DE102021209826A1

DE102021209826A1 - Verfahren zur Herstellung eines Fahrzeugreifens

Info

Publication number: DE102021209826A1
Application number: DE102021209826.6A
Authority: DE
Inventors: Rainer Mauruschat
Original assignee: Continental Reifen Deutschland GmbH
Current assignee: Continental Reifen Deutschland GmbH
Priority date: 2021-09-06
Filing date: 2021-09-06
Publication date: 2023-03-09

Abstract

Um ein Verfahren zur Herstellung eines Fahrzeugreifens bereitzustellen, mit dem ein Fahrzeugreifen auf einfache Weise hergestellt werden kann, wird ein Verfahren mit folgenden Schritten vorgeschlagen:
a) Aufwickeln eines ersten Teilbereiches einer Seitenwand (2,3) auf einer Seitenwandtrommel (1),
wobei die Oberseite des ersten Teilbereiches der Seitenwände (2,3) eine Aussparung aufweist,
b) Aufwickeln eines zweiten Teilbereiches der Seitenwand (4) auf den aufgewickelten ersten Teilbereich der Seitenwand (2,3) auf der Seitenwandtrommel (1),
wobei der zweite Teilbereich der Seitenwand (4) in Form einer Vielzahl von schmalen Materialstreifen (20) in die Aussparung des ersten Teilbereiches der Seitenwand (2,3) aufgespult wird und der Seitwandverbund damit vervollständigt wird,
c) Fertigstellen einer Reifenkarkasse (10) auf einer Karkasstrommel,
d) Abnahme der Reifenkarkasse von der Karkasstrommel mit einer Karkasstranfereinheit (9),
e) Verbinden der Reifenkarkasse (10) mit den Seitenwandverbünden

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Fahrzeugreifens.
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.
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.
Bei den herkömmlichen Reifenaufbauverfahren werden auf der Karkasstrommel beide Seitenwände aufgewickelt. Anschließend wird die Reifenkarkasse mit den bereits applizierten Seitenwänden zu der Bombiertrommel verfahren.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bereitzustellen, mit dem bestimmte Reifenkonstruktionen auf einfache Weise hergestellt werden können. Außerdem soll durch das Verfahren ermöglicht werden, dass die Seitenwände besser in in den Reifenbauprozess integriert werden.
Gelöst wird die Aufgabe gemäß Anspruch 1 dadurch, dass ein Verfahren mit folgenden Schritten eingesetzt wird:

a) Aufwickeln eines ersten Teilbereiches einer Seitenwand auf einer Seitenwandtrommel, wobei die Oberseite des ersten Teilbereiches der Seitenwände eine Aussparung aufweist,
b) Aufwickeln eines zweiten Teilbereiches der Seitenwand auf den aufgewickelten ersten Teilbereich der Seitenwand auf der Seitenwandtrommel, wobei der zweite Teilbereich der Seitenwand in Form einer Vielzahl von schmalen Materialstreifen in die Aussparung des ersten Teilbereiches der Seitenwand aufgespult wird und der Seitwandverbund damit vervollständigt wird,
c) Fertigstellen einer Reifenkarkasse auf einer Karkasstrommel,
d) Abnahme der Reifenkarkasse von der Karkasstrommel mit einer Karkasstranfereinheit,
e) Verbinden der Reifenkarkasse mit den Seitenwandverbünden,
f) Verfahren der Karkasstranfereinheit mit der Reifenkarkasse und mit den angebundenen Seitenwandverbünden zu einer Bombiertrommel,
g) Positionierung der Karkasstranfereinheit mit der Reifenkarkasse und den angebundenen Seitenwandverbünden auf der Bomiertrommel,
h) Bombieren der Reifenkarkasse mit den auf beiden Seiten angebundenen Seitenwandverbünden,

i) Fertigstellen des Reifenrohlings mit weiteren Schritten.

Ein Vorteil der Erfindung ist insbesondere darin zu sehen, dass durch das Verfahren auf einfache Weise ein Fahrzeugreifen hergestellt werden kann.
Durch den neuen Reifenbauprozess wird insbesondere die Seitenwand des Fahrzeugreifens besser in den Reifenbauprozess integriert.
Das Aufwickeln des zweiten Teilbereiches der Seitenwand erfolgt auf den flachliegenden ersten Teilbereich der Seitenwand auf der Seitenwandtrommel. Der zweite Teilbereich der Seitenwand kann bei diesem Verfahrensschritt präzise auf der Seitenwandtrommel in Form einer Vielzahl von schmalen Materialstreifen aufgespult werden.
Die Seitenwandverbünde aus ersten und zweiten Teilbereich der Seitenwände werden bei den nachfolgenden Verfahrensschritten an der Reifenkarkasse hochgeschlagen.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil besteht darin, dass der zweite Teilbereich in Form von einer Vielzahl von schmalen Materialstreifen aufgespult wird, wodurch ein fester Seitenwandverbund aus ersten und zweiten Teilbereich geschaffen wird. Mit dem Aufspulprozess kann außerdem der zweite Teilbereich der Seitenwand mit einer hohen Genauigkeit geformt werden.
Der zweite Teilbereich der Seitenwand besteht im Normalfall aus einem anderen Material, als der erste Teilbereich der Seitenwand. Dadurch kann es zu einer Materialverformung kommen, wenn die Seitenwand als ein Bauteil mit einem Mehrkopfextruder hergestellt wird. Das vorkonfektionierte Seitenwand-Material kann sich Bananenförmig verformen, so dass die Applikation der Seitenwand auf einer Trommel erschwert wird.
Durch das neue Verfahren wird sichergestellt, dass der erste und der zweite Teilbereich der Seitenwand jeweils mit einem separaten Prozess hergestellt werden. Beide Teilbereiche werden erst auf der Seitenwandtrommel zu einem Seitenwandverbund zusammengefügt. Der erste Teilbereich der Seitenwand weist auf seiner Oberseite eine Aussparung auf, in die der zweite Teilbereich der Seitenwand in Form einer Vielzahl von schmalen Materialstreifen aufgespult werden kann.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der auf den ersten Teilbereich der Seitenwand aufgewickelte zweite Teilbereich der Seitenwand eine Längenabmessung von ca. 20 bis 60 mm, vorzugsweise ca. 40 mm, aufweist. Dadurch können für den Fahrzeugreifen optimale Materialeigenschaften erreicht werden.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der auf den ersten Teilbereich der Seitenwand aufgewickelte zweite Teilbereich der Seitenwand eine maximale Materialdicke von ca. 2 bis 5 mm, vorzugsweise ca. 3,5 mm, aufweist. Dadurch können für den Fahrzeugreifen optimale Materialeigenschaften erreicht werden.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der zweite Teilbereich der Seitenwand aus einer harten Gummimischung besteht, wobei die Materialhärte um mindestens 10 % größer ist als die Materialhärte des ersten Teilbereiches der Seitenwand.
Für den zweiten Teilbereich der Seitenwand ist eine relativ harte Gummimischung wichtig, um bestimmte Fahreigenschaften für den Fahrzeugreifen zu erreichen.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die aufgespulten schmalen Materialstreifen eine Materialbreite von 5 bis 10 mm und/oder eine Materialdicke zwischen 0,5 und 1 mm aufweisen.
Dadurch kann eine präzise Formgebung für den zweiten Teilbereich der Seitenwand erfolgen.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der zweite Teilbereich der Seitwand in Form von mindestens zwei übereinander liegenden Materiallagen mit schmalen Materialstreifen gebildet wird.
Dadurch kann eine optimale Kontur für den Seitenwandverbund erzeugt werden.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die schmalen Materiallagen direkt nach einem Extrusionsprozess als warmes Elastomermaterial auf den ersten Teilbereich der Seitewand aufgespult werden.
Dadurch kann der zweite Teilbereich mit den aufgespulten Materiallagen hochfest mit dem ersten Teilbereich der Seitenwand verbunden werden.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Seitenwandverbünde nach dem Transfer des Gürtel-Laufstreifen-Paketes über die Bombiertrommel hochgeschlagen wird, wobei ein Teil der Seitenwand über dem Laufstreifen angeordnet werden kann. Dadurch ist es möglich, den oberen Teil der Seitenwand über dem Gürtel-Laufstreifen-Paket anzuordnen.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Seitenwandverbünde mit Seitenbombierbälgen hochgeschlagen werden. Auf diese Weise werden die Seitenwände mit einer hohen Präzision und Schnelligkeit an der Reifenkarkasse hochgeschlagen.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Seitenwandverbünde mit Rollenhebeln hochgeschlagen werden.
Mit den Rollenhebeln lassen sich die Seitenwandverbünde mit einer hohen Geschwindigkeit hochschlagen.
Anhand mehrerer Ausführungsbeispiele soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen:

1 - 13: Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Die 1 zeigt den Verfahrensschritt, bei dem der erste Teilbereich der Seitenwand 3 auf der Seitenwandtrommel 1 aufgelegt bzw. aufgewickelt wird. In dieser Figur ist nur der obere Teil der Seitenwandtrommel dargestellt. Die Oberseite des ersten Teilbereiches der Seitenwand 3 weist ein Aussparung auf.
In diese Aussparung wird der zweite Teilbereich der Seitenwand in Form einer Vielzahl von schmalen Materialstreifen aufgespult.
Die 2 zeigt den Verfahrensschritt, bei dem der zweite Teilbereich 4 auf den ersten Teilbereich der Seitenwand 3 in Form einer Vielzahl von schmalen Materialstreifen 20 aufgespult wird. Der zweite Teilbereich der Seitenwand 4 wird mit einer Vielzahl von schmalen Materialstreifen 20 gebildet, die mit einem Spulprozess in die Aussparung aufgebracht werden.
Der zweite Teilbereich der Seitenwand 4 besteht aus einer härteren Gummimischung als der erste Teilbereich der Seitenwand 3.
Die 3 zeigt den Verfahrensschritt, bei dem der erste rechte Teilbereich der Seitenwand 3 und der erste linke Teilbereich der Seitenwand 2 auf der Seitenwandtrommel 1 aufgewickelt werden.
In dieser Figur wird gezeigt, dass auf der Seitenwandtrommel 1 zwei Seitenverbünde gleichzeitig hergestellt werden.
Die 4 zeigt den Verfahrensschritt, bei dem die beiden zweiten Teilbereiche 4 der Seitenwand auf die ersten Teilbereiche 2 und 3 der Seitenwand in Form einer Vielzahl von schmalen Materialstreifen aufgespult werden.
Nach diesem Verfahrensschritt sind die beiden Seitenwandverbünde aus ersten und zweiten Teilbereich der Seitenwand gebildet und liegen an der Seitenwandtrommel 1 an. Das Aufwickeln erfolgt auf der achsensymmetrischen Seitenwandtrommel 1.
Die 5 zeigt den Verfahrensschritt nachdem die Seitenwandverbünde aus ersten und zweiten Teilbereichen der Seitenwand (3,4) bereits mit der Reifenkarkasse 10 verbunden worden sind. Die Karkasstransfereinheit 9 verfährt den Verbund aus Reifenkarkasse und angebundenen Seitenwandverbünden zu einer Bombiertrommel.
Die Reifenkarkasse 10 wurde vorab auf einer separaten Karkasstrommel hergestellt. Die Reifenkarkasse 10 weist bei diesem Ausführungsbeispiel einen entsprechenden Lagenumschlag mit einem Kern auf.
Die Karkasstransfereinheit 9 wird mit der dargestellten Reifenkarkasse 10 koaxial über der Seitenwandtrommel in der 3 positioniert. Dabei werden die Reifenwülste direkt in der korrekten Position über den Seitenwandverbünden positioniert. Anschließend wird die Seitenwandtrommel expandiert, wodurch die Seitenwandverbünde fest mit den Wülsten der Reifenkarkasse verbunden werden.
Die 6 zeigt den Verfahrensschritt, bei dem der Verbund von Reifenkarkasse 10 und den beiden Seitenwandverbünden auf der Bombiertrommel 6 positioniert wird. Die Positionierung erfolgt über die Segmente 7 für die Kernklemmung. Für die Übernahme der Reifenkarkasse mit den Seitenwandverbünden erfolgt ein radiales Expandieren der Segmente 7.
Die 7 zeigt den Verfahrensschritt, bei dem das Gürtel-Laufstreifen-Paket 14 koaxial zur Bombiertrommel 6 positioniert wird.
Die 8 zeigt den Verfahrensschritt, bei dem der Bombiervorgang eingeleitet wird. Die beiden Segmente 7 fahren beim Bombiervorgang in axialer Richtung aufeinander zu, wobei die Reifenkarkasse 10 entsprechend nach radial außen gewölbt wird.
Die Figur zeigt außerdem die Vereinigung der Reifenkarkasse 10 mit dem koaxial angeordneten Gürtel-Laufstreifen-Paket 14.
Die 9 zeigt den Verfahrensschritt, bei dem die Seitenwandverbünde (3,4) bereits an der Reifenkarkasse entsprechend hochgeschlagen wurden. Dieses Hochschlagen der Seitenwandverbünde erfolgt mit den Seitenbombierbälgen 12, die die aufliegenden Seitenwände an der Reifenkarkasse hochschlagen. Da das Gürtel-Laufstreifen-Paket 14 bereits mit der Reifenkarkasse 10 vereinigt wurden ist, kann der obere Teil des Seitenwand-Verbundes über das Gürtel-Laufstreifen-Paket 14 angeordnet werden.
Der fertiggestellte Reifenrohling wird anschließend freigegeben und kann anschließend von der Bombiertrommel 6 entnommen werden. Die Fertigstellung des Fahrzeugreifens erfolgt anschließend mit einem herkömmlichen Verfahren.
Die 10 bis 13 zeigen ein alternatives Verfahren zum Hochschlagen der Seitenwandverbünde. Bei diesem alternativen Verfahren werden die Seitenwandverbünde mit den dargestellten Rollenhebeln 16 an der bombierten Reifenkarkasse hochgeschlagen. Die in den 6 bis 9 beschriebenen Verfahrensschritte stimmen im Wesentlichen mit den Verfahrensschritten in den 10 bis 13 überein. Der wesentliche Unterschied besteht darin, dass das Hochschlagen der Seitenwände mit den Rollenhebeln 16 erfolgt, die radial nach außen gespreizt werden.
Bezugszeichenliste

1: Seitenwandtrommel
2: Linker erster Teilbereich der Seitenwand mit Aussparung auf Oberseite
3: Rechte erster Teilbereich der Seitenwand mit Aussparung auf Oberseite
4: Rechter zweiter Teilbereich der Seitenwand
5: radiale Richtung
6: Bombiertrommel
7: Segmente für Kernklemmung
8: radiale Richtung
9: Karkasstransfer-Einheit
10: Reifenkarkasse mit Lagenumschlag
11: Lagenumschlag mit Kern
12: Seitenbombierbälge
13: Materialdicke des zweiten Teilbereiches der Seitenwand
14: Gürtel-Laufstreifen-Paket
15: Bombiervorgang
16: Rollenhebel
17: Rollenhebel beim Hochschlagen der Seitenwände
18: Länge des zweiten Teilbereiches der Seitenwand
19: fertig gestellter Reifenrohling
20: schmaler Materialstreifen

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Fahrzeugreifens mit einer Reifenkarkasse (10), Reifenwülsten mit Kernen, einem Reifengürtel und einem Laufstreifen mit folgenden Schritten: a) Aufwickeln eines ersten Teilbereiches einer Seitenwand (2,3) auf einer Seitenwandtrommel (1), wobei die Oberseite des ersten Teilbereiches der Seitenwände (2,3) eine Aussparung aufweist, b) Aufwickeln eines zweiten Teilbereiches der Seitenwand (4) auf den aufgewickelten ersten Teilbereich der Seitenwand (2,3) auf der Seitenwandtrommel (1), wobei der zweite Teilbereich der Seitenwand (4) in Form einer Vielzahl von schmalen Materialstreifen (20) in die Aussparung des ersten Teilbereiches der Seitenwand (2,3) aufgespult wird und der Seitwandverbund damit vervollständigt wird, c) Fertigstellen einer Reifenkarkasse (10) auf einer Karkasstrommel, d) Abnahme der Reifenkarkasse von der Karkasstrommel mit einer Karkasstranfereinheit (9), e) Verbinden der Reifenkarkasse (10) mit den Seitenwandverbünden, f) Verfahren der Karkasstranfereinheit (9) mit der Reifenkarkasse (10) und mit den angebundenen Seitenwandverbünden zu einer Bombiertrommel (6), g) Positionierung der Karkasstranfereinheit (9) mit der Reifenkarkasse (10) und den angebundenen Seitenwandverbünden auf der Bomiertrommel, h) Bombieren der Reifenkarkasse (10) mit den auf beiden Seiten angebundenen Seitenwandverbünden, wobei die Seitenwandverbünde mit einem Hochschlagmittel (12,16) seitlich an der Reifenkarkasse (10) hochgeschlagen werden und die Reifenkarasse (10) mit einem koaxial angeordneten Gürtel-Laufstreifen-Paket (14) vereinigt wird, i) Fertigstellen des Reifenrohlings (19) mit weiteren Schritten.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der auf den ersten Teilbereich der Seitenwand (2,3) aufgewickelte zweite Teilbereich der Seitenwand (4) eine Längenabmessung (18) von ca. 20 bis 60 mm, vorzugsweise ca. 40 mm, aufweist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der auf den ersten Teilbereich der Seitenwand (2,3) aufgewickelte zweite Teilbereich der Seitenwand (4) eine maximale Materialdicke (13) von ca. 2 bis 5 mm, vorzugsweise ca. 3,5 mm, aufweist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Teilbereich der Seitenwand (4) aus einer harten Gummimischung besteht, wobei die Materialhärte um mindestens 10 % größer ist als die Materialhärte des ersten Teilbereiches der Seitenwand (2,3).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die aufgespulten schmalen Materialstreifen (20) eine Materialbreite von 5 - 10 mm und/oder eine Materialdicke zwischen 0,5 und 1 mm aufweisen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Teilbereich der Seitwand (4) in Form von mindestens zwei übereinander liegenden Materiallagen mit schmalen Materialstreifen (20) gebildet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die schmalen Materiallagen (20) direkt nach einem Extrusionsprozess als warmes Elastomermaterial auf den ersten Teilbereich der Seitewand (2,3) aufgespult werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reifenkarkasse (10) auf der Karkasstrommel mit einem Kern und einem Lagenumschlag (11) vorkonfektioniert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenwandverbünde nach dem Transfer des Gürtel-Laufstreifen-Paketes (14) über die Bombiertrommel (6) hochgeschlagen wird, wobei ein Teil der Seitenwand über dem Laufstreifen angeordnet werden kann.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenwandverbünde mit Seitenbombierbälgen (12) hochgeschlagen werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenwandverbünde mit Rollenhebeln (16) hochgeschlagen werden.