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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Fahrzeugreifens.
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Bei konventionellen Fahrzeugreifen ist bekannt die Einlage im Reifenwulst um einen Wulstkern herumzuschlagen. Dadurch wird die Einlage bzw. die Karkasslage fest im Reifenwulst verankert. Solche herkömmlichen Fahrzeugreifen werden dadurch hergestellt, dass zunächst die Innenschicht und die Einlagen als breite Materiallagen auf einer Reifenaufbautrommel angeordnet werden. Anschließend wird der Wulstkern auf die Einlage gesetzt und das Einlagenende um den Kern herumgeschlagen.
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Bei der konventionellen Reifenherstellung wird bei einem Verfahrensschritt das Einlagenende von der Reifeninnenseite um den Wulstkern herumgeschlagen. Bei einem zweistufigen Verfahren zur Herstellung von Fahrzeugreifen wird die Reifenkarkasse auf einer separaten Karkasstrommel aufgebaut. Eine solche Karkasstrommel ist in der Regel relativ komplex aufgebaut.
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Bei den herkömmlichen Reifenaufbauverfahren werden auf der Karkasstrommel beide Seitenwände aufgewickelt. Anschließend wird die Reifenkarkasse mit den bereits applizierten Seitenwänden zu der Bombiertrommel verfahren. Ein Nachteil bei diesem herkömmlichen Verfahren besteht darin, dass bestimmte Reifenkonstruktionen nicht realisierbar sind.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bereitzustellen, mit dem ein Fahrzeugreifen auf einfache Weise hergestellt werden kann.
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Durch das Vefahren sollen außerdem spezielle Reifenkonstruktionen realisierbar sein und die Zykluszeit zur Herstellung des Reifenrohlings optimiert werden.
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Gelöst wird die Aufgabe gemäß Anspruch 1 dadurch, dass ein Verfahren mit folgenden Schritten eingesetzt wird:
- a) Fertigstellen von zwei Seitenwänden auf einer Seitenwandtrommel,
- b) Tranferieren der beiden Seitenwände mit einer Seitenwand-Transfereinheit zu einer Bombiertrommel,
wobei die vorkonfektionierten Seitenwände koaxial zu den Segmenten für die Kernklemmung positioniert werden
- c) Expandieren der Segmente für die Kernklemmung in radialer Richtung in Form eines ersten Expansionschrittes, wobei die Seitenwände mit den Segmenten für die Kernklemmung jeweils über eine erste begrenzte Hubbewegung der Segmente eingeklemmt und an die Bombiertrommel übergeben werden,
- d) Wegverfahren der Seitenwand-Transfereinheit von der Bombiertrommel,
- e) Anordnen einer vorkonfektionierten Reifenkarkasse mit einer Karkasstransfer-Einheit koaxial zur Bombiertrommel, wobei die Reifenkarkasse keine Seitenwände aufweist und die Wulstbereiche der Reifenkarkasse jeweils koaxial zu den Segmenten für die Kernklemmung positioniert werden,
- f) Expandieren der Segmente für die Kernklemmung in radialer Richtung in Form eines zweiten Expansionschrittes, wobei die Wulstbereiche der Reifenkarkasse jeweils über eine zweite begrenzte Hubbewegung mit den an den Segmenten aufliegenden Seitenwänden eingeklemmt und an die Bombiertrommel übergeben werden,
- g) Bombieren der Reifenkarkasse mit den auf beiden Seiten angebundenen Seitenwänden, wobei die Seitenwände mit einem Hochschlagmittel seitlich an der Reifenkarkasse hochgeschlagen werden und die Reifenkarasse mit dem koaxial angeordneten Gürtel-Laufstreifen-Paket vereinigt wird,
- h) Fertigstellen des Reifenrohlings mit einem konventionellen Herstellungsverfahren.
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Ein Vorteil der Erfindung ist insbesondere darin zu sehen, dass durch das Verfahren auf einfache Weise ein Fahrzeugreifen hergestellt werden kann.
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Das Verfahren ermöglicht ebenfalls die Herstellung von speziellen Reifenkonstruktionen, die mit den herkömmlichen Reifenaufbauverfahren bisher nicht möglich waren. Zu diesen speziellen Reifenkonstruktionen zählen insbesondere Reifenkonstruktionen mit einer sogenannten C-Lage, bei der die Karkasseinlage in einer bestimmten Art und Weise um den Wulstkern herum geschlagen wird und im Bereich des Reifengürtels endet. Diese Art der Reifenkonstruktion wird durch die erfindungsgemäße Reihenfolge der Verfahrensschritte nach Patentanspruch 1 ermöglicht. Bedeutend ist dabei, dass die Seitenwand nicht auf der Karkasstrommel appliziert wird, sondern erst auf der Bombiertrommel. Durch die zweistufigen Expansionsschritte der Segmente für die Kernklemmung werden die Seitenwände hochfest und sicher mit der Reifenkarkasse auf der Bombiertrommel verbunden.
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Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Zykluszeit zur Herstellung des Fahrzeugreifens bzw. Reifenrohlings insgesamt optimiert wird.
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In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass bei Schritt f) die Seitenwände über eine Dehnung in radialer Richtung mit der Reifenkarkasse verbunden werden.
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Auf diese Weise erfolgt eine präzise Übergabe der Seitenwände an die Bombiertrommel im Bereich der Segmente für die Kernklemmung.
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In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Reifenkarkasse auf der Karkasstrommel mit einem Kern und einem Lagenumschlag vorkonfektioniert wird.
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Auf diese Weise wird die Zykluszeit insgesamt reduziert. Die Reifenkarkasse mit Kernen und einem Lagenumschlag sind insbesondere in der 11 dargestellt.
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In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Reifenkarkasse auf der Karkasstrommel in Form eines flachen Schlauches ohne einen Lagenumschlag vorkonfektioniert wird.
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Bei dieser Variante erfolgt auf der Karkasstrommel kein Lagenumschlag. Die Reifenkarkasse wird in Form eines flachen Schlauches zu der Bombiertrommel transferiert. Der Lagenumschlag der Karkasseinlage erfolgt bei dieser Variante zusammen mit dem Hochschlagen der Seitenwände.
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In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass bei Schritt g) die Seitenwand vor dem Transfer des Gürtel-Laufstreifen-Paketes über die Bombiertrommel hochgeschlagen wird.
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Dadurch ist eine bestimmte Reifenkonstruktion realisierbar, bei der die Seitenwand unter dem Gürtel-Laufstreifen-Paket angeordnet werden kann.
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In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass bei Schritt g) die Seitenwand nach dem Transfer des Gürtel-Laufstreifen-Paketes über die Bombiertrommel hochgeschlagen wird, wobei ein Teil der Seitenwand über dem Laufstreifen angeordnet werden kann.
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Dadurch ist es möglich, den oberen Teil der Seitenwand über dem Gürtel-Laufstreifen-Paket anzuordnen.
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In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass auf der separaten Seitenwandtrommel außer der Seitenwand weitere Reifenaufbauteile appliziert werden.
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Als weitere Reifenaufbauteile kommen z. B. Wulstverstärker in Form von gummierten Textil- oder Stohrstahlkordlagen in Frage. Das Auflegen dieser weiteren Reifenaufbauteile auf der Seitenwandtrommel reduziert insgesamt die Zykluszeit.
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In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Hochschlagmittel an der Bombiertrommel in Form einer Vielzahl von Rollenhebeln ausgebildet sind.
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Auf diese Weise werden die Seitenwände mit einer hohen Präzision und Schnelligkeit an der Reifenkarkasse hochgeschlagen.
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In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Segmente für die Kernklemmung bei Schritt c) und f) pneumatisch oder mit einem motorischen Antrieb expandiert werden.
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Dadurch lassen sich die Segmente relativ schnell und mit einer hohen Präzision expandieren.
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In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Segmente für die Kernklemmung bei Schritt c) und f) über eine in einer Hohlwelle angeordneten innenliegenden Spindel expandiert werden.
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Dadurch wird der Antrieb für die Hubbewegung der Segemente platzsparend in der Bombiertrommel integriert.
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Anhand mehrerer Ausführungsbeispiele soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen: 1–19: ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Die 1 zeigt die separate Seitenwandtrommel 1 in einer Radial-Schnitt-Ansicht, wobei nur die obere Hälfte der Seitenwandtrommel 1 dargestellt ist. Die Linie 21 stellt die axiale Symmetrielinie der Seitenwandtrommel 1 dar, zu der diese Trommel rotationssymmetrisch aufgebaut ist. Auf der Seitenwandtrommel 1 werden die linke Seitenwand 3 und die rechte Seitenwand 2 in Form von zwei separaten Ringen aufgewickelt.
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Die 2 zeigt den Verfahrensschritt, bei dem die Seitenwandtransfer-Einheit über die Seitenwandtrommel 1 verfahren wird. Die Seitenwandtransfer-Einheit 4 ist ebenfalls rotationssymmetrisch zur Symmetrielinie 21 aufgebaut.
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Die 3 zeigt den Verfahrensschritt, bei dem die Seitenwandtransfer-Einheit koaxial zur Seitenwandtrommel 1 angeordnet ist. Beim nächsten Verfahrensschritt fällt die Seitenwandtransfer-Einheit 4 in radialer Richtung 5 ein.
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Die 4 zeigt den Verfahrensschritt, bei dem die Seitenwandtransfer-Einheit 4 die Seitenwände 2 und 3 in radialer Richtung eingeklemmt hat.
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Die 5 zeigt den Verfahrensschritt, bei dem die Seitenwandtrommel 1 in radialer Richtung 5 einfällt. Die Seitenwände 2 und 3 werden nunmehr durch die Seitenwandtransfer-Einheit 4 gehalten.
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Die 6 zeigt den Verfahrensschritt, bei dem die Seitenwände 2 und 3 mit der Seitenwandtransfer-Einheit 4 von der Seitenwandtrommel 1 weg verfahren werden.
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Die 7 zeigt den Verfahrensschritt, bei dem die Seitenwandtransfer-Einheit 4 koaxial über die Bombiertrommel 6 verfahren wird. Die Seitenwände 2 und 3 werden exakt koaxial über den Segmenten 7 für die Kernklemmung positioniert.
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Die 8 zeigt den Verfahrensschritt, bei dem die Segmente 7 für die Kernklemmung in radialer Richtung in Form eines ersten Expansionschrittes expandieren und dadurch die Seitenwände 2 und 3 entsprechend einklemmen.
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Die Seitenwände 2 und 3 werden mit den Segmenten 7 für die Kernklemmung jeweils über eine erste begrenzte Hubbewegung der Segmente 7 eingeklemmt und an die Bombiertrommel übergeben. Die Begrenzung der ersten Hubbewegung kann z.B. über einen mechanischen Anschlag erfolgen, der mit den Segmenten 7 gekoppelt ist.
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Die 9 zeigt den Verfahrensschritt, bei dem die Seitenwandtransfer-Einheit in radialer Richtung 8 expandiert und dadurch die beiden Seitenwände 2 und 3 freigibt.
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Die 10 zeigt den Verfahrensschritt, bei dem die Seitenwandtransfer-Einheit von der Bombiertrommel 6 weggefahren wird.
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Die 11 zeigt den Verfahrensschritt, bei dem die Reifenkarkasse 10 mit dem Lagenumschlag 11 koaxial zur Bombiertrommel 6 angeordnet worden ist. Die Reifenkarkasse 10 wurde vorab auf einer separaten Karkasstrommel vorkonfektioniert, wobei ebenfalls der Lagenumschlag 11 auf der nicht dargestellten Karkasstrommel erfolgt ist. Anschließend wurde die Reifenkarkasse 10 mit der Karkasstransfer-Einheit 9 von der Karkasstrommel abgenommen und koaxial über der Bombiertrommel 6 positioniert, koaxial im Bereich der Segmente 7. Die Segmente 7 wurden vorab in axialer Richtung auseinandergefahren, so dass die beiden Enden der Reifenkarkasse 10 direkt über den Segmenten 7 positioniert sind.
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Die 12 zeigt den Verfahrensschritt, bei dem die Haltemittel 12 der Karkasstransfer-Einheit 9 seitlich weggeklappt sind. Dadurch werden die beiden Enden der Reifenkarkasse entsprechend freigegeben.
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Die 13 zeigt den Verfahrensschritt, bei dem die Segmente 7 in radialer Richtung 13 in Form eines zweiten Expansionschrittes expandieren. Dadurch werden die auf den Segmenten 7 aufliegenden Seitenwände 2 und 3 radial expandiert und gegen die beiden Enden bzw. Wulstbereiche der Reifenkarkasse 10 gedrückt und mit diesen verbunden. Bei diesem Vorgang erfolgt ebenfalls die Übergabe der Reifenkarkasse 10 an die Bombiertrommel 6.
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Die Begrenzung der zweiten Hubbewegung der Segmente 7 kann z.B. über einen mechanischen Anschlag erfolgen, der mit den Segmenten 7 gekoppelt ist.
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Die 14 zeigt den Verfahrensschritt, bei dem die Karkasstransfer-Einheit 9 von der Bombiertrommel 6 wegverfahren wird.
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Die 15 zeigt den Verfahrensschritt, bei dem das Gürtel-Laufstreifen-Paket 14 koaxial zur Bombiertrommel 6 positioniert wird.
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Die 16 zeigt den Verfahrensschritt, bei dem der Bombiervorgang eingeleitet wird. Die beiden Segmente 7 fahren beim Bombiervorgang in axialer Richtung 20 aufeinander zu, wobei die Reifenkarkasse 10 entsprechend nach radial außen gewölbt wird.
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Die 17 zeigt die Vereinigung der Reifenkarkasse 10 mit dem koaxial angeordneten Gürtel-Laufstreifen-Paket 14. Bei diesem Verfahrensschritt befinden sich die Rollenhebel 16 der Bombiertrommel 6 noch in einer Warteposition.
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Die 18 zeigt den Verfahrensschritt, bei dem die Seitenwände bereits an der Reifenkarkasse entsprechend hochgeschlagen wurden. Dieses Hochschlagen der Seitenwände erfolgt mit den Rollenhebeln 17, die auseinanderspreizen und dabei die aufliegenden Seitenwände 2 und 3 an der Reifenkarkasse hochschlagen. Da das Gürtel-Laufstreifen-Paket 14 bereits mit der Reifenkarkasse 10 vereinigt wurden ist, kann der obere Teil der Seitenwände über das Gürtel-Laufstreifen-Paket 14 angeordnet werden.
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Die 19 zeigt den Verfahrensschritt, bei dem die Segmente 7 in radialer Richtung 18 einfahren. Der fertiggestellte Reifenrohling 19 wird bei diesem Schritt freigegeben und kann anschließend von der Bombiertrommel 6 entnommen werden. Die Fertigstellung des Fahrzeugreifens erfolgt anschließend mit einem herkömmlichen Verfahren. Bei einer nicht dargestellten Variante wird die Seitenwand vor dem Transfer des Gürtelstreifenpaketes über die Bombiertrommel hochgeschlagen. Dadurch ist es möglich, die oberen Teile der Seitenwand unterhalb des Gürtel-Laufstreifen-Paketes anzuordnen.
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20 zeigt ein Ausführungsbeispiel für die Bombiertrommel 1a. Die Bombiertrommel 1a ist schematisch in einer Schnittansicht dargestellt. Im Normalfall wird auf dieser Trommel 1a eine vorgefertigte Reifenkarkasse angeordnet, die anschließend bombiert und mit einem koaxial angeordneten Gürtellaufstreifenpaket vereinigt wird. Beim Bombiervorgang werden die Seitenwände an den Seiten der Reifenkarkasse um die Reifenkerne herum hochgeschlagen. Ein Ausführungsbeispiel für diesen Vorgang ist in den 1–19 dargestellt.
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Die Trommel 1a umfasst die Rollenhebel 8a zum Hochschlagen der Seitenwände, die Kernklemmsegmente 5a und 6a, die in den 1 bis 19 die entsprechenden Segmente 7 sind, und ist im Wesentlichen symmetrisch zu der axialen Trommelmitte 26a aufgebaut. Die Rollenhebel 8a werden z.B. pneumatisch oder über einen externen Antrieb verfahren. Die Kernklemmsegmente 5a und 6a werden beim Bombiervorgang in axialer Richtung 4a aufeinander zu gefahren. Die Trommel 1a wird von der Trommelwelle 2a rotatorisch angetrieben. Die Rotationsbewegung der Trommel 1a ist notwendig, um das Gürtellaufstreifenpaket an der Reifenkarkasse anzurollen. Die Trommelwelle 2a wird über den Motor 9a angetrieben. Die Rotationsbewegung der Trommelwelle 2a erfolgt über das erste Differenzdrehzahlgetriebe 10a. Der Motor 9a ist mit dem Differenzdrehzahlgetriebe 10a verbunden und treibt über den Zahnriemen 13a die Zwischenwelle 23a an. Die Zwischenwelle 23a steht wiederum direkt mit der Trommelwelle 2a in Verbindung, die dadurch rotatorisch angetrieben wird. Die Zwischenwelle 23a ist eine sogenannte Hohlwelle, in der die Trommelwelle koaxial angeordnet ist. Die Trommelwelle 2a kann dabei gleichzeitig in axialer Richtung 4a in der Zwischenwelle 23a verfahren werden. Diese axiale Verfahrbewegung der Trommelwelle 2a ist notwendig, um die Kernklemmsegmente 5a auf der linken Trommelseite in axialer Richtung 4a zu verfahren.
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Das Zusammenfahren des linken und des rechten Kernklemmsegmentes 5a und 6a beim Bombiervorgang wird im Wesentlichen durch den Motor 12b gesteuert. Der Motor 12b gibt über die Differenzdrehzahlgetriebe 10a und 11a eine vorgegebene Drehzahl an die erste Spindel 3a zum Verfahren der Kernklemmsegmente 5a und 6a in radialer Richtung 29a weiter. Diese Bewegung ist z.B. notwendig, um die Reifenkarkasse an den Wülsten einzuklemmen oder um die Reifenkarkasse auf der Bombiertrommel 1a mit zwei vorher aufgelegten Seitenwänden zu vereinigen. Bei der ersten Klemmung werden die vorkonfektionierten Seitenwände mit den Kernklemmsegmenten 5a und 6a eingeklemmt. Anschließend werden die Seitenwände mit einem weiteren Hub der Kernklemmsegmente 5a und 6a in radialer Richtung mit der Reifenkarkasse verbunden.
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Die Kraftübertragung vom Motor 12b erfolgt über den dargestellten Zahnriemen 14a. Durch die Drehbewegung der Spindel 3a fahren die linke Spindelmutter und die rechte Spindelmutter 17a und 18a aufeinander zu. Die Verfahrgeschwindigkeit wird durch eine entsprechende Steigung an der Spindel vorgegeben. Die beiden Spindelmuttern 17a und 18a sind über die Zwischensegmente 32a und 33a direkt mit dem linken und dem rechten Kernklemmsegment 5a und 6a gekoppelt, so dass diese sich synchron in radialer Richtung bewegen. Durch das Differenzdrehzahlgetriebe 10a wird die Rotationsbewegung der Trommel 1a mit der Bewegung der Kernklemmsegmente 5a und 6a exakt zueinander synchronisiert. Im Normalfall sollen sich die Kernklemmsegmente 5a und 6a nicht aus ihrer Ruheposition bewegen, wenn die Trommel 1a zum Anrollen des Gürtellaufstreifenpaketes mit einer vorgegebenen Rotationsgeschwindigkeit rotiert.
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Die dritte zu koordinierende Bewegung an der Vorrichtung betrifft das Verfahren der Kernklemmsegmente 5a und 6a in axialer Richtung 4a. Das Verfahren der Kernklemmsegmente 5a und 6a in axialer Richtung 4a wird über den Motor 12a gesteuert. Über den Motor 12a wird über ein zwischengeschaltetes Getriebe 34a die zweite Spindel 7a rotatorisch angetrieben. Die zweite Spindel 7a ist mit einer linken und rechten Spindelmutter 24a und 25a gekoppelt, die, bei einer Rotationsbewegung der Spindel 7a, sich aufeinander zu oder voneinander weg bewegen. Die Bewegung erfolgt im Wesentlichen symmetrisch zu der axialen Mitte 28a der zweiten Spindel 7a. Das symmetrische Auseinanderbewegen der Spindelmuttern 24a und 25a wird über ein entsprechendes gegenläufiges Gewinde an der Spindel 7a realisiert. Durch die Bewegung der Spindelmutter 24a in die dargestellte linke Richtung 31a werden die Kernklemmsegmente 4a und 5a zum Bombieren der Karkasse in axialer Richtung 4a verfahren. Gleichzeitig bewegt sich die Spindelmutter 25a in die rechte Richtung 30a, wodurch der Schlitten 19a ebenfalls in diese Richtung bewegt wird. Durch die Bewegung des Schlittens 19a, die durch die Verfahrbewegung 21a angezeigt wird, wird die Trommel 2a ebenfalls in die Richtung 21a bewegt. Die Trommelwelle 2a ist in der Hohlwelle bzw. Zwischenwelle 23a axial gelagert. Die Bewegung der Trommelwelle 2a in Richtung 21a bewirkt auf der linken Trommelseite ebenfalls ein Verfahren des Kernklemmsegmentes 5a in axialer Richtung 4a. Auf diese Weise werden die Kernklemmsegmente 4a und 5a auf beiden Trommelseiten exakt zueinander in axialer Richtung 4a verfahren.
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Das Differenzdrehzahlgetriebe 10a ist direkt mit dem zweiten Differenzdrehzahlgetriebe 11a gekoppelt. Dadurch ist es möglich, alle drei genannten Bewegungen exakt zueinander zu synchronisieren. Die erste Spindel 3a und die zweite Spindel 7a sind in dem Gehäuseteil 22a gelagert. Der Schlitten 19a ist über die Führung 20a auf dem Gehäuseteil 27a gelagert. Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, dass alle drei genannten Bewegungen unabhängig voneinander ausgeführt werden können, wodurch die einzelnen Motoren nicht synchron laufen müssen. Außerdem können die Bewegungen alle gleichzeitig und kontrolliert durchgeführt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Seitenwandtrommel
- 2
- Rechte Seitenwand
- 3
- Linke Seitenwand
- 4
- Seitenwandtransfer-Einheit
- 5
- radiale Richtung
- 6
- Bombiertrommel
- 7
- Segmente für Kernklemmung
- 8
- radiale Richtung
- 9
- Karkasstransfer-Einheit
- 10
- Reifenkarkasse mit Lagenumschlag
- 11
- Lagenumschlag mit Kern
- 12
- Haltemittel für Karkasstransfer-Einheit
- 13
- radiales Expandieren der Segmente
- 14
- Gürtel-Laufstreifen-Paket
- 15
- Bombiervorgang
- 16
- Rollenhebel
- 17
- Rollenhebel beim Hochschlagen der Seitenwände
- 18
- radiales Einfahren der Segmente
- 19
- fertig gestellter Reifenrohling
- 20
- axiales Zusammenfahren der Segmente beim Bombiervorgang
- 21
- axiale Symmetrielinie
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In der 20 sind alle Bezugszeichen mit dem Buchstaben a ergänzt.
