Ablängen des Bandes entsprechend den vorgegebenen Maßen des Laufstreifens.
Der Laufstreifen kann aus einer einzigen Kautschukmischung bestehen oder aus mehreren Kautschukmischungen zusammengesetzt sein, insbesondere kann er eine so genannte „Cap“ und eine so genannte „Base“ aufweisen. Wird der Laufstreifen extrudiert, so kann eine einzige Kautschukmischung durch eine Extruderdüse gepresst werden. Üblich ist auch das Extrudieren mehrerer Kautschukmischungen durch einen Mehrfachextruder, um auf diese Weise einen Laufstreifen zu schaffen, der eine Cap und Base aus unterschiedlichen Mischungen und mit unterschiedlichen Horizontalschichten aufweist.
Es sind auch bereits Fahrzeugluftreifen mit Laufstreifen bekannt geworden, die aus einer abweichenden schichtartigen Abfolge verschiedener Kautschukmischungen bestehen. Derartige Fahrzeugluftreifen werden beispielsweise in der DE 36 10 662 A1 und der DE 100 14 892 A1 beschrieben. Den Vorteil einer derartigen Ausgestaltung sieht die DE 36 10 662 A1 darin, dass, insbesondere bei einem Winterreifen, die Laufflächenabschnitte jedes Blockes nicht einheitlich glatt, sondern griffig sind, so dass die Lauffläche insgesamt eine vergleichsweise große Anzahl greifender Kanten erhält. Ebenso wird in der DE 36 10 662 A1 als Vorteil einer derartigen schichtweise aufgebauten Ausgestaltung eines Fahrzeugluftreifens beschrieben, dass sich bei Schichtabfolgen von harten und weniger harten Kautschukmischungen Auswaschungen ergeben, welche zur Bildung einer möglichst großen Anzahl wirksamer Kanten, insbesondere für den Wintereinsatz führen sollen. Zu Herstellungsverfahren eines derart ausgestalteten Reifens ist aus der DE 36 10 662 A1 allerdings nichts bekannt.
Die DE 100 14 892 A1 beschreibt ein Verfahren zum Herstellen eines Fahrzeugluftreifens, insbesondere eines Winterreifens, bei dem auf einen Teilreifen, der eine luftundurchlässigen Innenschicht, zumindest eine Festigkeitsträger enthaltende gummierte Karkasse, Hornprofile, Wulstkerne, Seitenwände, einen Gürtelverband und gegebenenfalls eine ein- oder mehrteilige Gürtelbandage aufweist, ein unvulkanisierter Laufstreifen aufgebracht wird, wobei der unvulkanisierte Laufstreifen aus einer Vielzahl von lamellenartig dünnen, alternierend nebeneinanderliegenden Schichten mit einer Schichtdicke von weniger als 1 mm aus zumindest zwei Laufstreifenmischungen unterschiedlichen Abriebwiderstands ausgebildet ist, und bei dem die Grenzflächen der alternierend nebeneinanderliegenden Schichten im Wesentlichen parallel zur äußeren Oberfläche des Laufstreifens angeordnet sind, wobei der unvulkanisierte Laufstreifen als extrudierter Streifen aufgebracht wird, wobei zumindest zwei Laufstreifenmischungen unterschiedlichen Abriebwiderstands in den Extruder eingebracht werden und deren durch Verweilzeit und Temperatur im Extruder bestimmte Durchmischung so eingestellt wird, dass am Extruderaustritt lediglich eine unvollständige und schichtartig oder schlierenförmig ausgebildete Durchmischung vorliegt, und wobei nach Aufbringen des Laufstreifens der solcher Art komplettierte Reifenrohling in der Vulkanisationsform ausvulkanisiert wird, in welcher mit Hilfe von am Innenumfang der Vulkanisationsform angeordneten Formgebungselementen die äußere Oberfläche des Laufstreifens und die parallel dazu liegenden lamellenartig dünnen sowie alternierend nebeneinanderliegenden Schichten in der Profilkontur des Laufstreifens eingeformt werden.
Die Realisierung derartiger schichtweise aufgebauter Laufstreifen bereitete in der Praxis aber bislang Probleme, insbesondere im Hinblick auf eine kostengünstige Fertigung und auf eine stete Wiederholbarkeit der Ergebnisse. Denn bei der aus der DE 100 14 892 A 1 bekannten Lösung erscheint die exakte Reproduzierbarkeit der mäanderförmigen Schichten fraglich.
In der nicht vorveröffentlichten Patentanmeldung DE 10 2005 061 092 A1 wird ein gattungsbildendes Verfahren zur Herstellung eines Fahrzeugluftreifens beschrieben, bei dem ein Laufstreifen aus einer Kautschukmischung gefertigt, mit weiteren Reifenbauteilen zu einem Reifenrohling zusammengesetzt und in einer Vulkanisationsform zu einem fertigen Fahrzeugluftreifen vulkanisiert wird, wobei der Laufstreifen aus Kautschukmaterial geformt und auf einem im Wesentlichen horizontal angeordneten Förderband abgelegt sowie auf dem Förderband transportiert wird, wobei nach Ablegen des Laufstreifens auf dem Förderband und während des Transports des Laufstreifens auf dem Förderband Einkerbungen mittels wenigstens einer Vorrichtung in den Laufstreifen eingebracht werden, wobei in die Einkerbungen ein Material mit vom Material des Laufstreifens abweichenden Eigenschaften eingebracht wird.
Unter Einkerbungen versteht die DE 10 2005 061 092 A1 jegliche Arten von Vertiefungen, welche von einem Grund und Seitenwänden des Laufstreifens begrenzt, aber wenigstens nach oben hin offen und durch ein Werkzeug erzeugt sind. Die Einkerbungen können Kanäle, Aussparungen, Fugen, Spalten oder Räumungen sein, wobei ihre Länge deutlich größer ist als deren Breite. Als Werkzeuge zur Erzeugung der Einkerbungen werden messerartige Werkzeuge, Stempel oder spanabhebende Werkzeuge, sowie ein mit Stempeln versehenes Raupenband erwähnt.
Die Einkerbungen werden in die Oberfläche des Laufstreifens eingeformt, während dieser flach auf einem Förderband liegt. Das Einbringen des zusätzlichen Materials erfolgt im Winkel zur Horizontalen, nämlich im Bereich einer Rolle, über welche der Laufstreifen geführt und vertikal abgelenkt wird. Da sich die Einkerbungen im Bereich der Rolle unter Bildung eines keilförmigen Spaltes öffnen, lässt sich zusätzliches Material dort leichter einbringen als in der Horizontalen. Allerdings bereitet insbesondere das Einbringen pulverförmiger Materialien bei einer derartigen Anordnung Probleme, welche sich unter anderem in relativ hohen Materialverlusten äußern, da ein großer Anteil pulverförmiger Substanzen nicht in die Spalte eindringt, sondern an diesen vorbei geblasen wird, wodurch eine hohe Menge an Abfall anfällt.
Weitere Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung eines Laufstreifens eines Fahrzeugluftreifens sind in den Druckschriften US 2003/0084982A1 sowie EP 0 881 060 A2 angegeben.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, diesbezüglich Abhilfe zu schaffen und eine Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zur Herstellung eines Laufstreifens eines Fahrzeugluftreifens sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Laufstreifens eines Fahrzeugluftreifens der eingangs genannten Art zu gestalten, welche die bestehenden Nachteile derartiger Verfahren und deren Vorrichtungen beheben.
Diese Aufgaben werden durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1 sowie ein Verfahren nach Anspruch 13 gelöst.
Die Erfindung betrifft demnach eine Vorrichtung zur Herstellung eines Laufstreifens eines Fahrzeugluftreifens, wobei sich die Vorrichtung dadurch auszeichnet, dass diese aus wenigstens einem Kurbeltrieb besteht, welcher einen Halter mit darin eingesetzter Klinge aufweist, welche sich linear über dem Laufstreifen auf und ab bewegt sowie in die Einkerbungen eindringt bzw. diese erzeugt. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung lässt sich auch noch dadurch ergänzen, dass der Halter über einen Lenker mit einer rotierenden Exzenterscheibe verbunden ist.
Andere praktische Ausgestaltungen der Erfindung zeichnen sich dadurch aus, dass die Vorrichtung aus zwei identischen Kurbeltrieben besteht, welche nebeneinander und quer zum Laufstreifen über diesem angeordnet sind. Diese Ausgestaltung lässt sich noch dadurch ergänzen, dass die Einkerbungen durch die Klinge eines Kurbeltriebes erzeugbar sind, und dass das Material durch die Klinge des anderen Kurbeltriebs in die Einkerbungen einpressbar ist.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht es hierbei, dass das Material in die Einkerbungen des Laufstreifens eingebracht wird, während der Laufstreifen im Wesentlichen horizontal auf dem Förderband transportiert wird.
Auf überraschend einfache Art und Weise wird also erreicht, dass das zusätzliche Material in die Einkerbungen eingebracht wird, während der Laufstreifen noch auf dem Förderband horizontal angeordnet ist und während dieser auf dem Förderband transportiert wird. Der Vorteil, der sich hierdurch ergibt, ist neben einer frappierend höheren Bearbeitungsgeschwindigkeit in einem ressourcenschonenderen Materialeinsatz zu sehen. Denn dadurch, dass sich das zusätzliche Material nunmehr horizontal in die Einkerbungen einbringen lässt, fällt signifikant weniger Abfallmaterial an.
In die Einkerbungen können nunmehr gezielt Verstärkungen aus unterschiedlichsten Materialien eingebracht werden, die im Gesamtbauteil eine partielle Varianz der Steifigkeiten ergeben.
In praktischen Ausgestaltungen der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Einbringen der Einkerbungen gleichzeitig mit dem Einbringen von Material in den Laufstreifen erfolgt. Alternativ dazu kann vorgesehen sein, dass das Einbringen der Einkerbungen vor dem Einbringen von Material in den Laufstreifen erfolgt.
Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass das Material ein solches ist, das mit dem Kautschukmaterial des Laufstreifens während der Vulkanisation unverbindbar ist. In anderen praktischen Weiterbildungen kann vorgesehen sein, dass das Material Kalk oder Sand ist.
Eine andere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Material nach der Vulkanisation aus dem Laufstreifen entfernt wird. Ebenso liegt es im Rahmen der Erfindung vorzusehen, dass das vom Kautschukmaterial des Laufstreifens abweichende Material während der Vulkanisation mit dem Material des Laufstreifens verbunden wird. Diese Ausgestaltung lässt sich noch dadurch ergänzen, dass das Material in faserförmiger Form in die Einkerbungen eingearbeitet wird.
In einer besonders praktischen Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Material aus Aramid, Nylon, Naturfasern oder Stahl besteht.
In einer alternativen Ausführung, die Stand der Technik darstellt, ist vorgesehen, dass die Vorrichtung aus wenigstens einer Walze besteht, welche eine Mantelfläche mit darin radial eingesetzten Klingen aufweist, welche kreisbogenförmig in die Einkerbungen eindringen.
Alternativ dazu kann aber ebenso vorgesehen sein, dass diese Vorrichtung des Standes der Technik aus zwei identischen Walzen besteht, welche nebeneinander und quer zum Laufstreifen über diesem angeordnet sind. Diese bekannte Ausgestaltung lässt sich vorteilhaft noch dadurch ergänzen, dass die Einkerbungen durch die Klingen einer Walze erzeugbar sind, und dass das Material durch die Klinge der anderen Walze in die Einkerbungen einpressbar ist.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren gemäß Anspruch 13 geht aus von einem Verfahren zur Herstellung eines Laufstreifens eines Fahrzeugluftreifens, bei dem ein Laufstreifen aus wenigstens zwei Kautschukmischungen gefertigt und mit weiteren Reifenbauteilen zu einem Reifenrohling zusammengesetzt sowie in einer Vulkanisationsform zu einem fertigen Fahrzeugluftreifen vulkanisiert wird, wobei der Laufstreifen aus Kautschukmaterial geformt und auf einem im Wesentlichen horizontal angeordneten Förderband abgelegt sowie auf dem Förderband transportiert wird. Um bei einem derartigen Verfahren ebenfalls eine definierte Schichtfolge von Materialien unterschiedlicher Eigenschaft zu erhalten, und zwar möglichst mit anisotroper Eigenschaft, ist bei dieser Abwandlung eines erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, dass der Laufstreifen aus wenigstens zwei Materialstreifen gefertigt wird, wobei die beiden aneinanderliegenden Materialstreifen mäanderartig und quer zur Förderrichtung A des Förderbandes auf diesem abgelegt werden, wobei die Materialstreifen mit voneinander abweichenden Eigenschaften versehen werden.
Diese Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Verfahrens lässt sich noch dadurch weiter ausgestalten, dass an äußeren Endpunkten die Querverlaufsrichtung der Materialstreifen unter Bildung von Schlaufen umgekehrt wird, wobei das Förderband angetrieben wird, sobald die Materialstreifen die Endpunkte erreicht haben.
Besonders vorteilhaft ist schließlich eine Weiterbildung dieses erfindungsgemäßen Verfahrens, die sich dadurch auszeichnet, dass die Materialstreifen über Umlenkrollen einem Auflegekopf zugeführt werden, wobei der Auflegekopf zwei Rollen aufweist, zwischen denen ein Spalt angeordnet ist, in welchen die Materialstreifen einlaufen und zusammengepresst werden.
Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand der Zeichnung, die schematisch Ausführungsbeispiele der Erfindung darstellt, näher beschrieben.
Darin zeigt

1a schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens von der Seite,
1b ein Detail aus 1a,
1c die Vorrichtung aus 1a in perspektivischer Darstellung,
2a schematisch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß dem Stand der Technik von der Seite,
2b ein Detail aus 2a,
3a schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens von oben,
3b ein Detail aus 3a,
3c die Vorrichtung aus 3a in perspektivischer Darstellung, und
3d ein Detail aus 3c.

In den 1a bis 1c ist schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel des Verfahrens und einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung eines Laufstreifens 1 dargestellt. Der Laufstreifen 1 besteht aus einer Kautschukmischung, welche zunächst durch einen Kalander oder einen Extruder geführt wird, wobei in 1a weder der Extruder noch der Kalander dargestellt sind. Nachdem der als kontinuierlicher Materialstreifen ausgebildete Laufstreifen 1 den Kalander bzw. den Extruder verlassen hat, wird dieser auf einem nicht dargestellten Förderband abgelegt, welches im Wesentlichen horizontal ausgerichtet ist. Das kontinuierlich oder taktweise angetriebene Förderband fördert den Laufstreifen 1 in Richtung des Pfeils A. Über dem Förderband und über dem Laufstreifen 1 ist eine Vorrichtung 2 angeordnet, welche dazu dient, Einkerbungen 3 in den Laufstreifen 1 einzubringen und die Einkerbungen mit vom Material des Laufstreifens 1 abweichenden Material 4 zu verfüllen.
Die Ausrichtung der Einkerbungen 3 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel senkrecht zur Oberfläche 5 bzw. zur Unterseite 6 des Laufstreifens 1. Abweichend vom in den 1a bis 1c gezeigten Ausführungsbeispiel liegt es jedoch auch im Rahmen der Erfindung, wenn die Einkerbungen 3 in einem anderen Winkel zur Oberfläche 5 bzw. Unterseite 6 des Laufstreifens 1 angeordnet sind.
Die Vorrichtung 2 besteht aus zwei identischen Kurbeltrieben 7 und 8, welche nebeneinander und quer zum Laufstreifen 1 über diesem angeordnet sind. Die Kurbeltriebe 7, 8 weisen jeweils einen Halter 9 mit eingesetzter Klinge 10 auf, welche sich linear auf und ab bewegt. Hierzu ist der Halter 9 jeweils über einen Lenker 11 mit einer rotierenden Exzenterscheibe 12 verbunden. Ein in 1c zu erkennender Achsstumpf 13 an der Exzenterscheibe 12 ist mit einem geeigneten Antrieb, beispielsweise einem Elektromotor, drehfest verbunden.
Nachdem der Laufstreifen 1 den Extruder verlassen hat und auf dem Förderband abgelegt ist, wird der Laufstreifen 1 in Richtung des Pfeils A transportiert. Die sich hebende und senkende Klinge 10 des Kurbeltriebes 7 drückt die Einkerbungen 3 in die Oberfläche 5 des Laufstreifens 1. Anschließend und bevor der Laufstreifen 1 in den Einwirkungsbereich des zweiten Kurbeltriebes 8 gerät, wird Material 4 auf die Oberfläche 5 des Laufstreifens 1 aufgelegt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel gemäß den 1a bis 1c ist das Material 4 ein faseriger Materialstreifen aus Aramid, es lassen sich jedoch auch pulverförmige oder pastöse Materialien auflegen. Nach dem Auflegen des Materials 4 gelangen der Laufstreifen 1 und das Material 4 in den Einwirkungsbereich des Kurbeltriebes 8, welcher sich mit der gleichen Geschwindigkeit wie der erste Kurbeltrieb 7 bewegt. Die sich hebende und senkende Klinge 10 des Kurbeltriebes drückt und presst das Material 4 in die Einkerbungen 3, so dass das Material formschlüssig in den Laufstreifen 1 eingebettet wird. Eventuell noch überschüssiges oder überstehendes Material kann im Anschluss durch Abblasen, Abfegen oder Abschneiden entfernt werden.
Es ist möglich, bei ausreichend hoher Steifigkeit des Materials 4 den ersten Kurbeltrieb 7 entfallen zu lassen. Die Applikation des Materials 4 würde dann in einem einzigen Schritt erfolgen, nämlich durch Auflegen des Materials 4 und Einbringen der Einkerbungen 3 mit gleichzeitigem Einpressen des Materials 4 in den Laufstreifen 1 durch den Kurbeltrieb 8, der im Detail in 1b als Ausriss entsprechend einem Kreis B aus 1a dargestellt ist.
In den 2a und 2b ist schematisch ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines Laufstreifens 1 gemäß dem Stand der Technik dargestellt. Der Laufstreifen 1 besteht ebenfalls aus einer Kautschukmischung, welche zunächst durch einen Kalander oder einen Extruder geführt wird, wobei in 2a weder der Extruder noch der Kalander dargestellt sind. Nachdem der als kontinuierlicher Streifen ausgebildete Laufstreifen 1 den Kalander bzw. den Extruder verlassen hat, wird er auf einem in 2a durch Förderrollen 14, 15 angedeuteten Förderband abgelegt, welches im Wesentlichen horizontal ausgerichtet ist. Das kontinuierlich oder taktweise angetriebene Förderband fördert den Laufstreifen 1 in Richtung des Pfeils A.
Über dem Förderband und über dem Laufstreifen 1 ist eine Vorrichtung 2 angeordnet, welche dazu dient, Einkerbungen 3 in den Laufstreifen 1 einzubringen und diese Einkerbungen 3 mit vom Material des Laufstreifens 1 abweichenden Material 4 zu verfüllen.
Die Ausrichtung der Einkerbungen 3 ist im gezeigten Beispiel senkrecht zur Oberfläche 5 bzw. zur Unterseite 6 des Laufstreifens 1. Abweichend vom in den 2a, 2b gezeigten Beispiel ist es jedoch auch möglich, wenn die Einkerbungen 3 in einem anderen Winkel zur Oberfläche 5 bzw. Unterseite 6 des Laufstreifens 1 angeordnet sind.
Die Vorrichtung 2 des Standes der Technik besteht aus zwei identischen Walzen 16 und 17, welche nebeneinander und quer zum Laufstreifen 1 über diesem angeordnet sind. Die Walzen 16, 17 weisen jeweils eine Vielzahl radial angeordneter und jeweils in die Mantelfläche 18 der Walze 16 bzw. 17 eingesetzter Klingen 19 auf. Die Walzen 16, 17 sind außerdem mit einem geeigneten Antriebsmittel verbunden, beispielsweise mit einem Elektromotor.
Nachdem der Laufstreifen 1 den Extruder verlassen hat und auf dem Förderband abgelegt ist, wird der Laufstreifen 1 in Richtung des Pfeils A transportiert. Die mit der Walze 16 rotierenden Klingen 19 drücken die Einkerbungen 3 in die Oberfläche 5 des Laufstreifens 1. Anschließend und bevor der Laufstreifen 1 in den Einwirkungsbereich der zweiten Walze 17 gerät, wird Material 4 auf die Oberfläche 5 des Laufstreifens 1 aufgelegt. Im dargestellten Beispiel des Standes der Technik gemäß den 2a, 2b ist das Material 4 ein Materialstreifen aus Stahlcorden oder Stahlfilamenten, es lassen sich jedoch auch pulverförmige oder pastöse Materialien auflegen.
Nach dem Auflegen des Materials 4 gelangen der Laufstreifen 1 und das Material 4 in den Einwirkungsbereich der zweiten Walze 17, welche sich mit der gleichen Geschwindigkeit wie die erste Walze 16 dreht. Die sich kreisbogenförmig bewegenden Klingen 10 der Walze 17 drücken und pressen das Material 4 in die Einkerbungen 3, so dass dieses Material 4 formschlüssig in den Laufstreifen 1 eingebettet wird. Eventuell noch überschüssiges oder überstehendes Material 4 kann im Anschluss durch Abblasen, Abfegen oder Abschneiden entfernt werden.
Es ist bei ausreichend steifem Materials 4 möglich, auf die erste Walze 16 zu verzichten. Die Applikation des Materials 4 würde dann in einem einzigen Schritt erfolgen, nämlich durch Auflegen des Materials 4 und Einbringen der Einkerbungen 3 mit gleichzeitigem Einpressen des Materials 4 in den Laufstreifen durch die Walze 17, die im Detail in 2b als Ausriss entsprechend einem Kreis C aus 1a dargestellt ist.
In den 3a bis 3d ist schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens und einer Vorrichtung zur Herstellung eines Laufstreifens 20 dargestellt. Der Laufstreifen 20 besteht aus mäanderartig gewundenen Materialstreifen 21, 22, welche auf einem Förderband 23 abgelegt und in Richtung des Pfeils A transportiert werden. Die separat hergestellten Materialstreifen 21, 22 bestehen aus Kautschukmaterialien unterschiedlicher Eigenschaften, beispielsweise mit unterschiedlicher Shore A Härte. In den etwas dunkler dargestellten Materialstreifen 22 sind Fasern eingearbeitet, und zwar derart, dass sie im Laufstreifen 20 quer zur Förderrichtung A ausgerichtet sind. Abweichend davon ist es aber auch möglich, gleich oder ungleich breite bzw. dicke Materialstreifen 21, 22 zu verwenden, die sich lediglich bezüglich der Kautschukmischung unterscheiden.
Die Materialstreifen 21, 22 werden über Umlenkrollen 24, welche im Detail in 3d als Ausriss entsprechend einem Kreis D aus 3c dargestellt sind, und über Umlenkrollen 25 einem Auflegekopf 26 zugeführt. Die Umlenkrollen können angetrieben und abgebremst werden, um auf diese Weise einen gezielten Vorschub ohne Spannung oder eine definierte Spannung an den Materialstreifen 21, 22 zu erzeugen. Der Auflegekopf 26 weist zwei Rollen 27, 28 auf, zwischen denen ein Spalt 29 ausgebildet ist, in welchen die Materialstreifen 21, 22 einlaufen und zusammengepresst werden. Die Rollen 27, 28 können ebenfalls angetrieben oder abgebremst werden.
Der Auflegekopf 26 arbeitet ähnlich wie Spulköpfe und Spulvorrichtungen, wie sie aus dem Bereich des Aufspulens von Spulbandagen auf Gürtellagen von Fahrzeugluftreifen allgemein bekannt sind. Entsprechend verfährt der über dem Förderband 23 angeordnete Auflegekopf 26 quer zur Förderrichtung A auf und ab bzw. nach links und rechts, welches mit dem Doppelpfeil F in 3b angedeutet ist, welche ein Detail aus 3a als Ausriss entsprechend einem Kreis E aus 3a zeigt.
Sobald der Auflegekopf 26 einen oberen Endpunkt 30 bzw. einen unteren Endpunkt 31 erreicht hat, bewegt sich das Förderband 23 getaktet um ein paar wenige Millimeter in Richtung des Pfeils A, anschließend verfährt der Auflegekopf 26 wieder in die entgegen gesetzte Richtung, so dass die aneinanderliegenden Materialstreifen 21, 22 an den Endpunkten 30, 31 Schlaufen 32, 33 bilden.
Auf diese Weise entsteht taktweise ein Laufstreifen 20, der aus quer zur Förderrichtung und im fertigen Fahrzeugluftreifen quer zu seiner Umfangsrichtung ausgerichteten Materialstreifen besteht, wobei in wenigstens einem Materialstreifen 21 oder 22 Fasern eingelagert sind, welche sich ebenfalls im Wesentlichen quer zur Förderrichtung erstrecken. Je nachdem, wie die Fasern in einen oder beide Materialstreifen eingemischt wurden, können sich die Fasern im fertigen Fahrzeugluftreifen auch radial erstrecken.
Zur Konturierung des Gesamtbauteils ist eine Varianz der Materialstreifenbreite der zugeführten Materialstreifen 21, 22 denkbar, wodurch sich eine variable Dicke ergibt. Ebenfalls ist eine Dickenvarianz der zugeführten Materialstreifen 21, 22 möglich, die sich in einem unterschiedlichen Abstand der Steifigkeiten im Gesamtbauteil wiederfindet. Weiterhin wäre denkbar, den Auflegekopf 26 die ihm zugeführten Materialstreifen 21, 22 auf ein bereits auf dem Förderband 23 liegendes Bauteil aufzulegen, welches beispielsweise die Base des Laufstreifens 20 bilden würde.
Auf diese Weise wird eine Fertigung von strukturierten Bauteilen geschaffen, die quer zur Extrusionsrichtung unterschiedliche Steifigkeiten aufweisen können, und zwar einerseits durch die Verwendung unterschiedlicher Materialien, andererseits durch die Verwendung von Zusatzstoffen, die in einem vorigen Prozess den Einzelmaterialien zugeführt werden. Im Fall der Verwendung für Laufstreifen 20 wären Steifigkeitsvariationen oder Mischungsvariationen quer zur Extrusionsrichtung für die Reifenperformance von Vorteil. Für die Verwendung für kleine Losgrößen ist diese Vorrichtung mit Auflegekopf 23 ebenfalls von Vorteil.
Bezugszeichenliste
(Bestandteil der Beschreibung)

1: Laufstreifen
2: Vorrichtung
3: Einkerbung
4: Material
5: Oberfläche
6: Unterseite
7: Kurbeltrieb
8: Kurbeltrieb
9: Halter
10: Klinge
11: Lenker
12: Exzenterscheibe
13: Achsstumpf
14: Förderrolle
15: Förderrolle
16: Walze
17: Walze
18: Mantelfläche
19: Klinge
20: Laufstreifen
21: Materialstreifen
22: Materialstreifen
23: Förderband
24: Umlenkrolle
25: Umlenkrolle
26: Auflegekopf
27: Rolle
28: Rolle
29: Spalt
30: Endpunkt
31: Endpunkt
32: Schlaufe
33: Schlaufe
A: Pfeil
B: Kreis
C: Kreis
D: Kreis
E: Kreis
F: Doppelpfeil

Claims

Vorrichtung (2) zur Durchführung eines Verfahrens zur Herstellung eines Laufstreifens (1) eines Fahrzeugluftreifens, bei dem ein Laufstreifen (1) aus einer Kautschukmischung gefertigt und mit weiteren Reifenbauteilen zu einem Reifenrohling zusammengesetzt sowie in einer Vulkanisationsform zu einem fertigen Fahrzeugluftreifen vulkanisiert wird, wobei der Laufstreifen (1) aus Kautschukmaterial geformt und auf einem horizontal angeordneten Förderband abgelegt sowie auf dem Förderband transportiert wird, wobei nach Ablegen des Laufstreifens (1) auf dem Förderband und während des Transports des Laufstreifens (1) auf dem Förderband Einkerbungen (3) mittels wenigstens einer Vorrichtung (2) in den Laufstreifen (1) eingebracht werden, wobei in die Einkerbungen (3) ein Material (4) mit vom Material des Laufstreifens (1) abweichenden Eigenschaften eingebracht wird, wobei das Material (4) in die Einkerbungen (3) des Laufstreifens (1) eingebracht wird, während der Laufstreifen (1) horizontal auf dem Förderband transportiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (2) aus wenigstens einem Kurbeltrieb (7, 8) besteht, welcher einen Halter (9) mit darin eingesetzter Klinge (10) aufweist, welche sich linear über dem Laufstreifen (1) auf und ab bewegt und die Einkerbungen (3) erzeugt und in diese eindringt.
Vorrichtung (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Halter (9) über einen Lenker (11) mit einer rotierenden Exzenterscheibe (12) verbunden ist.
Vorrichtung (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (2) aus zwei identischen Kurbeltrieben (7, 8) besteht, welche nebeneinander und quer zum Laufstreifen (1) über diesem angeordnet sind.
Vorrichtung (2) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einkerbungen (3) durch die Klinge (10) eines Kurbeltriebes (7) erzeugbar sind, und dass das Material (4) durch die Klinge (10) des anderen Kurbeltriebs (8) in die Einkerbungen (3) einpressbar ist.
Vorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Einbringen der Einkerbungen (3) gleichzeitig mit dem Einbringen von Material (4) in den Laufstreifen (1) erfolgt.
Vorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Einbringen der Einkerbungen (3) vor dem Einbringen von Material (4) in den Laufstreifen (1) erfolgt.
Vorrichtung (2) nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Material (4) ein solches ist, das mit dem Kautschukmaterial des Laufstreifens (1) während der Vulkanisation unverbindbar ist.
Vorrichtung (2) nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Material Kalk oder Sand ist.
Vorrichtung (2) nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Material (4) nach der Vulkanisation aus dem Laufstreifen (1) entfernt wird.
Vorrichtung (2) nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das vom Kautschukmaterial des Laufstreifens (1) abweichende Material (4) während der Vulkanisation mit dem Material des Laufstreifens (1) verbunden wird.
Vorrichtung (2) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Material (4) in faserförmiger Form in die Einkerbungen (3) eingearbeitet wird.
Vorrichtung (2) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Material aus Aramid, Nylon, Naturfasern oder Stahl besteht.
Verfahren zur Herstellung eines Laufstreifens (20) eines Fahrzeugluftreifens, bei dem ein Laufstreifen (20) aus wenigstens zwei Kautschukmischungen gefertigt und mit weiteren Reifenbauteilen zu einem Reifenrohling zusammengesetzt sowie in einer Vulkanisationsform zu einem fertigen Fahrzeugluftreifen vulkanisiert wird, wobei der Laufstreifen (20) aus Kautschukmaterial geformt und auf einem horizontal angeordneten Förderband (23) abgelegt sowie auf dem Förderband (23) transportiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Laufstreifen (20) aus wenigstens zwei Materialstreifen (21, 22) gefertigt wird, wobei die beiden aneinanderliegenden Materialstreifen (21, 22) mäanderartig und quer zur Förderrichtung (A) des Förderbandes (23) auf diesem abgelegt werden, wobei die Materialstreifen (21, 22) mit voneinander abweichenden Eigenschaften versehen werden.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass an äußeren Endpunkten (30, 31) die Querverlaufsrichtung der Materialstreifen (21, 22) unter Bildung von Schlaufen (32, 33) umgekehrt wird, wobei das Förderband (23) angetrieben wird, sobald die Materialstreifen (21, 22) die Endpunkte (30, 31) erreicht haben.
Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 13 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialstreifen (21, 22) über Umlenkrollen (24, 25) einem Auflegekopf (26) zugeführt werden, wobei der Auflegekopf (26) zwei Rollen (27, 28) aufweist, zwischen denen ein Spalt (29) angeordnet ist, in welchen die Materialstreifen (21, 22) einlaufen und zusammengepresst werden.