DE102020216445A1

DE102020216445A1 - Drahtkern einer Wulstringanordnung in einem Fahrzeugluftreifen und Vorrichtung zur Herstellung desselben

Info

Publication number: DE102020216445A1
Application number: DE102020216445.2A
Authority: DE
Inventors: Martin Josef KRAUS
Original assignee: Continental Reifen Deutschland GmbH
Current assignee: Continental Reifen Deutschland GmbH
Priority date: 2020-12-15
Filing date: 2020-12-22
Publication date: 2022-06-15

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Drahtkern (1) einer Wulstringanordnung (20) in einem Fahrzeugluftreifen (2), bestehend aus einem Drahtpaket mehrerer übereinander angeordneter Drahtlagen (10, 11, 12, 13) eines ringförmig gewickelten Einzeldrahtes (100), wobei das Drahtpaket im Querschnitt betrachtet im Wesentlichen ein mindestens sechs Ecken umfassendes Polygon bildet, wobei die durch die radial innenliegende Drahtlage (10) definierte Ringfläche (R) rechtwinklig zu der vom Drahtkern (1) umschlossenen Ebene (E) verläuft. Es wird ferner auch eine Wulstringanordnung (20) eines Fahrzeugluftreifens (2), ein Fahrzeugluftreifen (2) sowie eine Vorrichtung zur Herstellung eines derartigen Drahtkernes (1) angegeben.

Description

Die Erfindung betrifft einen Drahtkern einer Wulstringanordnung in einem Fahrzeugluftreifen, bestehend aus einem Drahtpaket mehrerer übereinander angeordneter Drahtlagen eines ringförmig gewickelten Einzeldrahtes, wobei das Drahtpaket im Querschnitt betrachtet im Wesentlichen ein mindestens sechs Ecken umfassendes Polygon bildet. Ferner betrifft die Erfindung eine Wulstringanordnung eines Fahrzeugluftreifens mit einem solchen Drahtkern, einen mit der Wulstringanordnung ausgerüsteten Fahrzeugluftreifen sowie eine Vorrichtung zur Herstellung eines derartigen Drahtkerns.
Der Drahtkern einer Wulstringanordnung in einem Fahrzeugluftreifen dient dazu, den Fahrzeugluftreifen auf der Felge zu fixieren und im Falle eines schlauchlosen Fahrzeugluftreifens auch die Luftdichtigkeit zwischen Reifen und Felge zu gewährleisten.
Für die Ausbildung der Drahtkerne sind im Stand der Technik unterschiedliche Ausgestaltungen bekannt.
Sogenannte Pierce-Kerne umfassen in Schichten gewickelte Drahtkerne, die aus unterschiedlichen Drahtschichten mit annähernd rechteckigen Bändern oder parallel angeordneten Drähten auf einfache Weise schnell herstellbar sind und einen vier Ecken umfassenden Querschnitt aufweisen. Allerdings neigen derartige Pierce-Kerne zu Produktionsabweichungen, die eine unerwünschte Reifenungleichförmigkeit bedingen und bringen nur geringe Zugfestigkeit auf. Ein Beispiel eines solchen Pierce-Kernes ist in der US 1763179 A offenbart.
Eine weitere Ausgestaltung stellen Kabel- bzw. Helicoil-Kerne dar, die aus mindestens zwei Einzeldrähten produziert und von innen nach außen bzw. von außen nach innen geschichtet werden. Nachteilig sind hier sehr hohe Produktionskosten und schwierige Verarbeitung sowie eine große Streuung im erzielten Innendurchmesser und große Auslenkung unter Kompressionsbelastung.
Bei den in der Kraftfahrzeugtechnik weit verbreiteten Schräg- und Flachschulterfelgen greift man daher üblicherweise auf polygonale Kerne mit mindestens sechseckigem Querschnitt, insbesondere sechseckige sogenannte Hexa-Kerne als Drahtkern zurück, die aus einem einzigen, üblicherweise mit rundem Querschnitt ausgebildeten, gummierten Einzeldraht zu einem Drahtpaket mit mehreren übereinander angeordneten Drahtlagen gewickelt werden, welches im Querschnitt betrachtet ein sechs Ecken umfassendes Polygon bildet. Beispielhaft sei diesem Zusammenhang auf die DE 77 13 948 U1 verwiesen.
Allerdings erfordern derartige polygonale Kerne ein sehr präzises Werkzeug bei der Herstellung und einen größeren Zeitbedarf in der Fertigung als beispielsweise Pierce-Kerne, da sie aus einem endlos zugeführten Einzeldraht gewickelt werden. Darüber hinaus erfordern derartige polygonale Drahtkerne mit einem mindestens sechseckigen Querschnitt bislang immer einen sogenannten Inklinationswinkel, unter welchem die radial innenliegende Drahtlage verläuft und welcher fertigungstechnisch zwischen etwa 1,6° - 2,7° eingestellt wird und bei Fahrzeugluftreifen für Schrägschulterfelgen sogar auf bis zu 5° eingestellt wird, wodurch allerdings die Eignung für Flachschulterfelgen beeinträchtigt ist. Eine universelle Eignung sowohl für Flachschulter- als auch Schrägschulterfelgen wird durch Inklinationswinkel zwischen 2° bis ca. 2,5° erreicht. Jedoch erfordert die Herstellung der Drahtkerne mit einem solchen Inklinationswinkel, dass die Orientierung, d. h. die Wickelrichtung im Drahtkern in der Produktion des Fahrzeugluftreifens beachtet wird und der gewickelte Drahtkern nur in der korrekten Orientierung und Winkellage in den Rohling des herzustellenden Fahrzeugreifens eingebaut wird. Eine mit nicht korrekter Orientierung bewirkte Herstellung bringt einen Fahrzeugluftreifen hervor, der sich in bestimmten Fahrsituationen unerwünscht verhält und in Extremsituationen sogar von der Felgen-Sitzfläche abheben kann, was einen plötzlichen Druckverlust zur Folge haben kann und selbstredend unbedingt zu vermeiden ist. Allerdings werden die Fahrzeugluftreifen auch heute noch überwiegend manuell produziert und die korrekte Orientierung der an die Reifenbaumaschine angelieferten Drahtkerne lässt sich nur mit großer Aufmerksamkeit feststellen und ist im einmal produzierten Fahrzeugluftreifen ohne Zerstörung derselben faktisch nicht erkennbar. Es hat daher bereits Versuche gegeben, die Drahtkerne als Polygon so zu wickeln, dass eine einfachere Erkennbarkeit der korrekten Orientierung und Winkellage gegeben ist, wozu auf die DE 43 08 359 A1 verwiesen wird.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Drahtkern der eingangs genannten Art mit einem im Wesentlichen ein mindestens sechs Ecken umfassendes Polygon im Querschnitt vorzuschlagen, der einfach herzustellen ist und keine bei der Herstellung zu beachtende Orientierung aufweist, sodass eine auf inkorrekte Orientierung des Drahtkerns zurückgehende fehlerhafte Herstellung eines damit ausgerüsteten Fahrzeugluftreifens zuverlässig vermieden werden kann.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird die Ausgestaltung des Drahtkerns gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1 vorgeschlagen.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Der erfindungsgemäße Vorschlag sieht vor, dass die durch die radial innenliegende Drahtlage definierte Ringfläche rechtwinklig zu der vom Drahtkern umschlossenen Ebene verläuft, sodass ein erfindungsgemäßer Drahtkern auf der durch die radial innen liegende Drahtlage definierten Ringfläche einen Inklinationswinkel von 0° aufweist, d. h. der Drahtkern kommt ohne Inklinationswinkel aus.
Es hat sich im Rahmen der Erfindung gezeigt, dass ein solcher erfindungsgemäß ausgebildeter Drahtkern keine bei der Reifenproduktion zu beachtende Orientierung mehr aufweist, sodass ein auf fehlerhafte Orientierung des Drahtkerns zurückzuführender Montage- bzw. Produktionsfehler des mit dem erfindungsgemäßen Drahtkern ausgerüsteten Fahrzeugluftreifens nicht mehr auftreten kann.
Durch Auswahl geeigneter Anzahlen von übereinander angeordneten Drahtlagen sowie Anzahl der einzelnen Windungen des Einzeldrahtes pro Drahtlage können die Festigkeitseigenschaften des erfindungsgemäß ausgebildeten Drahtkerns gleichwohl in weiten Grenzen eingestellt werden, sodass mit derartigen Drahtkernen ausgebildete Fahrzeugluftreifen sowohl für Flachschulterfelgen als auch für Schrägschulterfelgen mit und ohne Schlauch geeignet sind.
Nach einem Vorschlag der Erfindung verläuft die durch die radial außenliegende Drahtlage definierte Ringfläche parallel zu der durch die radial innenliegende Drahtlage definierten Ringfläche, wodurch ein besonders kompakter und hochbelastbarer Drahtkern erhalten wird.
Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung ist es vorgesehen, dass der Drahtkern aus einem gummierten Einzeldraht mit rundem Querschnitt gebildet ist, jedoch können auch abgewandelte Querschnittsformen, beispielsweise etwa annähernd viereckige Drahtquerschnitte zur Anwendung kommen.
Je nach Felgentyp, Reifendimension und gewünschter Tragfähigkeit des herzustellenden Fahrzeugluftreifens kann nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung die radial innenliegende Drahtlage drei bis sieben Windungen des Einzeldrahtes umfassen. Eine größere Anzahl der Windungen des Einzeldrahtes in der radial innenliegenden Drahtlage und damit Drahtkern mit größerer Querschnittsfläche sind mit der Erfindung ebenfalls herstellbar, beispielsweise acht oder mehr derartige Windungen.
Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Drahtkerns ist es, dass die Wicklungsrichtung innerhalb der einzelnen Drahtlagen beliebig ist, ohne dass sich Änderungen der Festigkeits- oder sonstigen Eigenschaften der unter Einsatz der erfindungsgemäßen Drahtkerne hergestellten Fahrzeugluftreifen ergeben. Bei Drahtkernen mit einem vorgegebenen Inklinationswinkel >0°ist stets eine fixe Startposition des Drahtanfangs und hiervon ausgehend eine feste Wickelrichtung des Einzeldrahtes vorgegeben, die von der radial innenseitigen Lage über die radial nach außen anschließenden Lagen im Querschnitt betrachtet mäanderförmig wechselt. Dies ist fertigungstechnisch aufwendig und fehleranfällig.
Bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung mit einer an der radial innenliegenden Drahtlage definierten Ringfläche, die rechtwinklig zu der vom Drahtkern umschlossenen Ebene verläuft, kann die radial innenliegende Drahtlage im Querschnitt betrachtet sowohl von links nach rechts als auch von rechts nach links gewickelt werden, ohne dass dies Einfluss auf die Eigenschaften des erfindungsgemäßen Drahtkerns hätte. Die Produktion wird dadurch enorm vereinfacht und es werden weitere Fehlerquellen eliminiert.
Die Erfindung betrifft ferner auch eine Wulstringanordnung eines Fahrzeugluftreifens, die einen derartigen Drahtkern sowie einen radial außenseitig an den Drahtkern anschließenden Kernreiter bzw. Apex aus einem Kunststoff- und/oder vulkanisierbaren Gummimaterial umfasst.
Ferner betrifft die Erfindung auch einen Fahrzeugluftreifen, der mit einer derartigen Wulstringanordnung versehen ist.
Gemäß der Erfindung kann der Fahrzeugluftreifen Wulstringanordnungen aufweisen, bei denen die Wickelrichtungen der beiden Drahtkerne in Bezug auf die Umfangsrichtung des Fahrzeugluftreifens gleich oder unterschiedlich ausgebildet sind. Auch können die ersten Windungen der radial innenliegenden Drahtlagen der beiden Drahtkern eines Fahrzeugluftreifens in den beiden Wulstbereichen in einem Drahtkern axial innen und im anderen Drahtkern axial außen positioniert werden oder werden in beiden Drahtkern in Bezug auf den Fahrzeugluftreifen axial symmetrisch positioniert.
Die zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Drahtkernes mit einer durch die radial innenliegende Drahtlage definierten Ringfläche rechtwinklig zu der vom Drahtkern umschlossenen Ebene dienende Vorrichtung basiert darauf, dass sie eine dreiteilige Wickelmatrize für das Drahtpaket umfasst. Diese drei Teile der Wickelmatrize umfassen eine radial innenseitig angeordnete Wickelbasis sowie rechts- und linksseitig an die Wickelbasis anschließende Seitenführungen, die eine radial außenseitig offene Wickelform bilden, in die der zu wickelnde Einzeldraht eingeführt und nach Fixierung seines voreilenden Endes durch Rotation der Wickelmatrize unter Ausbildung der aufeinanderfolgenden Drahtlagen zum Drahtkern gewickelt wird. Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass die Wickelbasis horizontal ausgerichtet ist und die Wickelbasis und die Seitenführungen aus einer Wickelposition, in der sie die Wickelmatrizen bilden, in eine das fertig gewickelte Drahtpaket freigebende Entnahmeposition verfahrbar sind. Die erfindungsgemäß vorgesehene Verfahrbarkeit der einzelnen Teile der Wickelmatrize und die horizontale Ausrichtung der Wickelbasis ermöglicht es, den Drahtkern an seiner durch die radial innenliegende Drahtlage definierten Ringfläche mit einem Inklinationswinkel von 0° zu wickeln. Die Ringfläche verläuft insoweit rechtwinklig zu der vom Drahtkern umschlossenen Ebene. Gleichwohl lässt sich die Wickelmatrize nach der Herstellung des erfindungsgemäßen Drahtkerns problemlos öffnen, um den erfindungsgemäßen Drahtkern zu entnehmen.
Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung ist mindestens eine der beiden Seitenführungen oder sind beide Seitenführungen der Wickelmatrize in unterschiedlichen vorbestimmbaren Abständen voneinander an der Wickelbasis positionierbar, die benachbart zur Wickelbasis, d.h. an der radial innenliegenden Drahtlage jeweils der Breite von 3 bis 7 Windungen des Einzeldrahtes entsprechen, sodass Drahtkern mit einer radial innenseitigen Drahtlage aus drei bis sieben Einzeldrähten je nach Produktionsanforderung auf der gleichen Wickelmatrize hergestellt werden können. Nach dem gleichen Fertigungsprinzip lassen sich auch Drahtkerne mit einer größeren Breite, beispielsweise mehr als sieben Windungen des Einzeldrahtes in der radial innenliegenden Drahtlage produzieren. Durch die passgenaue Positionierung einer bzw. beider Seitenführungen wird die Herstellung solcher aus einem Einzeldrahtes gewickelten polygonalen Drahtkerne erheblich vereinfacht. Umfangreiche und zeitaufwendige Werkzeugwechsel sind nicht mehr wie im bekannten Umfang notwendig und die Herstellung derartiger Drahtkerne mit unterschiedlich großen Querschnittsflächen ist durch vergleichsweise einfache Skalierung möglich. Darüber hinaus wird mit der im Rahmen der Erfindung vorgeschlagenen Vorrichtung eine vollständige Automatisierung der Arbeitsabläufe in der Fertigung derartiger, aus einem Draht gewickelten polygonalen Drahtkernen bei vergleichsweise geringen Kosten ermöglicht.
Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung kann die erste Windung des Einzeldrahtes auf der Wickelbasis anliegend an der rechtzeitigen oder linksseitigen Seitenführung ausgebildet werden.
Die Wickelbasis und die Seitenführungen können nach weiterem Vorschlag der Erfindung unabhängig voneinander mittels gesonderter Antriebe zwischen der Wickelposition und der Entnahmeposition verfahrbar sein oder die Wickelbasis wird gemeinsam mit einer der Seitenführungen zwischen der Wickelposition und der Entnahmeposition verfahren.
Weitere Ausgestaltungen und Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

1 eine stark vereinfachte Querschnittsansicht eines Reifens gemäß der Erfindung;
2 in perspektivischer vergrößerter Darstellung den Drahtkern gemäß 1 ;
3 eine stark vereinfachte Querschnittsansicht eines Reifens gemäß Stand der Technik;
4 den Drahtkern gemäß 3 in vergrößerter Darstellung;
5a bis 5c die Herstellung des Drahtkerns gemäß 2 in einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
6a bis 6c die Herstellung des Drahtkerns gemäß 2 in einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
7 unterschiedliche Einstellungen der Vorrichtung gemäß 6a.

Aus der 3 ist in einer stark vereinfachten Darstellung ein Querschnitt des Wulstbereiches 20 eines Fahrzeugluftreifens 2 dargestellt, mit welchem dieser in eine nicht dargestellte Schräg- oder Flachschulterfelge eingesetzt wird. Zur Sicherstellung eines festen Sitzes sowie gegebenenfalls auch luftdichten Abschlusses ist der Wulstbereich 20 mit einem eingebetteten Drahtkern 1 versehen, der gemäß der Darstellung in 4 aus einem Drahtpaket mehrerer übereinander angeordneter Drahtlagen 10,11, 12, 13 eines entsprechend ringförmig gewickelten Einzeldrahtes 100 besteht. Der Einzeldraht 100 ist üblicherweise mit einer außenseitigen Gummierung als geschlossene Umhüllung versehen.
In der Querschnittsansicht gemäß 4 erkennt man, dass das Drahtpaket 1 einen im wesentlichen polygonalen Querschnitt mit sechs Ecken aufweist, sodass ein derartiger Drahtkern auch als Hexa-Kern bezeichnet wird. Diese Querschnittsform ergibt sich dadurch, dass die radial innenliegende Drahtlage 10 im dargestellten Ausführungsbeispiel vier Windungen des Einzeldrahtes 100 umfasst, die radial außenseitig anschließende nächste Drahtlage 11 fünf derartige Windungen des Einzeldrahtes 100 umfasst, gefolgt von einer weiteren Drahtlage 12 mit insgesamt sechs Windungen des Einzeldrahtes 100 und schließlich der radial äußeren Drahtlage 13 mit wiederum fünf Windungen des Einzeldrahtes 100. Es können auch andere Windungsanzahlen vorgesehen sein, jedoch wird durch eine zunächst erfolgende Zunahme der Windungsanzahl mit anschließender Abnahme von radial innen nach außen die gewünschte hexagonale Form des Drahtkerns 1 erzeugt.
Die Herstellung eines solchen Drahtkerns 1 erfolgt bislang in Wickelmatrizen, die zum Zwecke der leichteren Entnehmbarkeit des gebildeten Drahtkerns 1 eine gegenüber der Horizontale H um einen Winkel von etwa 2 bis 5° geneigte Basis aufweisen, sodass der gewickelte Drahtkern 1 die aus der 4 ersichtliche Konfiguration erhält. Man erkennt, dass die durch die radial innenliegende Drahtlage 10 definierte Ringfläche R unter einem sogenannten Inklinationswinkel α in Bezug auf die Horizontale H verläuft, wobei der Inklinationswinkel α der genannten Neigung der Basis der Wickelmatrize gegenüber der Horizontalen entspricht. Die axiale Erstreckung B_PK des Drahtkerns 1 gibt die Breite, H_PK die Höhe des Drahtkerns 1 an. Die axiale Erstreckung der radial innenliegenden Drahtlage 10 wird über B₁₀ beschrieben.
Dieses aus dem Stand der Technik bekannte Prinzip erfordert es allerdings, dass die unter dem Inklinationswinkel α verlaufenden Drahtkerne 1 in der aus der 3 ersichtlichen Konfiguration in die Wulstbereiche 20 des Fahrzeugluftreifens 2 eingebaut werden, in der die durch die jeweils radial innenliegende Drahtlage 10 definierten und in 3 strichliert eingezeichneten Ringflächen R unter Bildung eines stumpfen, radial nach außen geöffneten Winkels zusammentreffen. In der Praxis kommt es jedoch gelegentlich vor, dass die Drahtkerne 1, deren geringe Neigung aufgrund des Inklinationswinkels α von beispielsweise lediglich 2° nur schwierig zu erkennen ist, in der falschen Orientierung in den Fahrzeugluftreifen 2 eingebaut werden, beispielsweise wenn die beiden aus der 3 ersichtlichen rechts- und linksseitigen Drahtkerne 1 vertauscht werden und die Ringflächen R einen radial nach innen geöffneten stumpfen Winkel einschließen oder einer der Drahtkerne 1 in der umgekehrten Orientierung verbaut wird, sodass die Ringflächen R parallel zueinander verlaufen. In allen diesen Fällen weist der Fahrzeugluftreifen 2 signifikante Fertigungsmängel auf, die zu einem Versagen führen können, was unbedingt zu vermeiden ist. Hinzu kommt, dass die korrekte Ausrichtung der Drahtkerne 1 im Rahmen der Qualitätskontrolle nicht zerstörungsfrei überprüfbar ist.
Um diesem Problem zu begegnen, werden gemäß der vergleichenden Darstellung in 1 und 2 bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung Drahtkerne 1 verwendet, die ebenfalls im Querschnitt einen hexagonalen Querschnitt aufweisen und aus übereinstimmenden Drahtlagen 10, 11, 12, 13 eines gummierten Einzeldrahtes 100 wie in den 3 und 4 bestehen. Allerdings werden die Drahtkerne 1 so gewickelt, dass die durch die radial innenliegende Drahtlage 10 definierte Ringfläche R zu der vom Drahtkern umschlossenen Ebene E exakt rechtwinklig verläuft, sodass der Drahtkern 1 einen Inklinationswinkel α von 0° aufweist, da die Ringfläche R mit der Horizontalen H zusammenfällt. Es ist offensichtlich, dass bei einer solchen Ausgestaltung auf die Orientierung der Drahtkerne 1 nicht geachtet werden muss, da sie stets gleich ist. Auf diese Weise wird eine der relevanten Fehlerquellen in der Reifenmontage und Reifenherstellung aufgehoben. Die axiale Erstreckung B_PK des Drahtkerns 1, Höhe H_PK des Drahtkerns 1 und axiale Erstreckung B₁₀ der radial innenliegenden Drahtlage 10 des Drahtkerns 1 werden durch den Inklinationswinkel α von 0° nicht verändert. Die Zugfestigkeit des Drahtkerns 1 und Verformung des Drahtkerns 1 unter Kompression sind ebenfalls unverändert, sodass Drahtkerne 1 mit einem Inklinationswinkel α von 0° mit geringem Aufwand in bestehende Reifenkonstruktionen eingeführt werden können.
Der Drahtkern 1 gemäß 2 wird aus einem einzigen Einzeldraht 100 mit rundem Querschnitt gewickelt, der einen Metalldraht 102 mit oberflächlicher Gummierung 101 umfasst, wobei im dargestellten Ausführungsbeispiel gemäß 2 die radial innere Drahtlage 10 vier Windungen, die benachbarte Drahtlage 11 fünf Windungen, die anschließende Drahtlage 12 sechs Windungen und die radial äußere Drahtlage 13 wiederum fünf Windungen aufweist.
Die durch die radial außenliegende Drahtlage 13 definierte Ringfläche verläuft parallel zu der durch die radial innenliegende Drahtlage 10 definierten Ringfläche R. Ferner erkennt man aus der Darstellung gemäß 1, dass sich in an sich bekannter Weise an die radial außenliegende Drahtlage 13 des Drahtkerns 1 ein strichliert angedeuteter Kernreiter bzw. Apex 21 aus einem geeigneten Kunststoff- und/oder Gummimaterial anschließt, die gemeinsam den Wulstbereich 20 des Fahrzeugluftreifens 2 definieren.
Die Herstellung des aus den 1 und 2 ersichtlichen Drahtkernes 1 ist in einer ersten möglichen Ausgestaltung schematisch in den 5a bis 5c dargestellt, wobei der dargestellte Drahtkern 1 aus Vereinfachungsgründen über eine geringere Windungsanzahl in den einzelnen Drahtlagen als die in den 1 und 2 dargestellte Ausführungsform verfügt. Die folgenden Ausführungen gelten jedoch sinngemäß auch für die Ausgestaltung gemäß 1 und 2.
Es kommt eine dreiteilige Wickelmatrize 4 zum Einsatz, die eine horizontal ausgerichtete Wickelbasis 40 sowie eine oberhalb bzw. radial außerhalb der Wickelbasis 40 anschließende linksseitige Seitenführung 41 und eine entsprechend rechtsseitige Seitenführung 42 umfasst. Die Wickelbasis 40 sowie die Seitenführungen 41,42 definieren einen Wickelraum, in welchem die Drahtlagen 10,11, 12,13 des Drahtkerns 1 als Drahtpaket mit dem gewünschten hexagonalen Querschnitt gewickelt werden.
Dazu befindet sich gemäß Darstellung der 5a die Wickelmatrize 4 in einer Wickelposition und das voreilende Ende des Einzeldrahtes 100 wird beispielsweise an der linksseitigen Seitenführung 41 anliegend auf die Wickelbasis 40 aufgelegt und fixiert. Unter Rotation der Wickelmatrize 4 wird sodann der kontinuierlich zugeführte Einzeldraht 100 zunächst in der gewünschten Windungsanzahl zur ersten Drahtlage 10 gewickelt und bei Erreichen der rechtsseitigen Seitenführung 42 mäanderförmig in entgegengesetzter Richtung unter Ausbildung der Windungen der zweiten Drahtlage 11 und so fort gewickelt, bis der gesamte Drahtkern 1 hergestellt ist. Abschließend wird der Einzeldraht 100 abgeschnitten.
Es ist jedoch zu beachten, dass der beispielhaft an der linksseitigen Seitenführung 41 anliegende Wickelbeginn der ersten Drahtlage 10 in Richtung auf die rechtsseitige Seitenführung 42 nicht zwingend ist, denn die Wickelrichtung kann aufgrund des nicht vorhandenen Inklinationswinkels α gleichermaßen auch unter Anlage an der rechtsseitigen Seitenführung 42 in Richtung auf die linksseitige Seitenführung 41 begonnen werden, ohne dass sich dadurch das Eigenschaftsprofil des Drahtkernes 1 ändert. Insoweit braucht auch die Wickelrichtung des Einzeldrahtes 100 innerhalb des Drahtkerns 1 weder bei der Herstellung des Drahtkernes 1, der Lagerung der Drahtkerne 1, noch beim späteren Einbau in den Fahrzeugluftreifen 2 beachtet zu werden.
Nach der vollständigen Wicklung des Drahtkerns 1 wird gemäß Darstellung in 5b die Wickelmatrize 4 geöffnet, in dem die linksseitige Seitenführung 41 und die horizontale Wickelbasis 40 mittels unabhängig voneinander betätigbarer Antriebe nach links verfahren und die rechtsseitige Seitenführung 42 mittels eines weiteren Antriebes nach rechts verfahren wird, wie in der Darstellung gemäß 5b durch Pfeile angedeutet ist. Ist die erste Windung C der radial innenliegenden Drahtlage 10, so wie in 5a dargestellt, zur Seitenführung 42 hin orientiert, sollte bevorzugt zuerst die Wickelbasis 40 der Wickelmatrize 4 wie in der 5b gezeigt, nach links verfahren werden. Hierdurch wird sichergestellt, dass diese erste Windung C des Drahtkerns 1 durch Friktion fest gegen die links von der ersten Windung C direkt benachbarte Windung gedrückt wird und sich diese erste Windung C nicht vom Drahtkern 1 lösen kann. In welcher Reihenfolge nach dem Verfahren der Wickelbasis 40 die beiden Seitenführungen 41 und 42 der Wickelmatrize 4 verfahren werden sollen, richtet sich nach den räumlichen Gegebenheiten in der Maschine, in die die Wickelmatrize 4 eingebaut ist sowie nach dem Verfahren, mit dem die Drahtkerne 1 aus dieser Maschine entnommen werden. Befindet sich die erste Windung C der radial innenliegenden Drahtlage 10 zur Seitenführung 41 hin orientiert, sollten Wickelbasis 40 und Seitenführung 42 gemeinsam nach rechts verfahren werden, bis sich der Drahtkern 1 aus der Wickelmatrize 4 löst beziehungsweise entnommen werden kann.
Sobald die in der 5c dargestellte Entnahmeposition erreicht ist, in welcher die linksseitige Seitenführung 41 von der rechtsseitigen Seitenführung 42 maximal beabstandet ist und auch die Wickelbasis 40 aus der radial innerhalb des erstellten Wickelkerns 1 befindlichen Position herausgezogen ist, kann der fertiggestellte Wickelkern 1 wie durch Pfeil angedeutet problemlos entnommen, zwischengelagert und/oder und einer Reifenbaumaschine zur Herstellung eines Fahrzeugluftreifens 2 gemäß 1 zugeführt werden. Nach erneutem Schließen der Wickelmatrize 4 beginnt der Vorgang gemäß 5a von neuem.
In einer alternativen, in den 6a bis 6c dargestellten Ausführungsform ist die horizontal ausgerichtete Wickelbasis 40 nicht eigenständig und unabhängig von den Seitenführungen 41,42 mit eigenem Antrieb bewegbar, sondern beispielsweise mittels eines Schenkels 400 an der rechtsseitigen Seitenführung 42 fixiert. Es versteht sich, dass diese Fixierung alternativ auch an der linksseitigen Seitenführung 41 erfolgen könnte.
Nachdem der Drahtkern 1 fertig gewickelt worden ist, werden die beiden Seitenführungen 41,42 gemäß Darstellung der 6b in ihre das Drahtpaket freigebende Entnahmeposition verfahren, wobei die Wickelbasis 40 gemeinsam mit der rechtsseitigen Seitenführung 42 mitbewegt und aus ihrer radial innerhalb des Drahtkerns 1 befindlichen Position herausgezogen wird. Die Sequenz, mit der die Wickelbasis 40 und die Seitenführungen 41, 42 der Wickelmatrize 4 entlang der Zeitachse verfahren werden, richtet sich, wie oben beschrieben, nach der Position der ersten Windung C, den räumlichen Gegebenheiten in der Maschine und dem Verfahren, mit dem der Drahtkern 1 aus der Maschine entnommen wird.
Sodann kann gemäß Darstellung in 6C der Drahtkern 1 problemlos entnommen werden.
Schließlich erkennt man aus der Darstellung gemäß 7, dass es aufgrund der horizontalen Ausrichtung der Wickelbasis 40 möglich ist, die beiden Seitenführungen 41,42 in unterschiedlichen Abständen A1, A2, A3, A4, A5 voneinander in der jeweiligen Wickelposition zu positionieren. Diese unterschiedlichen Abstände A1 bis A5 entsprechen unterschiedlichen Breiten B verschiedener Windungsanzahlen des zu wickelnden Einzeldrahtes 100 in der radial innenliegenden Drahtlage 10 benachbart zur Wickelbasis 40. Dementsprechend ist es mit einer einzigen Vorrichtung möglich, Drahtkerne 1 mit beispielsweise drei Windungen in der radial inneren Drahtlage 10 bei Einstellung des kleinsten Abstandes A5 zu wickeln und durch Auswahl der weiteren Abstände A4, A3, A2 bis A1 Drahtkerne 1 herzustellen, die entsprechend vier Windungen (Abstand A4), fünf Windungen (Abstand A3) usw. bis hin zu sieben Windungen bei Abstand A1 in der radial innenliegenden Drahtlage 10 aufweisen. Nach dem gleichen Verfahren sind auch Drahtkerne 1 mit größeren Querschnittsflächen und breiteren radial innenliegenden Drahtlagen 10 herstellbar.
Auf diese Weise können die Festigkeitseigenschaften der hergestellten Drahtkerne 1 in weiten Grenzen flexibel angepasst werden, sodass die damit ausgerüsteten Fahrzeugluftreifen 2 sowohl für die Verwendung mit Flachschulterfelgen als auch mit Schrägschulterfelgen entsprechend der Auslastung des Fahrzeugluftreifens 2 und dem vom jeweiligen Kunden vorgesehenen Fahrzeugeinsatz konfiguriert werden können.
Es versteht sich, dass die Positionierung der Seitenführung 41,42 in unterschiedlichen Abständen A1, A2, A3, A4, A5 voneinander auch beim Ausführungsbeispiel gemäß 5a bis 5c aufgrund der unabhängigen Antriebe für die Seitenführung in 41,42 sowie die Wickelbasis 40 vorgenommen werden kann.
Bezugszeichenliste

1: Drahtkern
2: Fahrzeugluftreifen
4: Wickelmatrize
10: Radial innenliegende Drahtlage des Drahtkerns 1
11, 12, 13: Radial außenliegende Drahtlagen des Drahtkerns 1
20: Wulstringanordnung
21: Kernreiter
40: Wickelbasis der Wickelmatrize 4
41, 42: Seitenführungen der Wickelmatrize 4
100: gummierter Einzeldraht der Drahtlagen 10, 11, 12, 13
101: Gummierung um den Draht 102
102: Draht
400: Schenkel der Wickelbasis 40
A1, A2, A3, A4, A5: Abstände der Seitenführungen 41, 42
B10: Axiale Erstreckung der radial innenliegenden Drahtlage 10
BPK: Axiale Erstreckung des polygonalen Drahtkerns 1
C: Wickelanfang bzw. erste Windung in der radial innenliegenden Drahtlage 10 des Drahtkerns 1
E: Vom Drahtkern 1 umschlossene Ebene
H: Horizontale
HPK: Höhe des Drahtkerns 1
R: Ringfläche des Drahtkerns 1
α: Inklinationswinkel in Bezug auf Ringfläche R des Drahtkerns 1 und der Horizontalen H

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 1763179 A [0004]
DE 7713948 U1 [0006]
DE 4308359 A1 [0007]

Claims

Drahtkern (1) einer Wulstringanordnung (20) in einem Fahrzeugluftreifen (2), bestehend aus einem Drahtpaket mehrerer übereinander angeordneter Drahtlagen (10, 11, 12, 13) eines ringförmig gewickelten Einzeldrahtes (100), wobei das Drahtpaket im Querschnitt betrachtet im Wesentlichen ein mindestens sechs Ecken umfassendes Polygon bildet, dadurch gekennzeichnet, dass die durch die radial innenliegende Drahtlage (10) definierte Ringfläche (R) rechtwinklig zu der vom Drahtkern (1) umschlossenen Ebene (E) verläuft.
Drahtkern (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die durch die radial außenliegende Drahtlage (13) definierte Ringfläche parallel zu der durch die radial innenliegende Drahtlage (10) definierten Ringfläche (R) verläuft.
Drahtkern (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Drahtkern (1) aus einem einzelnen gummierten Einzeldraht (100) mit rundem Querschnitt gebildet ist.
Drahtkern (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die radial innenliegende Drahtlage (10) drei bis sieben Windungen des Einzeldrahtes (100) umfasst.
Drahtkern (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die radial innenliegende Drahtlage (10) acht oder mehr Windungen des Einzeldrahtes (100) umfasst.
Wulstringanordnung (20) eines Fahrzeugluftreifens (2), umfassend einen Drahtkern (1) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche sowie einen radial außenseitig an den Drahtkern (1) anschließenden Kernreiter (21).
Fahrzeugluftreifen (2) mit einer Wulstringanordnung (20) nach Anspruch 6.
Fahrzeugluftreifen (2) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Wickelrichtungen der beiden Drahtkerne (1) in Bezug auf die Umfangsrichtung des Fahrzeugluftreifens (2) die gleiche oder unterschiedliche Wickelrichtung aufweisen.
Fahrzeugluftreifen (2) nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Windungen (C) der radial innenliegenden Drahtlagen (10) der beiden Drahtkerne (1) in den beiden Wulstbereichen (20) des Fahrzeugluftreifens (2) in einem Drahtkern (1) axial innen und im anderen Drahtkern (1) axial außen positioniert oder in beiden Drahtkernen (1) in Bezug auf den Fahrzeugluftreifen (2) axial symmetrisch positioniert sind.
Vorrichtung zur Herstellung eines Drahtkernes (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, umfassend eine dreiteilige Wickelmatritze (4) für das Drahtpaket mit einer radial innenseitigen Wickelbasis (40) und links- und rechtsseitig an die Wickelbasis (40) anschließenden Seitenführungen (41, 42), dadurch gekennzeichnet, dass die Wickelbasis (40) horizontal ausgerichtet ist und die Wickelbasis (40) und die Seitenführungen (41, 42) aus einer Wickelposition, in der sie die Wickelmatritze (4) bilden, in eine das gewickelte Drahtpaket (1) freigebende Entnahmeposition verfahrbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Seitenführungen (41, 42) in unterschiedlichen vorbestimmbaren Abständen (A1, A2, A3, A4, A5) voneinander an der Wickelbasis (4) positionierbar sind, wobei die Abstände (A1, A2, A3, A4, A5) benachbart zur Wickelbasis (40) der Breite (B) von drei bis sieben Windungen des Einzeldrahtes (100) entsprechen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Windung des Einzeldrahtes (100) auf der Wickelbasis (40) anliegend an der rechtsseitigen oder linksseitigen Seitenführung (41, 42) ausbildbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Wickelbasis (40) und die Seitenführungen (41, 42) unabhängig voneinander mittels gesonderter Antriebe zwischen der Wickelposition und der Entnahmeposition verfahrbar sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Wickelbasis (40) gemeinsam mit einer der Seitenführungen (41, 42) zwischen der Wickelposition und der Entnahmeposition verfahrbar ist.