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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Luftreifen, der von einer Anzahl
von Gummielementen aufgebaut wird, und ein Verfahren zum Aufbauen
eines solchen Reifens.
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Im
allgemeinen enthält ein Luftreifen (im folgenden auch kurz
als Reifen bezeichnet) eine Anzahl von Gummielementen, aus denen
er aufgebaut ist. Wie in der 5 der Zeichnung
gezeigt, umfassen die entsprechenden Teile des Reifens, das heißt
die Gummielemente, eine innere Auskleidung 2, eine Lauffläche 3,
Seitenwände 4, Felgenstreifen 5 und so
weiter. Die Gummielemente weisen jeweils bestimmte Eigenschaften
auf und sind mit Verstärkungselementen kombiniert, etwa
einer Karkasse 6, einem Gürtel 7 und
dergleichen. Zusammen bilden die Gummielemente und die Verstärkungselemente
den Reifen T.
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Ein
Gummielement mit einem vorgegebenen Querschnitt wird herkömmlich
dadurch aufgebaut, daß ein nicht vulkanisierter bandförmiger
Gummistreifen, der in Bandform extrudiert wird, in der Reifen-Umfangsrichtung überlappend
spiralförmig auf einen sich drehenden Haltekörper
wie eine Aufbautrommel und dergleichen aufgewickelt wird (siehe
zum Beispiel die
JP-A-9-29858 und
die
JP-A-2003-305781 ).
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Wenn
wie in der
JP-A-9-29858 und
der
JP-A-2003-305781 beschrieben
ein Gummistreifen spiralig überlappend aufgewickelt wird,
entstehen links und rechts überstehende Gummiabschnitte,
so daß nach dem Aufwickeln ein Schneidvorgang erforderlich
ist. Es wurde deshalb schon vorgeschlagen, bei der ersten Windung
zu Beginn des Aufwickelns und bei der letzten Windung am Ende des
Aufwickelns das Aufwickeln parallel zur Reifen-Umfangsrichtung und
senkrecht zur Reifen-Breitenrichtung auszuführen und bei
den anderen Windungen dazwischen das spiralige Aufwickeln mit einem
gewissen seitlichen Versatz auszuführen (siehe zum Beispiel
die
JP-A-2002-205512 ).
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Bei
diesem Wicklungssystem nimmt die übereinanderliegende Gummimenge
zu Beginn des Aufwickelns bei der oder den ersten Windungen und
zum Ende des Aufwickelns bei der oder den letzten Windungen zu,
so daß das Gewicht des Reifens nicht gleichförmig
verteilt ist. Deshalb wurde schon vorgeschlagen, das Aufwickeln
bei der ersten Windung am Anfang der Wicklung in der Reifen-Umfangsrichtung
auszuführen, die nachfolgenden Windungen in einem Teilbereich
der Reifen-Umfangsrichtung zu der Reifen-Umfangsrichtung zu neigen
und im übrigen im restlichen Bereich der Reifen-Umfangsrichtung
in dieser aufzuwickeln, um nur in dem genannten Teilbereich des
Umfangs einen bestimmten seitlichen Versatz zu erhalten, und bei
der letzten Windung beim Ende des Aufwickelns das Aufwickeln wieder
ausschließlich in der Reifen-Umfangsrichtung auszuführen
(
JP-A-2006-69130 ).
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Die
6 der
Zeichnung zeigt, wie der bandförmige Gummistreifen
101 bei
dem Wicklungssystem der
JP-A-2006-69130 aufgewickelt
wird. In den Abschnitten des Umfangs mit den geneigten Bereichen
G des Gummistreifens
101 entstehen auf der Seite des Wicklungsbeginns
und auf der Seite des Wicklungsendes dreieckige, übermäßige Überlappungsbereiche
Q1, Q2, in denen die einzelnen Lagen des Gummibandes
101 übermäßig überlappen,
so daß im Querschnitt in der Breitenrichtung längs
der Linie VII-VII senkrecht zur Reifen-Umfangsrichtung in den geneigten
Bereichen G der Windungen die durch das Umlaufen des Gummistreifens
101 erzeugte
Anzahl von Lagen eine ganze Lage mehr umfaßt als in den übrigen
Bereichen, wie es in der
7 gezeigt ist. Diese übermäßigen Überlappungsbereiche
Q1, Q2 sind verantwortlich für die ungleichmäßige
Gewichtsverteilung in der Umfangsrichtung des Reifens. Im Querschnitt
in der Breitenrichtung nimmt die Gesamtdicke der Gummistreifen
101 zu
und führt zu einer Verschlechterung der Radialkraftvariationen
(RKV).
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Aufgabe
der Erfindung ist es daher, einen Luftreifen mit einer Anzahl von
Gummielementen zu schaffen, bei dem wenigstens eines der Gummielemente
durch Aufwickeln eines bandförmigen Gummistreifens aufgebaut
wird, wobei übermäßig überlappende
Abschnitte weitgehend vermieden werden sollen, so daß im Querschnitt
in der Breitenrichtung keine genau gegenüberliegenden, übermäßig überlappenden
Bereiche am Beginn und Ende der Wicklung vorhanden sind und der
Reifen eine gleichmäßige Gewichtsverteilung und
geringe Radialkraftvariationen aufweist. Auch soll ein Verfahren
zum Aufbauen eines solchen Reifens geschaffen werden.
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Diese
Aufgabe wird mit der Vorrichtung nach Patentanspruch 1 bzw. dem
Verfahren nach Patentanspruch 4 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen
der erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. des erfindungsgemäßen
Verfahrens sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Die
Aufgabe wird somit erfindungsgemäß dadurch gelöst,
daß bei einem Luftreifen mit einer Anzahl von Gummielementen,
von denen wenigstens eines dadurch aufgebaut wird, daß ein
bandförmiger Gummistreifen in der Umfangsrichtung des Reifens
teilweise überlappend aufgewickelt wird, der Gummistreifen
bei der ersten Windung auf der Seite des Wicklungsbeginns ohne Neigung
zu der Reifen-Umfangsrichtung aufgewickelt wird, bei der zweiten
und den nachfolgenden Windungen in jeder Windung in einem Teilbereich
des Reifenumfangs so zu der Reifen-Umfangsrichtung geneigt wird,
daß in der Breitenrichtung des Reifens ein vorgegebener
Versatz erhalten wird, wobei bei der zweiten und den nachfolgenden
Windungen im übrigen Bereich des Reifenumfangs keine Neigung
zur Reifen-Umfangsrichtung vorgesehen wird, und wobei der Gummistreifen
bei der letzten Windung auf der Seite des Wicklungsendes ohne Neigung
zu der Reifen-Umfangsrichtung aufgewickelt wird. Bei dem erfindungsgemäßen
Luftreifen sind zur Lösung der obigen Aufgabe die Abschnitte des
Gummistreifens, die bei der zweiten und den nachfolgenden Windungen
zu der Reifen-Umfangsrichtung geneigt sind, bei jeder Windung auf
dem Umfang so verschoben, daß sie bei jeder Windung etwas
früher beginnen.
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Bei
dem so aufgebauten Reifen ist in jeder Windung der Gummistreifen
nur in einem Teilbereich des Umfangs in einer Richtung senkrecht
zur Umfangsrichtung geneigt, und die übermäßigen Überlappungsbereiche
des Gummistreifens im geneigten Bereich am Beginn und am Ende der
Wicklung sind in der Reifen-Umfangsrichtung gegeneinander verschoben
und befinden sich auf dem Umfang nicht im gleichen Bereich, so daß die
Anzahl der Lagen, die durch das Aufwickeln des Gummistreifens entsteht,
im Querschnitt in der Breitenrichtung senkrecht zur Reifen-Umfangsrichtung
nicht größer wird und es möglich ist,
den Einfluß der übermäßigen Überlappungsbereiche
auf die Gewichtsverteilung des Reifens und die Radialkraftvariationen
zu verringern.
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Durch
das Verschieben der Abschnitte mit den geneigten Bereichen auf dem
Umfang werden der übermäßige Überlappungsbereich
des Gummistreifens auf der Seite des Wicklungsbeginns, in dem die
erste Windung und der geneigte Abschnitt der zweiten Windung übereinanderliegen,
und der übermäßige Überlappungsbereich
des Gummistreifens auf der Seite des Wicklungsendes, in dem die
letzte Windung und der geneigte Abschnitt der vorletzten Windung übereinanderliegen,
in der Reifen-Umfangsrichtung so gegeneinander verschoben, daß sie
in der Breitenrichtung des Reifens nicht auf dem gleichen Querschnitt
liegen. Die Anzahl der Lagen, die durch die Windungen des Gummistreifens
entsteht, ist daher in allen Abschnitten im wesentlichen gleich,
so daß die Gewichtsverteilung des Reifens und die Radialkraftvariationen
davon nicht beeinflußt werden.
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Vorzugsweise
liegt die Größe der Verschiebung der geneigten
Abschnitte des Gummistreifens auf dem Umfang bei jeder Windung im
Winkelbereich von 1,50 Grad bis 2,70 Grad. Dadurch wird eine ausreichende
Verschiebung der übermäßigen Überlappungsbereiche
zu Beginn und am Ende der Wicklung gegeneinander bewirkt.
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Die
vorliegende Erfindung umfaßt des weiteren ein Verfahren
zum Aufbauen eines Reifens mit einer Anzahl von Gummielementen mit
den Schritten des teilweise überlappenden Aufwickelns eines
bandförmigen Gummistreifens in der Reifen-Umfangsrichtung,
um wenigstens eines der Gummielemente aufzubauen, wobei der Gummistreifen
bei der ersten Windung auf der Seite des Wicklungsbeginns ohne Neigung
zu der Reifen-Umfangsrichtung aufgewickelt wird, bei der zweiten
und den nachfolgenden Windungen in einem Teilbereich des Reifenumfangs
so zu der Reifen-Umfangsrichtung geneigt wird, daß in der
Breitenrichtung des Reifens ein vorgegebener Versatz erhalten wird,
und bei der zweiten und den nachfolgenden Windungen im übrigen
Bereich des Reifenumfangs keine Neigung zur Reifen-Umfangsrichtung
erhält, und wobei der Gummistreifen bei der letzten Windung
auf der Seite des Wicklungsendes ohne Neigung zu der Reifen-Umfangsrichtung
aufgewickelt wird, wobei die Abschnitte des Gummistreifens, die
bei der zweiten und den nachfolgenden Windungen zu der Reifen-Umfangsrichtung
geneigt sind, bei jeder Windung in der Reifen-Umfangsrichtung auf dem
Umfang so verschoben werden, daß sie bei jeder Windung
etwas früher beginnen.
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Dadurch
werden die übermäßigen Überlappungsbereiche
des Gummistreifens klein, und die geneigten Bereiche der einzelnen
Windungen sind in der Reifen-Umfangsrichtung so verschoben, daß sich
der übermäßige Überlappungsbereich
zu Beginn der Wicklung und der übermäßige Überlappungsbereich
am Ende der Wicklung in der Breitenrichtung des Reifens einander
nicht mehr gegenüberliegen, sondern in der Umfangsrichtung
gegeneinander verschoben sind. Dadurch wird ein Reifen mit guter
Gewichtsverteilung und geringen Radialkraftvariationen erhalten.
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Im
Aufwickel- und Aufbauschritt wird der Gummistreifen vorzugsweise
durch Zuführen des Gummistreifens zu einem Hal tekörper
und Drehen des Haltekörpers aufgewickelt, wobei die relative
Bewegung der Zuführvorrichtung für den Gummistreifen
und des Haltekörpers in der Breitenrichtung des Reifens
derart erfolgt, daß im vorgegebenen Teilbereich des Reifenumfangs
der vorgegebene Versatz in der Breitenrichtung erhalten wird, wobei
der seitliche Versatz des Gummistreifens im geneigten Abschnitt
bei der zweiten und jeder nachfolgenden Windung immer etwas früher
erfolgt als einem vollständigen Umfang des Gummielements
entspricht. Damit läßt sich ein automatisches
Wicklungssystem schaffen, das eine hohe Produktivität erlaubt.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Luftreifen und dem erfindungsgemäßen
Verfahren zum Aufbauen eines solchen Reifens mit einer Anzahl von
Gummielementen aus Gummistreifen werden beim Aufwickeln des Gummistreifens
bei der zweiten und den folgenden Windungen die Windungen in einem
Teilbereich der Reifen-Umfangsrichtung zu dieser derart geneigt,
daß bei jeder Windung in diesem Teilbereich der Reifen-Umfangsrichtung
ein vorgegebener Versatz erhalten wird, wobei im übrigen
Bereich des Reifenumfangs außerhalb des Teilbereichs die
Windungen ohne Neigung zur Reifen-Umfangsrichtung aufgewickelt werden.
Die geneigten Bereiche der einzelnen Windungen werden auf dem Umfang
gegeneinander verschoben, um die übermäßigen Überlappungsbereiche
zu Beginn und am Ende der Wicklung zu minimieren.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung näher
erläutert. Es zeigen:
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1 eine
schematische Aufsicht auf eine Ausführungsform eines Reifen
in dem Zustand, in dem ein bandförmiger Gummistreifen entlang
des Reifenumfangs aufgewickelt ist;
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2 eine
schematische Aufsicht auf die Windungen des bandförmigen
Gummistreifens zwischen der Seite des Wicklungsbeginns und der Seite
des Wicklungsendes auf einem Reifen;
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3 eine
Schnittansicht längs der Linie III-III in der 2;
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4 eine
schematische Ansicht eines Verfahrens zum Aufwickeln eines extrudierten
bandförmigen Gummistreifens, der von einer Zuführvorrichtung
mit einem Extruder zugeführt wird, um ein Gummielement
für einen Reifen aufzubauen;
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5 eine
Schnittansicht zur Darstellung des Aufbaus eines Reifens;
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6 eine
schematische Aufsicht auf einen Teil des herkömmlichen
Reifens in dem Zustand, in dem ein bandförmiger Gummistreifen
entlang des Reifenumfangs von der Seite des Wicklungsbeginns zur
Seite des Wicklungsendes auf den Reifen aufgewickelt ist; und
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7 eine
Schnittansicht längs der Linie VII-VII in der 2.
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Auf
der Basis der in der Zeichnung gezeigten Ausführungsform
wird nun gezeigt, wie die Erfindung ausgeführt werden kann.
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Die 1 ist
eine schematische Aufsicht auf einen Reifen in dem Zustand, in dem
ein bandförmiger Gummistreifen 1 entlang des Reifenumfangs
aufgewickelt ist, und die 2 eine vergrößerte
Ansicht davon, die zeigt, wie der bandförmige Gummistreifen 1 von
der Seite des Wicklungsbeginns bis zur Seite des Wicklungsendes
mehrere Male um den Reifen gewickelt ist. Die 3 ist
eine Schnittansicht längs der Linie III-III in der 2.
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Wie
in der 5 zu sehen, umfaßt der Reifen T in seinem
Grundaufbau eine Anzahl von Gummielementen wie eine innere Auskleidung 2,
eine Lauffläche 3, Seitenwände 4,
Felgenstreifen 5 und so weiter. Eine Kombination der Gummielemente
mit Verstärkungselementen wie einer Karkasse 6,
einem Gürtel 7 und so weiter läßt
den Reifen T entstehen.
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Wenigstens
eines und vorzugsweise mehrere oder alle der Gummielemente für
den Reifen T werden bei der Reifenherstellung in einem Aufbauprozeß dadurch
aufgebaut, daß der bandförmige Gummistreifen 1, der
in einer Zuführvorrichtung mit einem Extruder und dergleichen
durch Extrusion in großer Län ge hergestellt wird,
in der Umfangsrichtung des Reifens überlappend aufgewickelt
wird.
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Die
Querschnittform des Gummistreifens 1 variiert entsprechend
der Ausgestaltung des aufzubauenden Gummielements. So kann der Gummistreifen 1 etwa
die Form eines flachen Bandes oder eines sichelförmigen
oder dreieckigen Bandes mit einer maximalen Dicke in der Mitte davon
in Breitenrichtung und mit von der Mitte weg abnehmender Dicke aufweisen.
Der Gummistreifen kann auch trapezartig flach und bandförmig mit
gleicher Dicke über einen Teil der Breite und abnehmender
Dicke zum Rand hin sein. Der Gummistreifen 1 kann auch über
die ganze Breite die gleiche Dicke aufweisen. Für den Gummistreifen 1 wird
vorzugsweise ein Gummistreifen verwendet, der relativ flach und
bandförmig ist mit einer Breite A von 5 bis 70 mm, einer Dicke
von 0,5 bis 5,0 mm in der Mitte in Breitenrichtung und einer Dicke
von 0,05 bis 0,2 mm an den seitlichen Rändern in der Breiteinrichtung.
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Beispielhaft
wird eine Konfiguration beschrieben, bei der der Gummistreifen 1 als
innere Auskleidung 2 für den Reifen T der 5 aufgebaut
und aufgewickelt wird.
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Die 4 zeigt
schematisch den Grundaufbau einer Vorrichtung zum Aufwickeln des
Gummistreifens 1. Eine Zuführvorrichtung 10 mit
einem Extruder für den Gummistreifen 1 ist gegenüber
einem drehbaren Haltekörper 20 wie einer Aufbautrommel
und dergleichen angeordnet. Der Gummistreifen 1, der eine
vorgegebene Querschnittform hat, wird in Bandform von der Zuführvorrichtung 10 direkt
auf den drehbaren Haltekörper 20 gegeben und dort
aufgewickelt. Der drehbare Haltekörper 20 dreht
sich um eine Welle 20a, und der Gummistreifen 1 wird
in der Umfangsrichtung des Reifens wie in den 1 und 2 gezeigt
aufgewickelt, während der Haltekörper 20 in
der Richtung K der 4 gedreht wird.
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In
dem Beispiel der 1 bis 3 beträgt
die Überlappung B der Ränder des Gummistreifens 1 dort, wo
die einzelnen Windungen parallel zur Umfangsrichtung verlaufen,
etwa ein Zehn tel der Breite A des Gummistreifens 1. Die
Wicklung erfolgt in der Darstellung der 1 bis 3 von
links nach rechts. In der Zeichnung wird die erste Windung zu Beginn
der Wicklung mit M1 bezeichnet, die zweite
Windung mit M2, die dritte Windung mit M3 und so fort bis zur vorletzten, (n – 1)-ten
Windung M(n-1) und zur letzten, n-ten Windung
Mn.
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Wie
in den 1 und 2 gezeigt, erfolgt das Aufwickeln
bei der ersten Windung M1 zu Beginn der Wicklung
aus dem Gummistreifen 1 parallel zur Reifen-Umfangsrichtung
und senkrecht zur Breitenrichtung des Reifens. Ps bezeichnet die
Position, an der die Wicklung beginnt. Nach der ersten vollständigen
Windung M1 wird zu Beginn der zweiten Windung
M2 der Gummistreifen 1 in einem
Bereich G mit vorgegebener Länge E (bzw. einem vorgegebenen
Umfangswinkel) in der Reifen-Umfangsrichtung schräg zur
Reifen-Umfangsrichtung um einen vorgegebenen Wert D = Breite A minus Überlappung
B seitlich versetzt. Anschließend, nach dem geneigten Bereich
G, erfolgt das Aufwickeln der zweiten Windung M2 wieder
parallel zur Reifen-Umfangsrichtung und senkrecht zur Breitenrichtung
des Reifens. Das gleiche gilt für die folgenden Windungen
M3 bis zur vorletzten Windung M(n-1),
so daß die einzelnen Windungen des Gummistreifens 1 in
der Breitenrichtung des Reifens überlappend aufeinanderfolgen.
In der Zeichnung bezeichnet θ den Neigungswinkel des Gummistreifens 1 im
geneigten Bereich G.
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Die
letzte Windung Mn auf der Seite des Wicklungsendes
wird wieder ausschließlich parallel zur Reifen-Umfangsrichtung
und senkrecht zur Breitenrichtung aufgewickelt. Das Aufwickeln wird
an der Position Pe beendet, in der der geneigte Bereich G der vorletzten
Windung M(n-1) endet, vorzugsweise etwas
jenseits des geneigten Bereichs G der vorletzten Windung M(n-1), so daß der geneigte Bereich
G in der Reifen-Umfangsrichtung noch vollständig von der
letzten Windung Mn abgedeckt wird.
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Bei
der vorliegenden Ausführungsform sind die Abschnitte des
Gummistreifens 1 bei der zweiten Windung und bei den fol genden
Windungen mit den geneigten Bereichen G auf dem Umfang immer etwas
so verschoben, daß der Bereich G und damit die Neigung
bei jeder Windung ein wenig früher als bei der vorherigen Windung
beginnt. Damit sind der übermäßige Überlappungsbereich
Q1 der ersten und der zweiten Windung auf der Seite des Wicklungsbeginns
und der übermäßige Überlappungsbereich
Q2 der vorletzten und der letzten Windung auf der Seite des Wicklungsendes
in der Reifen-Umfangsrichtung gegeneinander verschoben.
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Der übermäßige Überlappungsbereich
Q1 des Gummistreifens 1 auf der Seite des Wicklungsbeginns und
der übermäßige Überlappungsbereich
Q2 des Gummistreifens 1 auf der Seite des Wicklungsendes
sind somit in Umfangsrichtung derart gegeneinander verschoben, daß nicht
beide übermäßigen Überlappungsbereiche
im gleichen Querschnitt in Breitenrichtung senkrecht zur Umfangsrichtung
liegen. Die Position Ps des Wicklungsbeginns und die Position Pe
des Wicklungsendes liegen vorzugsweise in der Breitenrichtung senkrecht
zur Umfangsrichtung auf gleicher Höhe.
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Das
Ausmaß der Verschiebung der Abschnitte des Gummistreifens 1 mit
den geneigten Bereichen G in einer Richtung, damit die geneigten
Bereiche G immer früher beginnen, hängt von der
Breite A des Gummistreifens 1, dem Versatz D der Windungen im geneigten
Bereich G, der Anzahl der Windungen insgesamt usw. ab. Die Größe
der Verschiebung liegt vorzugsweise im Bereich von 1,50 Grad bis
2,70 Grad des Umfangswinkels, vorzugsweise bei etwa 2,25 Grad, und
wird so festgelegt, daß der übermäßige Überlappungsbereich
Q1 auf der Seite des Wicklungsbeginns und der übermäßige Überlappungsbereich
Q2 auf der Seite des Wicklungsendes wenigstens um einen Winkel oder
eine Länge verschoben sind, der im Bereich des Umfangswinkels
bzw. der Umfangslänge des geneigten Bereichs G liegt.
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Wenn
die Verschiebung im Bereich von 1,50 Grad bis 2,70 Grad des Umfangs
liegt und die Anzahl der Windungen gleich 20 ist, beträgt
die Verschiebung der geneigten Bereiche G zwi schen Anfang und Ende
der Wicklung 30 bis 54 Grad, so daß, wenn die Länge
des geneigten Bereichs G in Umfangsrichtung im Winkelbereich von
30 Grad liegt, die übermäßigen Überlappungsbereiche
Q1, Q2 nicht vom selben Querschnitt in Breitenrichtung senkrecht
zur Umfangsrichtung des Reifens erfaßt werden, sondern
so weit voneinander entfernt sind, daß in einem Querschnitt
nicht beide Überlappungsbereiche auftreten. Die übermäßigen Überlappungsbereiche
Q1, Q2 liegen somit in der Breitenrichtung nicht auf gleicher Höhe,
sondern weisen in Umfangsrichtung einen Abstand auf, der vorzugsweise
wenigstens der Länge E des geneigten Bereichs G entspricht.
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Zum
Aufwickeln des Gummistreifens 1 wird der Haltekörper 20 gedreht
und dabei die Zuführvorrichtung 10 zeitweise relativ
zum Haltekörper 20 in der Breitenrichtung des
Reifens bewegt, um bei jeder aufgebrachten Windung (mit Ausnahme
der ersten und der letzten) im geneigten Bereich G den Versatz D
des Gummistreifens 1 zu bewirken. Das heißt, daß zumindest
der Haltekörper 20 oder die Zuführvorrichtung 10 in
der Breitenrichtung des Reifens bewegt wird. Es ist möglich,
die Zuführvorrichtung 10 relativ zum Haltekörper 20 zu
bewegen, den Haltekörper 20 relativ zur Zuführvorrichtung 10 zu
bewegen oder beide relativ zueinander in der Breitenrichtung zu
bewegen. Durch die Relativbewegung in der Breitenrichtung und die
Drehung des Haltekörpers 20 wird der Gummistreifen 1 im
geneigten Bereich G um den Versatz D seitlich versetzt.
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Beim
Aufwickeln wird wie beschrieben der geneigte Bereich G für
die einzelnen Windungen Mi (i = 2 bis n – 1)
in der Umfangsrichtung so verschoben, daß der geneigte
Bereich G immer früher beginnt. Die Zeitgebung für
die seitliche Relativbewegung in Breitenrichtung erfolgt daher bezüglich
der Zeit für eine volle Umdrehung von 360 Grad für
die einzelnen Windungen Mi (i = 2 bis n – 1)
bereits vor Ablauf der Zeit für eine volle Umdrehung. Die
Steuerung durch die Steuereinheit 30 für die Bewegung
der Zuführeinrichtung 10 relativ zum Haltekörper 20 in
der Breitenrichtung des Reifens erfolgt also mit einer solchen Zeitgebung,
daß der geneigte Bereich G für die nachfolgende
Windung schon vor Erreichen einer vollen Umdrehung beginnt. Der
Neigungswinkel θ für den Gummistreifen 1 im
geneigten Bereich G wird durch entsprechendes Einstellen der Drehzahl des
Haltekörpers 20, das heißt die Geschwindigkeit
in Umfangsrichtung am Außenumfang (Wicklungsumfang), und
die Geschwindigkeit der Relativbewegung zwischen Haltekörper 20 und
Zuführvorrichtung 10 in Breitenrichtung festgelegt.
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Die
Zuführvorrichtung 10 wird so gesteuert, daß sie
in den Bereichen des Umfangswinkels des Reifens außerhalb
des geneigten Bereichs G beim Aufbringen der zweiten Windung M2 und der folgenden Windungen keine seitliche
Bewegung in Breitenrichtung des Reifens ausführt, so daß die
jeweilige Windung außerhalb des geneigten Bereichs G parallel
zur Reifen-Umfangsrichtung aufgebracht wird. Bei der ersten Windung
M1 und der letzten Windung Mn erfolgt
das Aufwickeln zur Gänze parallel zur Reifen-Umfangsrichtung,
so daß sich bei diesen Windungen die Zuführvorrichtung 10 überhaupt
nicht seitlich in Breitenrichtung relativ zum Haltekörper 20 bewegt.
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Die
Zuführvorrichtung 10 und der Haltekörper 20 werden
von der Steuereinheit 30 der 4 entsprechend
angesteuert.
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Die
Verschiebung der geneigten Bereiche G beim Aufwickeln des Gummistreifens 1 in
Umfangsrichtung erfolgt auf die oben beschriebene Weise. Die übrigen
Größen wie die Breite A des Gummistreifens 1,
die Überlappung B, die Überlappung C im geneigten
Bereich G, der Versatz D in der Breitenrichtung, die Länge
E des geneigten Bereichs G in der Umfangsrichtung des Reifens, der
Neigungswinkel θ usw. werden entsprechend der Art und der
Konfiguration des Gummielements für den herzustellenden
Reifen festgelegt.
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Zum
Beispiel ist der Neigungswinkel θ vorzugsweise gleich oder
kleiner 45 Grad. Je größer der Neigungswinkel θ ist,
um so stärker ist die Verformung des durchgehenden Gummistreifens 1 beim
Aufwickeln. Wenn der Neigungswinkel θ größer
ist als 45 Grad, wird es schwierig, den Gummistreifen 1 gleichmäßig
aufzuwickeln. Wenn der Neigungswinkel θ jedoch zu klein
ist, wird die Länge E des geneigten Bereichs G in der Reifen-Umfangsrichtung
in Verbindung mit der Breite A des Gummistreifens 1 und
der Überlappung B immer größer, so daß der
Neigungswinkel θ vorzugsweise so gewählt wird,
daß die Länge E des geneigten Bereichs G nicht
zu groß wird.
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Die
Länge E des geneigten Bereichs G in der Umfangsrichtung
des Reifens kann zwar in Abhängigkeit von der Breite A
des Gummistreifens 1, der Überlappung B, des Versatzes
D in der Breitenrichtung und des Neigungswinkels θ festgelegt
werden, eine Verringerung des Einflusses auf die Gewichtverteilung
und die Gleichmäßigkeit läßt
sich jedoch nur dann erreichen, wenn die Länge E nicht
zu groß wird. Vorzugsweise beträgt die Länge
E höchstens 1/5 der Länge einer vollen Windung,
vorzugsweise 1/10 oder weniger, am besten das fünffache
der Breite A des Gummistreifens 1 oder weniger. Wenn die
Lange E zu klein wird, nimmt jedoch der Neigungswinkel θ in
Abhängigkeit von der Breite A des Gummistreifens 1,
der Überlappung B und des Versatzes D zu, so daß die
Länge E vorzugsweise so gewählt wird, daß der
Neigungswinkel θ nicht größer wird als
45 Grad und die Länge E im Bereich von 1/5 der Breite A
des Gummistreifens 1 oder mehr bis zu fünf Mal der
Breite A oder weniger liegt.
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Die Überlappung
B der Ränder des Gummistreifens 1 im Bereich der
Aufwicklung parallel zur Reifen-Umfangsrichtung liegt gewöhnlich
im Bereich von 4/5 bis 1/10 der Breite A des Gummistreifens 1 und
des Versatzes D in der Breitenrichtung. Das heißt, daß der
Versatz D in der Breitenrichtung im geneigten Bereich G 1/5 bis
9/10 der Breite A des Gummistreifens 1 beträgt.
Wenn die Überlappung B zum Beispiel 1/5 der Breite A beträgt,
ist der Versatz D 4/5 der Breite A. In manchen Fällen liegt
die Überlappung B auch außerhalb des genannten
Bereichs.
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Aus
der Überlappung B und dem Neigungswinkel θ für
die Breite A (5 bis 70 mm) des Gummistreifens 1 kann die
Länge E des geneigten Bereichs G in der Umfangsrichtung
des Reifens, die Überlappung C im geneigten Bereich G,
der Versatz D in der Breitenrichtung usw. bestimmt werden. Die Überlappung
B und der Neigungswinkel θ werden von der Steuereinheit 30 durch
Steuern der Geschwindigkeiten der Relativbewegungen der Zuführvorrichtung 10 und
des Haltekörpers 20 in der Breitenrichtung des
Reifens und das Ausmaß der Bewegung vorgegeben.
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Die
folgende Tabelle 1 zeigt einen Vergleich der Radialkraftvariation
RKV bei Reifen (Ausführungsform 1 und Ausführungsform
2) mit dem erfindungsgemäßen Aufbau, wobei ein
bandförmiger Gummistreifen mit einer Breite von 52 mm und
einer Dicke von 2 mm verwendet wurde und die Abschnitte mit den
geneigten Bereichen G wie beschrieben auf dem Umfang verschoben
sind, und bei Reifen (Vergleichsbeispiel 1 und Vergleichsbeispiel
2) mit dem in der
JP-A-29858 beschriebenen
Aufbau, bei dem der gleiche bandförmige Gummistreifen verwendet
wurde und die Abschnitte mit den geneigten Bereichen G nicht verschoben
sind. In der Tabelle 1 entspricht die Ausführungsform 1
dem Vergleichsbeispiel 1 und die Ausführungsform 2 dem
Vergleichsbeispiel 2. Alle anderen Bauelemente des Reifens mit Ausnahme
der inneren Auskleidung des Reifens waren bei allen Reifen identisch.
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Die
untersuchten Reifen wiesen folgende Spezifikationen auf: Reifengröße
LT325/60R20, Felge 20 × 10 J, Innendruck 1,96 bar (2,0
kg/cm
2). Die Messung der Radialkraftvariationen
RKV erfolgte mit einem Gewicht von 900 kg und entsprach dem Meßverfahren
in JIS D4233. Tabelle 1
| | Vergleichsbeispiel
1 | Vergleichsbeispiel
2 | Ausführungsform
1 | Ausführungsform
2 |
| Breite
A des Gummistreifens (mm) | 52 | 52 | 52 | 52 |
| Überlappung
B (mm) | 8 | 12,7 | 8 | 12,7 |
| Überlappung
C im geneigten Bereich G (mm) | 7,8 | 12,5 | 7,8 | 12,5 |
| Versatz
D im geneigten Bereich G (mm) | 44 | 39,3 | 44 | 39,3 |
| Länge
E des geneigten Bereichs G (mm) | 173 | 173 | 173 | 173 |
| Neigungswinkel θ (°) | 14,3 | 12,8 | 14,3 | 12,8 |
| Verschiebung
von G in Umfangsrichtung (°) | - | - | 2,5 | 2,1 |
| Radialkraftvariation
RKV (N) (in kgf = kp) | 162
(16,5) | 140
(14,3) | 141
(14,4) | 112
(11,4) |
| Verbesserung | | | 12,6
% | 19,9
% |
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Bei
den Reifen der Tabelle 1 sind in der Ausführungsform 1
und der Ausführungsform 2 die Abschnitte des geneigten
Bereichs G bei jeder Windung entlang des Umfangs des Reifens so
verschoben, daß der geneigte Bereich G bei jeder nachfolgenden
Windung etwas früher beginnt, so daß die übermäßigen Überlappungsbereiche
für den Gummistreifen in den geneigten Bereichen zu Beginn
der Wicklung und am Ende der Wicklung in der Umfangsrichtung des
Reifens verschoben sind, mit dem Ergebnis, daß der Einfluß auf
die Gewichtsverteilung des Reifens minimal ist und die Radialkraftvariationen
im Vergleich zum herkömmlichen Wicklungssystem ohne verschobene
Abschnitte kleiner sind.
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Durch
das erfindungsgemäße Aufwickeln des Gummistreifens 1 beim
Aufbau des jeweiligen Gummielements wird dadurch ein Reifen mit
hervorragen Eigenschaften erhalten.
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Bei
der Erläuterung des erfindungsgemäßen
Aufbauverfahrens wurde der Gummistreifen 1 von der Zuführvorrichtung 10 mit
einem Extruder direkt auf die Aufbautrommel in Form des Haltekörpers 20 abgegeben.
Es ist jedoch auch möglich, den Gummistreifen durch Extrusion
in einem vom Aufwickelprozeß getrennten, separaten Prozeß zu
erzeugen und diesen fertigen Gummistreifen dann im Aufwickelprozeß kontinuierlich mittels
einer Zuführeinrichtung der Aufbautrommel zuzuführen.
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Die
vorliegende Erfindung kann vorteilhaft dann angewendet werden, wenn
ein Reifen dadurch hergestellt wird, daß ein bandförmiger
und nicht vulkanisierter Gummistreifen einer Aufbautrommel zugeführt
wird, um in der Umfangsrichtung des Reifens ein Gummielement für
den Reifen aufzubauen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 9-29858
A [0003, 0004]
- - JP 2003-305781 A [0003, 0004]
- - JP 2002-205512 A [0004]
- - JP 2006-69130 A [0005, 0006]
- - JP 29858 A [0048]