DE102012100528A1

DE102012100528A1 - Verfahren zum Umschlagen eines Reifenaufbauteiles auf einer Reifenaufbautrommel zur Herstellung von Reifenkarkassen

Info

Publication number: DE102012100528A1
Application number: DE201210100528
Authority: DE
Inventors: Stefan Brehmeier; Stefan Linne; Martin GERIGHAUSEN
Original assignee: Continental Reifen Deutschland GmbH
Current assignee: Continental Reifen Deutschland GmbH
Priority date: 2012-01-23
Filing date: 2012-01-23
Publication date: 2013-07-25
Also published as: WO2013110480A1

Abstract

Es wird ein Verfahren mit folgenden Schritten vorgeschlagen: a) Auflegen von mindestens einer Karkass-Einlage (1) auf eine Reifenaufbautrommel, wobei die Karkass-Einlage (1) zumindest die Trommelschulter (4) der Reifenaufbautrommel und den Endteil einer Vielzahl von koaxial zur Trommelachse (6) angeordneten Rollenhebeln (8) mit Anrollern (5) überdeckt, b) Anordnen von Reifenkernen (2) mit einem Apex auf der Karkass-Einlage (1), wobei die Anordnung der Reifenkerne im Bereich der Außenkante der Trommelschulter (4) erfolgt, c) Umschlagen der seitlich an der Außenkante (27) der Trommelschulter (4) überstehenden Karkass-Einlageenden (3) um den Reifenkern (2) über eine kurvenförmige Anrollbewegung (11) der Rollenhebel (8) in radialer (10) und axialer Richtung (9) zur Trommelachse (6), wobei mit den Anrollern (5) die überstehenden Karkass-Einlageenden (3) fest mit dem eingewickelten Kern (2) und der auf der Trommelschulter (4) anliegenden Karkasseinlage (1) verbunden wird, wobei die vorgegebene Rollenhebelbewegung in radialer und axialer Richtung (9, 10) der Trommelachse (6) in Form einer Scherenkinematik erfolgt, wodurch eine beliebige kurvenförmige Bewegung (11) der Rollenhebel (8) in Verbindung mit dem umzuschlagenden Karkass-Einlageende (3) realisierbar ist, d) Zurückverfahren der Rollenhebel (8) in eine Ausgansposition und Fertigstellen der Reifenkarkasse, e) Fertigstellen des Reifenrohlings nach einem konventionellen Herstellverfahren.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Umschlagen eines Reifenaufbauteiles auf einer Reifenaufbautrommel zur Herstellung von Reifenkarkassen.
Bekannt sind sogenannte Karkass-Maschinen zur Produktion von Karkassen für PKW-Radialreifen. Neben weiteren Bestandteilen werden in einer Karkasse zumeist zwei Profilkerne verbaut, welche u.a. einen sicheren Sitz auf der Felge gewährleisten sollen. Für die Karkassen-Herstellung werden zunächst unterschiedliche Material-Lagen auf die Karkasstrommel der Karkass-Maschine appliziert, wobei die Gesamtlagenbreite größer als die Trommelbreite ist. In einem der weiteren Schritte werden die Kerne mit Kernprofilen jeweils im Schulterbereich der Trommel gesetzt. Um eine sichere Verbindung der Kerne mit dem Rest der Karkasse zu erzielen, wird im weiteren ein sogenannter Lagenumschlag durchgeführt. Dabei werden die Lagenbereiche -ausgehend vom jeweiligen Kernprofil bis zur Außenkante – um das jeweilige Kernprofil nach innen umgeschlagen.
Aus der Praxis sind für den Lagenumschlag Blähumbukbälge in Verbindung mit Umbukglocken bekannt. Dabei halten die pneumatisch expandierbaren Blähumbukbälge den Kontakt zum umzuschlagenden Material und vergrößern dessen lokalen Durchmesser beim Aufblähen. Die Umbukglocken werden dann axial zur Trommelmitte verfahren und drücken mit ihren Auflageflächen gegen die expandierten Umbukbälge, wodurch das zuvor gedehnte Lagenmaterial nach innen umgeschlagen wird.
Ein Nachteil der herkömmlichen Reifenaufbautrommeln besteht darin, dass die Umbukbälge beim Umschlagen einem hohen Verschleiß ausgesetzt sind.
Außerdem ist der Aufwand zum Einrichten der Umbukbälge an der Karkass-Maschine relativ hoch. Weiterhin kann es beim Aufblähen der Umbukbälge zu einer unzulässig hohen Fadenspreizung in der Karkass-Einlage kommen, die die Produktqualität der herzustellenden Reifen beeinträchtigen kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Umschlagen eines Reifenaufbauteiles auf einer Reifenaufbautrommel zu schaffen, mit der Fahrzeugreifen mit einer hohen Produktqualität erzeugt werden.
Gelöst wird die Aufgabe mit einem Verfahren nach Anspruch 1 mit folgenden Schritten:

a) Auflegen von mindestens einer Karkass-Einlage auf eine Reifenaufbautrommel, wobei die Karkass-Einlage zumindestens die Trommelschulter der Reifenaufbautrommel und den Endteil einer Vielzahl von koaxial zur Trommelachse angeordneten Rollenhebeln mit Anrollern überdeckt,
b) Anordnen von Reifenkernen mit einem Apex auf der Karkass-Einlage, wobei die Anordnung der Reifenkerne im Bereich der Außenkante der Trommelschulter erfolgt,
c) Umschlagen der seitlich an der Außenkante der Trommelschulter überstehenden Karkass-Einlageenden um den Reifenkern über eine kurvenförmige Anrollbewegung der Rollenhebel in radialer und axialer Richtung zur Trommelachse, wobei mit den Anrollern die überstehenden Karkass-Einlageenden fest mit dem eingewickelten Kern und der auf der Trommelschulter anliegenden Karkasseinlage verbunden wird, wobei die vorgegebene Rollenhebelbewegung in radialer und axialer Richtung der Trommelachse mittels einer Scherenkinematik erfolgt, wodurch eine beliebige kurvenförmige Bewegung der Rollenhebel in Verbindung mit dem umzuschlagenden Karkass-Einlageende realisierbar ist,
d) Zurückverfahren der Rollenhebel in eine Ausgansposition und Fertigstellen der Reifenkarkasse,
e) Fertigstellen des Reifenrohlings nach einem konventionellen Herstellverfahren.

Ein Vorteil der Erfindung ist insbesondere darin zu sehen, dass durch das erfindungsgemäße Verfahren die entsprechenden Reifenaufbauteile auf einfache Weise an der Reifenaufbautrommel umgeschlagen werden. Diese Vorteile werden durch die Gesamtheit der einzelnen Verfahrensschritte nach Anspruch 1 erreicht. Durch die Verwendung des erfindungsgemäßen Hebelumschlagmechanismus werden die umzuschlagenden überstehenden Reifenaufbauteile weniger stark gedehnt und beansprucht. Dadurch wird die Produktqualität der herzustellenden Reifenrohlinge erheblich verbessert. Ein weiterer Vorteil besteht in dem Wegfallen von wartungsintensiven Blähbälgen, die bei konventionellen Herstellungsverfahren zum Einsatz kommen.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass bei Schritt c) die Bewegung der Rollenhebel mittels der Scherenkinematik mit zwei linearen Maschinenachsen mit einem ersten und zweiten Fußpunkt erfolgt, wobei die Bewegung der beiden Fußpunkte über ein Hebelsystem und Gelenke mit der Bewegung der Rollenhebel gekoppelt sind. Durch den Einsatz dieser Scherenkinematik erfolgt ein Lagenumschlag mit einer hohen Präzision.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Bewegung in Form der Scherenkinematik bei Schritt c) mit einem Hebelsystem mit einem ersten und zweiten Hebel erfolgt, die über ein Mittelgelenk gekoppelt sind. Durch dieses Hebelsystem lässt sich diese Scherenkinematik einfach umsetzen.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Axial- und Radialposition des Anrollers während des Anrollprozesses bei Schritt c) durch ein Anpassen der Positionen des ersten und zweiten Fußpunktes erfolgt. Auf diese Weise lässt sich auf einfache Weise eine beliebige Anrollbewegung von dem Anroller realisieren.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Axialposition des Anrollers im Wesentlichen durch die axiale Position des ersten Fußpunktes vorgegeben wird. Auf diese Weise lässt sich die Axialposition des Anrollers durch Verändern der axialen Position des ersten Fußpunktes auf einfache Weise steuern.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Radialposition des Anrollers im Wesentlichen durch den Abstand zwischen dem ersten und zweiten Fußpunkt vorgegeben wird. Dadurch lässt sich die Position des Anrollers in radialer Richtung auf einfache Weise steuern.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Rollenhebel auf der Unterseite eine Rollenauflage aufweist, wobei sich die Rollenauflage gegen eine am ersten Hebel angebrachte Rolle in radialer Richtung abstützt und eine Führungsfläche für den ersten Hebel in axialer Richtung bildet. Dadurch lässt sich das Hebelsystem der Scherenkinematik einfach umsetzen.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Rollenhebel auf der Unterseite eine Rollenauflage aufweist, wodurch eine Abstützung des Rollenhebels in radialer Richtung sowie eine Führung des ersten Hebels an der Unterseite des Rollenhebels in axialer Richtung umgesetzt wird. Mittels einer elastischen Manschette wird im Kontakt zwischen Rollenhebel und dem ersten Hebel eine Vorspannung aufgebaut. Auf diese Weise wird einem Verkanten des Rollhebels bei der Anrollbewegung entgegen gewirkt.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass bei Schritt d) das Zurückverfahren der Rollenhebel in die Ausgangsposition mit elastisch verformbaren Manschetten erfolgt.
Dadurch werden die Rollenhebel auf eine einfache Weise in ihre Ausgangsposition zurückverfahren.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Rollenhebel mit einem Kipphebel zum Ausgleichen von Geometrieabweichungen beim Anrollprozess versehen sind. Durch den Einsatz des Kipphebels wird insbesondere eine Beschädigung der Reifenkarkasse vermieden.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Kipphebel in seiner Ausgangslage von einer Feder gegen eine Anschlagfläche am Rollenhebel mit einer Vorspannung angedrückt wird. Mit der Feder lässt sich eine vorgegebene Vorspannung am Kipphebel einstellen.
Anhand eines Ausführungsbeispiels soll die Erfindung näher erläutert werden.
Es zeigen:
1 Das erfindungsgemäße Verfahren in einer Ausgangsposition,
2 bis 3 weitere Verfahrensschritte,
4 eine Ausführung des Kipphebeles
1 zeigt das erfindungsgemäße Verfahren in einer Anfangsposition. Die Reifenaufbautrommel ist in einer Radialschnittansicht dargestellt. Der Trommelkorpus ist im Wesentlichen rotationssymmetrisch zur Trommelachse 5 und achsensymmetrisch zur Trommelmittel 6 aufgebaut.
In der Figur ist lediglich der vordere Teil des Rollenhebels 8 mit dem Anroller 5 dargestellt. Von der Reifenaufbautrommel bzw. der Karkasstrommel ist die Trommelschulter 4 dargestellt. Die Karkasseinlage 1 umfasst zumindest die Innenseele bzw. Innenliner mit mindestens einer Einlage. Je nach Reifenkonstruktion kann die Karkasseinlage ebenfalls mehrere Einlagen und weitere Reifenaufbauteile umfassen. Die Karkasseinlage wird in einem der ersten Verfahrenschritte vollständig auf der Trommelschulter 4 und dem angrenzenden Rollenhebel 8 aufgewickelt. Das Rollenhebelsystem ist sowohl links- als auch rechtsseitig der Karkasstrommel vorgesehen. Außerdem ist jeweils eine Vielzahl von Rollenhebeln 8 um die Trommelrotationsachse 6 angeordnet. Zur vereinfachten Darstellung ist nur die linke Trommelhälfte dargestellt. In der 1 ist ebenfalls die Trommelmitte 7 und die axiale Bewegungsrichtung 9 schematisch dargestellt.
Die 2 zeigt einen Verfahrensschritt, bei dem das Setzen der Reifenkerne 2 mit den Kernfahnen auf die Reifenkarkasse bereits erfolgt ist. Das Setzen der Reifenkerne 2 erfolgt an der äußeren Kante der Trommelschulter 4. Anschließend erfolgt mit der Anrollbewegung 11 des Rollenhebels 8 das Anrollen und Umschlagen des überstehenden Karkasseinlagenendes 3 in der dargestellten Art und Weise. Die Anrollbewegung 11 erfolgt entlang einer gebogenen Kreisform von unten nach oben auf die Trommelschulter 4. Bei dieser Anrollbewegung 11 wird das überstehende Karkasseinlagenende fest mit dem Reifenkern 2 verbunden. In einem weiteren Verfahrensschritt kehren die Rollenhebel 8 in ihre Ausgangsposition zurück.
Die 3 zeigt im Wesentlichen das Rollenhebelsystem zur Umsetzung der Scherenkinematik. Die Rollenhebel 8 sind auf ihrer Außenseite mit einer elastischen Manschette 12 überdeckt, die die Rollenhebel 8 in ihrer Ausgangsstellung zurückdrücken. Auf der Unterseite der Rollenhebel 8 ist das Rollenhebelsystem angeordnet. Das Rollenhebelsystem umfasst einen ersten Hebel 13 und einen zweiten Hebel 14 mit einem Mittelgelenk 15. Der zweite Hebel 14 ist mit dem Gelenk 19 am hinteren Ende des Rollenhebels angebunden. In der Mitte des Rollenhebels 8 ist eine Rollenauflage 18 angeordnet, die mit dem ersten Hebel 13 verbunden ist. Am ersten Hebel 13 ist ein erster Fußpunkt 16 angeordnet, der in axiale Richtung bewegt werden kann. Der zweite Fußpunkt 17, der ebenfalls in axiale Richtung 9 bewegt werden kann, ist am zweiten Hebel 14 angeordnet. Die Scherenkinematik des Rollenhebelsystems wird über zwei lineare Maschinenachsen realisiert. Durch diese Scherenkinematik wird ein vergleichsweise großer Hub in radialer Richtung 10 ermöglicht. Die axiale und die radiale Position des Anrollers 5 wird während des Anrollprozesses durch ein Anpassen der Positionen für den ersten Fußpunkt 16 und den zweiten Fußpunkt 17 vorgegeben. Die Axialpostion des Anrollers 5 wird im Wesentlichen durch die Bewegung des ersten Fußpunktes 16 bestimmt. Das Einstellen der Radialposition des Anrollers 5 wird hingegen durch den einstellbaren Abstand zwischen dem ersten Fußpunkt 16 und dem zweiten Fußpunkt 17 vorgegeben. Bei einer Verkleinerung des Abstandes zwischen diesen beiden Fußpunkten wird der Rollenhebel 8 in radiale Richtung 10 ausgelenkt. Die Rolle 28 ist an dem ersten Hebel 19 angebunden und stützt sich auf der Unterseite des Rollenhebels 8 ab. Durch die Bewegung des ersten und zweiten Fußpunktes in axialer Richtung 9 wird die Anrollbewegung 11 realisiert, wie sie in der 2 dargestellt ist.
Die 4 zeigt eine Ausführung des Kipphebels 21. Mit diesem Kipphebel 21 können Geometrieabweichungen beim Lagenumschlag ausgeglichen werden. Derartige Geometrieabweichungen können beispielsweise aufgrund eines Verbindungsspleißes oder aufgrund von Lagentoleranzen auftreten. Der Kipphebel 21 wird in seiner Ausgangslage von einer Feder 22 gegen eine Anschlagfläche 23 am Rollenhebel 8 vorgespannt. Der Kipphebel 21 ist am vorderen Ende des Rollenhebels 8 über einen Drehmittelpunkt 24 gelagert. Die Feder 22 ist mit den Bolzen 20 sowohl am Rollenhebel 8 als auch am Kipphebel 21 befestigt. Übersteigt das aus der Prozesskraft 26 resultierende Moment um den Drehmittelpunkt 24 ein vorgegebenes Grenzmoment, so wird der Kipphebel 21 aus seiner Ausgangslage ausgelenkt. Dadurch können beispielsweise Beschädigungen der Reifenkarkasse vermieden werden.
Die 5 zeigt ein analoges Ausführungsbeispiel zu dem in der 3. Die Rolle 28 ist bei diesem Ausführungsbeispiel durch ein Gleitlager 29 ersetzt.
Bezugszeichenliste

1: Karkass-Einlage mit Innerliner und mindestens einer Einlage
2: Kern und Kernfahne
3: Überstehendes Karkass-Einlagenende
4: Trommelschulter der Reifenaufbautrommel
5: Anroller
6: Trommelachse
7: Trommelmitte
8: Rollenhebel
9: axiale Richtung
10: radiale Richtung
11: Anrollbewegung
12: elastische Manschette
13: erster Hebel
14: zweiter Hebel
15: Mittelgelenk
16: erster Fußpunkt
17: zweiter Fußpunkt
18: Rollenauflage
19: Gelenk am Rollenhebel
20: Bolzen
21: Kipphebel
22: Feder
23: Anschlagfläche am Rollenhebel
24: Drehmittelpunkt
25: Anroller-Achse
26: Prozesskraft
27: Außenkante
28: Rolle
29: Gleitlager

Claims

Verfahren zum Umschlagen eines Reifenaufbauteiles auf einer Reifenaufbautrommel zur Herstellung von Reifenkarkassen mit folgenden Schritten, a) Auflegen von mindestens einer Karkass-Einlage (1) auf eine Reifenaufbautrommel, wobei die Karkass-Einlage (1) zumindestens die Trommelschulter (4) der Reifenaufbautrommel und den Endteil einer Vielzahl von koaxial zur Trommelachse (6) angeordneten Rollenhebeln (8) mit Anrollern (5) überdeckt, b) Anordnen von Reifenkernen (2) mit einem Apex auf der Karkass-Einlage (1), wobei die Anordnung der Reifenkerne im Bereich der Außenkante der Trommelschulter (4) erfolgt, c) Umschlagen der seitlich an der Außenkante (27) der Trommelschulter (4) überstehenden Karkass-Einlageenden (3) um den Reifenkern (2) über eine kurvenförmige Anrollbewegung (11) der Rollenhebel (8) in radialer (10) und axialer Richtung (9) zur Trommelachse (6), wobei mit den Anrollern (5) die überstehenden Karkass-Einlageenden (3) fest mit dem eingewickelten Kern (2) und der auf der Trommelschulter (4) anliegenden Karkasseinlage (1) verbunden wird, wobei die vorgegebene Rollenhebelbewegung in radialer und axialer Richtung (9, 10) der Trommelachse (6) in Form einer Scherenkinematik erfolgt, wodurch eine beliebige kurvenförmige Bewegung (11) der Rollenhebel (8) in Verbindung mit dem umzuschlagenden Karkass-Einlageende (3) realisierbar ist, d) Zurückverfahren der Rollenhebel (8) in eine Ausgansposition und Fertigstellen der Reifenkarkasse, e) Fertigstellen des Reifenrohlings nach einem konventionellen Herstellverfahren.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei Schritt c) die Bewegung der Rollenhebel (8) in Form der Scherenkinematik mit zwei linearen Maschinenachsen mit einem ersten und zweiten Fußpunkt (16, 17) erfolgt, wobei die Bewegung der beiden Fußpunkte (16, 17) über ein Hebelsystem und Gelenke (15, 19, 18) mit der Bewegung der Rollenhebel (8) gekoppelt sind.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung in Form der Scherenkinematik bei Schritt c) mit einem Hebelsystem mit einem ersten und zweiten Hebel (13, 14) erfolgt, die über ein Mittelgelenk (15) gekoppelt sind.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Axial- und Radialposition des Anrollers (5) während des Anrollprozesses bei Schritt c) durch ein Anpassen der Positionen des ersten und zweiten Fußpunktes (16, 17) erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Axialposition des Anrollers (5) in axialer Richtung (9) im Wesentlichen durch die axiale Position des ersten Fußpunktes (16) vorgegeben wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Radialposition des Anrollers (5) in radialer Richtung (10) im Wesentlichen durch den Abstand zwischen dem ersten und zweiten Fußpunkt (16, 17) vorgegeben wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rollenhebel (8) auf der Unterseite eine Rollenauflage (18) aufweist, wobei sich die Rollenauflage (18) gegen eine am ersten Hebel (13) angebrachte Rolle (28) in radialer Richtung (10) abstützt und eine Führungsfläche für den ersten Hebel (13) in axialer Richtung (9) bildet.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Schritt d) das Zurückverfahren der Rollenhebel (8) in die Ausgangsposition mit elastisch verformbaren Manschetten (8) erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rollenhebel (8) mit einem Kipphebel (21) zum Ausgleichen von Geometrieabweichungen beim Anrollprozess versehen sind.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kipphebel (21) in seiner Ausgangslage von einer Feder (22) gegen eine Anschlagfläche (23) am Rollenhebel (8) mit einer Vorspannung angedrückt wird.