DE112009002153T5

DE112009002153T5 - Verfahren zum Herstellen eines durch Stahlcords verstärkten Gummischlauchs, und durch Stahlcord verstärkter Gummischlauch

Info

Publication number: DE112009002153T5
Application number: DE112009002153T
Authority: DE
Inventors: Yousuke Kanagawa Hamachi; Akira Kanagawa Onodera; Shuichi Kanagawa Toriumi
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2008-09-04
Filing date: 2009-09-02
Publication date: 2011-07-07
Also published as: WO2010026753A1; DE112009002153T9; CN102143834A; US20110214773A1; WO2010026751A1

Abstract

Verfahren zum Herstellen eines Gummischlauchs, der durch mehrere spiralförmig angeordnete Stahlcords verstärkt wird, folgende Schritte umfassend: Herstellen eines Verbundstreifenmaterial, das einander gegenüberliegende Seitenflächen und einender gegenüberliegende Seitenkanten aufweist, wobei das Verbundstreifenmaterial einen Streifen aus nicht vulkanisiertem Gummi und eine Vielzahl von verstärkenden Stahlcords aufweist, die derart in dem Streifen aus nicht vulkanisiertem Gummi vorgesehen sind, dass sie nebeneinander angeordnet sind und sich in einer Längsrichtung des Streifens aus nicht vulkanisiertem Gummi erstrecken; Herstellen einer flexiblen Innenröhre, die eine innerste Schicht des Gummischlauchs bildet; und Ausbilden einer geschichteten Verstärkungsschicht, die eine Vielzahl der spiralförmig angeordneten Stahlcords aufweist, um die Innenröhre herum, durch: Wickeln des Verbundstreifenmaterials um die Innenröhre, Ausbilden eines Wickelkörpers mit einem geschichteten Aufbau, der durch Schichten mehrere Einzelschichten aufeinander gebildet wird, und, zu diesem Zeitpunkt, Ausbilden einer der Einzelschichten an der Innenröhre und sodann Ausbilden einer weiteren Einzelschicht an der ausgebildeten Einzelschicht; und anschließend Vulkanisieren des...

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines durch eine Vielzahl von spiralförmig angeordneten Stahlcords verstärkten Gummischlauchs, und einen durch eine Vielzahl von spiralförmig angeordneten Stahlcords verstärkten Gummischlauch, der mithilfe des genannten Herstellungsverfahrens hergestellt wurde.
Stand der Technik
Gummischläuche, die durch mehrere spiralförmig angeordnete Verstärkungscords (d. h. Stahlcords usw.) an ihrer Wand verstärkt sind, werden beispielsweise zur Zirkulation von unter hohem Druck stehendem Hydrauliköl in Hydrauliksystemen verwendet. Diese Verstärkungscords, die an einer Wand eines Gummischlauchs spiralförmig angeordnet sind, weisen sowohl Flexibilität als auch eine hohe Zugsteifigkeit auf und dienen daher als Verstärkungselemente, die übermäßige Verformungen durch eine Durchmesservergrößerung oder Dehnung aufgrund des im Schlauch vorherrschenden hohen Innendrucks verhindern und zugleich die Flexibilität des Gummischlauchs zumindest teilweise aufrechterhalten.
Ein Beispiel einer Herstellungsvorrichtung zum Herstellen dieser Art von Gummischlauch ist in der ungeprüften japanischen Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer H10-44214 beschrieben. Gummischläuche, die mit der Herstellungsvorrichtung laut dieser Veröffentlichung hergestellt werden, weisen einen geschichteten Aufbau auf, bestehend aus einer inneren Röhrenschicht, die einen Hohlraum des Gummischlauchs begrenzt, einer Verstärkungsschicht, die an einer Außenseite der inneren Röhrenschicht ausgebildet ist, und einer äußeren Röhrenschicht, die an einer Außenseite der Verstärkungsschicht ausgebildet ist und eine Umfangsfläche des Gummischlauchs begrenzt. Die Verstärkungsschicht ist aus einer Vielzahl von Verstärkungscords ausgebildet, die spiralförmig angeordnet sind. Die Herstellungsvorrichtung ist eine Vorrichtung mit einem zusammengesetzten Aufbau, wobei eine erste Strangpresse zum Fließpressen einer Innenröhre, ein Cordaufwickler (in der Veröffentlichung als „Spiralmaschine” bezeichnet) zum spiralförmigen Aufwickeln eines Verstärkungscords auf eine Umfangsfläche der fließgepressten Innenröhre und eine zweite Strangpresse zum Fließpressen einer Außenröhre an einer Umfangsfläche der Innenröhre, auf die die Verstärkungscords aufgewickelt wurden, zu einer Einheit kombiniert sind.

Patentdokument 1: Japanische ungeprüfte Patentanmeldung Veröffentlichungsnr. H 10-44214

Kurzdarstellung der Erfindung
Durch die Erfindung zu lösende Probleme
Allerdings ist die in der japanischen ungeprüften Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer H10-44214 beschriebene Herstellungsvorrichtung für Gummischläuche insofern nachteilig, als dass ihr Aufbau komplex und kostspielig ist. Wünschenswert ist daher ein Herstellungsverfahren, bei dem ein durch eine Vielzahl von spiralförmig angeordneten Stahlcords verstärkter Gummischlauch mithilfe einer weniger kostspieligen Herstellungsvorrichtung hergestellt werden kann.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Herstellungsverfahren bereitzustellen, bei dem ein durch eine Vielzahl von spiralförmig angeordneten Stahlcords verstärkter Gummischlauch mithilfe einer vergleichsweise kostengünstigen Herstellungsvorrichtung hergestellt werden kann. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen durch eine Vielzahl von spiralförmig angeordneten Stahlcords verstärkten Gummischlauch bereitzustellen, der mithilfe einer vergleichsweise kostengünstigen Herstellungsvorrichtung hergestellt werden kann.
Mittel zum Lösen der Probleme
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt ein Herstellungsverfahren eines durch eine Vielzahl von spiralförmig angeordneten Stahlcords verstärkten Gummischlauchs bereit, wobei das Verfahren die folgenden Schritte beinhaltet: Herstellen eines Verbundstreifenmaterials mit einander gegenüberliegenden Seitenflächen und einander gegenüberliegenden Seitenkanten, wobei das Verbundstreifenmaterial einen Streifen aus nicht vulkanisiertem Gummi und eine Vielzahl von verstärkenden Stahlcords aufweist, die derart in dem Streifen aus nicht vulkanisiertem Gummi vorgesehen sind, dass sie nebeneinander angeordnet sind und sich in einer Längsrichtung des Streifens aus nicht vulkanisiertem Gummi erstrecken; Herstellen einer flexiblen Innenröhre, die eine innerste Schicht des Gummischlauchs bildet; und Ausbilden einer geschichteten Verstärkungsschicht, die eine Vielzahl von spiralförmig angeordneten Stahlcords aufweist, um die Innenröhre herum, durch: Umwickeln der Innenröhre mit dem Verbundstreifenmaterial, Ausbilden eines Wickelkörpers mit einem geschichteten Aufbau, der durch Schichtung mehrere Einzelschichten aufeinander gebildet wird, und, dabei Ausbilden einer der Einzelschichten an der Innenröhre und sodann Ausbilden einer weiteren Einzelschicht an der ausgebildeten Einzelschicht; und anschließend Vulkanisieren des Streifens aus nicht vulkanisiertem Gummi des aufgewickelten Verbundstreifenmaterials. Beim Ausbilden der jeweiligen Einzelschichten wird eine Seitenfläche des Verbundstreifenmaterials an eine Basisaußenfläche an, an der die Einzelschicht ausgebildet wird; und eine Seitenkante des Verbundstreifenmaterials, die eine Windung der Spirale bildet, und eine Seitenkante des Verbundstreifenmaterials, welche die dazu benachbarte Windung bildet, werden in engen Kontakt gebracht, und das Verbundstreifenmaterial wird derart auf die Basisaußenfläche aufgewickelt, dass die Basisaußenfläche von dem Verbundstreifenmaterial bedeckt wird. Beim Ausbilden der jeweiligen Einzelschichten wird ferner ein einzelner kontinuierlicher Streifen des Verbundstreifenmaterials benutzt; und die jeweiligen Einzelschichten werden ausgebildet, indem abwechselnd ein Wicklungsbildungsschritt in einer ersten Vorwärtswickelrichtung zum spiralförmigen Aufwickeln des Verbundstreifenmaterial in einer ersten Richtung der Längsrichtung der Basisaußenfläche, in einer bestimmten Spiralrichtung, in einem bestimmten Spiralwinkel und in einer bestimmten Neigung eines ganzzahligen Vielfachen einer Breitenabmessung des Verbundstreifenmaterials, und ein Wicklungsbildungsschritt in einer zweiten Vorwärtswickelrichtung zum spiralförmigen Aufwickeln des Verbundstreifenmaterials in einer zweiten Richtung, wobei es sich um eine Richtung entgegengesetzt zu der ersten Richtung der Längsrichtung der Basisaußenfläche handelt, in der bestimmten Spiralrichtung, in dem bestimmten Winkel und in der bestimmten Neigung, abwechselnd wiederholt werden.
Beim Abwechseln zwischen dem einen Wicklungsdurchgang bildenden Schritt in der ersten Vorwärtswickelrichtung und dem Wicklungsbildungsschritt in der zweiten Vorwärtswickelrichtung wird die Vorwärtswickelrichtung vorzugsweise umgekehrt, und es wird auch eine relative Wickelrichtung des Verbundstreifenmaterials auf der Basisaußenfläche umgekehrt.
Der Gummischlauch, der durch eine Vielzahl von spiralförmig angeordneten Stahlcords verstärkt wird, kann auch ausgebildet werden, indem abwechselnd eine Einzelschicht, die durch Aufwickeln des Verbundstreifenmaterials in einer ersten Spiralrichtung gebildet wird, und eine Einzelschicht, die durch Aufwickeln des Verbundstreifenmaterials in einer zweiten Spiralrichtung in Gegenrichtung der ersten Spiralrichtung gebildet wird, geschichtet werden.
Das Verbundstreifenmaterial kann auch auf die Basisaußenfläche aufgewickelt werden, während das Verbundstreifenmaterial gespannt wird.
Ferner kann ein Schritt vorgesehen sein, in dem um die geschichtete Verstärkungsschicht herum eine Außenröhre ausgebildet wird, die eine Fläche der geschichteten Verstärkungsschicht bedeckt.
Die Seitenfläche des einzelnen kontinuierlichen Streifens des Verbundstreifenmaterials, die im Wicklungsbildungsschritt in der ersten Vorwärtswickelrichtung an die Basisaußenfläche angelegt wird, und die Seitenfläche des einzelnen kontinuierlichen Streifens des Verbundstreifenmaterials, die im Wicklungsbildungsschritt in der zweiten Vorwärtswickelrichtung an die Basisumfangsfläche angelegt wird, können auch Seitenflächen auf derselben Seite sein.
Die Stahlcords des Verbundstreifenmaterials können in ihrer Gesamtheit vollständig in den Streifen aus nicht vulkanisiertem Gummi eingebettet werden.
Als alternatives Verfahren kann ein Teil einer Umfangsfläche der Stahlcords des Verbundstreifenmaterials in den Streifen aus nicht vulkanisiertem Gummi eingebettet werden, während der verbleibende Teil der Umfangsfläche an einer Seitenfläche des Streifens aus nicht vulkanisiertem Gummi freiliegen kann.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt einen durch Stahlcords verstärkten Gummischlauch bereit, der gemäß dem oben beschriebenen Herstellungsverfahren hergestellt wurde.
Wirkung der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein durch eine Vielzahl von spiralförmig angeordnete Stahlcords verstärkter Gummischlauch mithilfe einer vergleichsweise kostengünstigen Herstellungsvorrichtung hergestellt werden.
Im Folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung detailliert beschrieben, wobei auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen wird. Dabei zeigen die beiliegenden Zeichnungen Folgendes.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1A ist eine schematische Ansicht, die einen Querschnitt eines durch eine Vielzahl von Stahlcords verstärkten Gummischlauchs gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. 1B ist eine Teil-Schnittansicht des Gummischlauchs.
2A, 26 und 2C sind Querschnittansichten, die konkrete Beispiele der drei Arten von Verbundstreifenmaterial darstellen, wobei diese Verbundstreifenmaterialien dazu benutzt werden können, den Gummischlauch gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung herzustellen.
3 ist eine Zeichnung, die ein konkretes Beispiel einer Streifenmaterial-Spiralaufwickelvorrichtung darstellt, die dazu benutzt werden kann, den Gummischlauch nach dem Verfahren zum Herstellen eines Gummischlauchs gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung herzustellen, und ist eine schematische Draufsicht auf eine Anordnung der Bauteile der Vorrichtung.
4A und 4B sind schematische Ansichten, die Seitenansichten einer Anzahl der Anordnungen der Bauteile der Streifenmaterial-Spiralaufwickelvorrichtung aus 3 zeigen.
5A, 5B und 5C sind erläuternde Darstellungen, die einen Wickelvorgang des Verbundstreifenmaterials darstellen, der mithilfe der Streifenmaterial-Spiralaufwickelvorrichtung aus 3 durchführbar ist.
6A und 6B zeigen einen ersten Schritt eines Umkehrvorgangs im Wickelvorgang des Verbundstreifenmaterials.
7A und 7B zeigen jeweils einen dem Schritt aus 6A und 6B folgenden Schritt des Umkehrvorgangs im Wickelvorgang des Verbundstreifenmaterials.
8A und 8B zeigen jeweils einen dem Schritt aus 7A und 7B folgenden Schritt des Umkehrvorgangs im Wickelvorgang des Verbundstreifenmaterials.
9A und 9B zeigen jeweils einen dem Schritt aus 8A und 8B folgenden Schritt des Umkehrvorgangs im Wickelvorgang des Verbundstreifenmaterials.
10A und 10B zeigen jeweils einen dem Schritt aus 9A und 9B folgenden Schritt des Umkehrvorgangs im Wickelvorgang des Verbundstreifenmaterials.
11A und 11B zeigen jeweils einen dem Schritt aus 10A und 10B folgenden Schritt des Umkehrvorgangs im Wickelvorgang des Verbundstreifenmaterials.
12A und 12B zeigen jeweils einen dem Schritt aus 11A und 11B folgenden Schritt des Umkehrvorgangs im Wickelvorgang des Verbundstreifenmaterials.
13A und 13B zeigen jeweils einen dem Schritt aus 12A und 12B folgenden Schritt des Umkehrvorgangs im Wickelvorgang des Verbundstreifenmaterials.
14A und 14B zeigen jeweils einen dem Schritt aus 13A und 13B folgenden Schritt des Umkehrvorgangs im Wickelvorgang des Verbundstreifenmaterials.
15A und 15B zeigen jeweils einen dem Schritt aus 14A und 14B folgenden Schritt des Umkehrvorgangs im Wickelvorgang des Verbundstreifenmaterials.
16A und 16B zeigen jeweils einen dem Schritt aus 15A und 15B folgenden Schritt des Umkehrvorgangs im Wickelvorgang des Verbundstreifenmaterials.
17A und 17B zeigen jeweils einen dem Schritt aus 16A und 16B folgenden Schritt des Umkehrvorgangs im Wickelvorgang des Verbundstreifenmaterials.
18A und 18B zeigen jeweils einen dem Schritt aus 17A und 17B folgenden Schritt des Umkehrvorgangs im Wickelvorgang des Verbundstreifenmaterials.
19A und 19B zeigen jeweils einen dem Schritt aus 18A und 18B folgenden Schritt des Umkehrvorgangs im Wickelvorgang des Verbundstreifenmaterials.
20A und 20B zeigen jeweils einen dem Schritt aus 19A und 19B folgenden Schritt des Umkehrvorgangs im Wickelvorgang des Verbundstreifenmaterials.
21 ist eine perspektivische Ansicht eines linken Endes eines Spindelelements und zeigt den Schritt, der 7A und 7B des Umkehrvorgangs im Wickelvorgang des Verbundstreifenmaterials entspricht.
22 ist eine perspektivische Ansicht des linken Endes des Spindelelements und zeigt den dem Schritt aus 7A und 7B folgenden Schritt des Umkehrvorgangs im Wickelvorgang des Verbundstreifenmaterials.
23 ist eine perspektivische Ansicht des linken Endes des Spindelelements und zeigt den Schritt, der 8A und 8B des Umkehrvorgangs im Wickelvorgang des Verbundstreifenmaterials entspricht.
24 ist eine perspektivische Ansicht des linken Endes des Spindelelements und zeigt den Schritt, der 9A und 9B des Umkehrvorgangs im Wickelvorgang des Verbundstreifenmaterials entspricht.
25 ist eine perspektivische Ansicht des linken Endes des Spindelelements und zeigt den Schritt, der 10A und 10B des Umkehrvorgangs im Wickelvorgang des Verbundstreifenmaterials entspricht.
26 ist eine perspektivische Ansicht des linken Endes des Spindelelements und zeigt den Schritt, der 11A und 11B des Umkehrvorgangs im Wickelvorgang des Verbundstreifenmaterials entspricht.
27 ist eine perspektivische Ansicht des linken Edens des Spindelelements und zeigt den Schritt, der 13A und 13B des Umkehrvorgangs im Wickelvorgang des Verbundstreifenmaterials entspricht.
28 ist eine perspektivische Ansicht eines rechten Endes des Spindelelements und zeigt einen ersten Schritt des Umkehrvorgangs im Wickelvorgang des Verbundstreifenmaterials, wenn ein Spindelelement, das mit einem Arretierelement gemäß einer modifizierten Ausführungsform versehen ist, benutzt wird.
29 ist eine perspektivische Ansicht des rechten Endes des Spindelelements und zeigt den dem Schritt aus 28 folgenden Schritt des Umkehrvorgangs im Wickelvorgang des Verbundstreifenmaterials, wenn ein Spindelelement benutzt wird, das mit einem Arretierelement gemäß der modifizierten Ausführungsform versehen ist.
30 ist eine perspektivische Ansicht des rechten Endes des Spindelelements und zeigt den dem Schritt aus 29 folgenden Schritt des Umkehrvorgangs im Wickelvorgang des Verbundstreifenmaterials, wenn ein Spindelelements, das mit einem Arretierelement gemäß der modifizierten Ausführungsform versehen ist, benutzt wird.
31 ist eine perspektivische Ansicht des rechten Endes des Spindelelements und zeigt den dem Schritt aus 30 folgenden Schritt des Umkehrvorgangs im Wickelvorgang des Verbundstreifenmaterials, wenn ein Spindelelement benutzt wird, das mit einem Arretierelement gemäß der modifizierten Ausführungsform versehen ist.
32 ist eine perspektivische Ansicht des rechten Endes des Spindelelements und zeigt den dem Schritt aus 31 folgenden Schritt des Umkehrvorgangs im Wickelvorgang des Verbundstreifenmaterials, wenn ein Spindelelement benutzt wird, das mit einem Arretierelement gemäß der modifizierten Ausführungsform versehen ist.
33 ist eine perspektivische Ansicht des rechten Endes des Spindelelements und zeigt den dem Schritt aus 32 folgenden Schritt des Umkehrvorgangs im Wickelvorgang des Verbundstreifenmaterials, wenn ein Spindelelement benutzt wird, das mit einem Arretierelement gemäß der modifizierten Ausführungsform versehen ist.
Beste Methode zum Ausführen der Erfindung
In der nachfolgenden Beschreibung ist der Begriff „Gummi” bei Verwendung im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung nicht auf Naturgummi beschränkt, sondern beinhaltet auch synthetische Gummis und jedes beliebige elastomere Material mit anderer Bezeichnung; Beispiele für die elastomeren Materialien sind unter anderem homogene Materialien, die aus einem einzelnen elastomeren Bestandteil gebildet sind, homogene Materialien, die durch Kombinieren mehrerer Arten elastomerer Bestandteile gebildet sind, Verbundmaterialien, die durch Vermischen mehrerer Bestandteile aus voneinander verschiedenen elastomeren Bestandteilen gebildet sind, Verbundmaterialien, die durch Dispergieren oder Einbetten eines nicht elastomeren Bestandteils in ein Grundmaterial aus einem elastomeren Bestandteil gebildet sind und dergleichen; und ferner andere elastomere Materialien unterschiedlicher Arten, die eine Kombination der oben aufgeführten sind. Der Begriff „Gummischlauch” bezeichnet bei Verwendung im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung Schläuche, deren Hauptbestandteil Gummi ist, und bezeichnet ebenso Schläuche, die gleichzeitig ein Nichtgummimaterial aufweisen.
Wie in 1A schematisch dargestellt, weist ein Gummischlauch 10 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einen konzentrischen geschichteten Aufbau auf. Der Gummischlauch 10 ist mit einer flexiblen Röhre 11 (im Folgenden „Innenröhre”) versehen, die eine innerste Schicht des geschichteten Aufbaus bildet, und von der Innenröhre 11 wird ein Hohlraum des Gummischlauchs 10 begrenzt. Beispiele für das Material der Innenröhre 11 sind unter anderem ölfester Gummi und dergleichen. Es ist zu beachten, dass die Innenröhre 11 selbst als eine Röhre mit dem geschichteten Aufbau gestaltet sein kann.
Der Gummischlauch 10 ist ferner mit einer geschichteten Verstärkungsschicht 14 versehen, die an einer Außenseite der Innenröhre 11 ausgebildet ist. Die geschichtete Verstärkungsschicht 14 weist einen Aufbau auf, bei dem eine Vielzahl von verstärkenden Stahlcords 12 in ein aus Gummi ausgebildetes Grundmaterial eingebettet sind. Die verstärkenden Stahlcords 12 sind derart angeordnet, dass sie vier Stahlcordgruppen 16, 18, 20 und 22 bilden.
Die Stahlcordgruppen 16, 18, 20 und 22 sind jeweils aus einer Vielzahl von Stahlcords 12 gebildet, die derart angeordnet sind, dass sie sich an einer Fläche eines einzelnen Zylinders spiralförmig erstrecken und nebeneinander angeordnet sind. Außerdem sind die Stahlcordgruppen 16, 18, 20 und 22 in einer konzentrischen kreisförmigen Weise angeordnet. Wie in 1B dargestellt, sind zudem die Stahlcords 12 der ersten Stahlcordgruppe 16 und der dritten Stahlcordgruppe 20 in einer ersten Spiralrichtung gewickelt, wohingegen die Stahlcords 12 der zweiten Stahlcordgruppe 18 und der vierten Stahlcordgruppe 22 in einer zweite Spiralrichtung gewickelt sind, wobei es sich um eine zur ersten Spiralrichtung entgegengesetzte Richtung handelt. Die Stahlcords 12 weisen sowohl Flexibilität als auch eine hohe Zugsteifigkeit auf und dienen daher als Verstärkungselemente, die übermäßige Verformungen aufgrund einer Durchmesservergrößerung oder Dehnung aufgrund des darin vorherrschenden hohen Innendrucks verhindern und zugleich die Flexibilität des Gummischlauchs 10 zumindest teilweise aufrechterhalten. Im Folgenden soll der Vorgang zum Ausbilden der oben beschriebenen geschichteten Verstärkungsschicht 14 erläutert werden.
Der Gummischlauch 10 ist außerdem mit einer flexiblen Röhre 24 (im Folgenden „Außenröhre”) versehen, die um die geschichtete Verstärkungsschicht 14 herum ausgebildet ist. Die Außenröhre 24 bildet eine äußerste Schicht des geschichteten Aufbaus des Gummischlauchs 10, und zu Beispielen eines Materials der Außenröhre 24 zählen verschleißfester Gummi und dergleichen. Es ist zu beachten, dass die Außenröhre 24 selbst als eine Röhre mit dem geschichteten Aufbau gestaltet sein kann. Der Gummischlauch 10 der oben beschriebenen Gestaltung eignet sich zum Zirkulieren von Hochdruckhydraulikfluiden in einem Hydrauliksystem oder, mit anderen Worten, zur Benutzung als Hochdruckhydraulikschlauch.
Der oben beschriebene Gummischlauch 10 kann vorzugsweise nach einem im Folgenden beschriebenen Verfahren zum Herstellen eines Gummischlauchs gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hergestellt sein. Außerdem kann das Verfahren zum Herstellen eines Gummischlauchs vorzugsweise durch Benutzen eines Verbundstreifenmaterials 26, das in den spezifischen Beispielen aus 2A bis 2C dargestellt ist, und durch Benutzen einer Streifenmaterial-Spiralaufwickelvorrichtung 28, die in dem spezifischen Beispiel aus 3 dargestellt ist, durchgeführt werden. Zunächst werden das Verbundstreifenmaterial 26 und die Streifenmaterial-Spiralaufwickelvorrichtung 28 beschrieben.
Die drei konkreten Beispiele des Verbundstreifenmaterials 26, die in 2A bis 2C als Querschnittansichten dargestellt sind, weisen gegenüberliegende Seitenflächen 30, 32 und gegenüberliegende Seitenkanten 34, 36 auf. Jedes Verbundstreifenmaterial 26 weist jeweils einen Streifen aus nicht vulkanisiertem Gummi 38 und eine Vielzahl von verstärkenden Stahlcords 12 auf, die in dem Streifen aus nicht vulkanisiertem Gummi 38 derart vorgesehen sind, dass sie nebeneinander angeordnet sind und sich in einer Längsrichtung des Streifens aus nicht vulkanisiertem Gummis 38 (und damit in der Längsrichtung des Verbundstreifenmaterials 26) erstrecken. Die Stahlcords 12 sind in einer einzelnen Linie auf derselben Ebene angeordnet, die sich parallel zu den Seitenflächen 30, 32 des Verbundstreifenmaterials 26 erstreckt. Die Stahlcords 12 weisen sowohl Flexibilität als auch Zugfestigkeit auf und dienen, wie oben erwähnt, als Verstärkungsmaterial des Gummischlauchs 10.
Bei dem Verbundstreifenmaterial 26 aus 2A ist die Gesamtheit der einzelnen Stahlcords 12 vollständig in einen Streifen aus nicht vulkanisiertem Gummi 36 eingebettet. Bei dem Verbundstreifenmaterial 26 aus 2B und 2C ist jeweils ein Teil einer Umfangsfläche der Stahlcords 12 in den Streifen aus nicht vulkanisiertem Gummi 36 eingebettet und ein verbleibender Teil der Umfangsfläche liegt an einer ersten Seitenfläche 32 des Streifens aus nicht vulkanisiertem Gummi 36 frei. Insbesondere liegt bei dem Verbundstreifenmaterial 26 aus 2C im Vergleich zu dem Verbundstreifenmaterial aus 2B jeweils ein größerer Teil der einzelnen Stahlcords 12 frei; insbesondere ist jeweils ein halbkreisförmiger Teil der Umfangsfläche der einzelnen Stahlcords 12 in den Streifen aus nicht vulkanisiertem Gummi 36 eingebettet, während ein verbleibender halbkreisförmiger Teil der Umfangsfläche an der ersten Seitenfläche 32 des nicht vulkanisierten Gummistreifens 36 freiliegt. Die Flächen (Umfangsflächen) der Stahlcords 12 sind aus Gründen, die im Folgenden beschreiben werden, vorzugsweise vermessingt.
3 ist eine schematische Ansicht, die eine Draufsicht auf eine Anordnung der Hauptbauteile der Streifenmaterial-Spiralaufwickelvorrichtung 28 darstellt. Die dargestellte Streifenmaterial-Spiralaufwickelvorrichtung 28 ist versehen mit einem Grundrahmen (schematisch dargestellt und in der Figur als „BF” bezeichnet), einem Spindelelement 42, das auf dem Grundrahmen 42 drehbar aufliegt und um das ein Streifenmaterial SM (d. h. Verbundstreifenmaterial 26 usw.) gewickelt werden kann, und einem Spindelantriebsmechanismus, der das Spindelelement antreibt und dreht. Der Spindelantriebsmechanismus ist aus einem sich drehenden Antriebskopf 44 gebildet, der mit einem Spannfutter 46 zum Einspannen eines Endes des Spindelelements 42 versehen ist. Die Streifenmaterial-Spiralaufwickelvorrichtung 28 ist ferner mit einem Reitstock 48 versehen, der mit einem anderen Ende des Spindelelements 42 in Eingriff steht. Der sich drehende Antriebskopf 44 und der Reitstock 48 sind am Grundrahmen BF angebracht, und das Spindelelement liegt auf dem Grundrahmen BF drehbar auf, wobei ein Längsachsenmittelpunkt über den sich drehenden Antriebskopf 44 und den Reitstock 48 dessen Mittelpunkt bildet. Durch Betätigen des Spannfutters 46 und des Reitstocks 48 kann das Spindelelement 42 vom Grundrahmen BF abgenommen werden.
Die Streifenmaterial-Spiralaufwickelvorrichtung 28 ist ferner mit einem Streifenmaterialzuführer 50, wobei es sich um einen Mechanismus handelt, der das Streifenmaterial SM, das um das Spindelelement 42 gewickelt werden soll, dem Spindelelement 42 zuführt, und mit einem Zuführmechanismus 52 versehen, der das Streifenmaterial entlang des Spindelelements 42 zuführt. Der Zuführmechanismus 52 weist ein Paar Führungsschienen 54 auf, das am Grundrahmen BF befestigt ist, wobei die Führungsschienen 54 derart angeordnet sind, dass das sich Spindelelement 42, das auf dem sich drehenden Antriebskopf 44 und dem Reitstock 48 aufliegt wird, parallel zu den Führungsschienen 54 erstreckt. Der Zuführungsmechanismus 52 weist ferner einen Schlitten 56 auf, wobei der Schlitten 56 mit einem Laufmechanismus versehen ist und auf den Führungsschienen 54 laufen kann. Der Streifenmaterialzuführer 50 ist am Schlitten 56 angebracht.
Die Streifenmaterial-Spiralaufwickelvorrichtung 28 ist ferner mit einer Steuervorrichtung 58 versehen, die den sich drehenden Antriebskopf 44, bei dem es sich um den Antriebsmechanismus für das Spindelelement handelt, und den Zuführmechanismus 52 einzeln oder zusammen steuern kann. Indem die Steuervorrichtung 58 den sich drehenden Antriebskopf 44 und den Zuführmechanismus 52 zusammen steuert, kann sie die den Streifenmaterialzuführer 50 synchron zur Drehung des Spindelelements 42 entlang des Spindelelements 42 vorschieben.
Der Streifenmaterialzuführer 50 ist mit einer Trommel 60 und einem Führungsmechanismus 62 versehen. Die Trommel 60 weist einen Achsmittelpunkt AX auf und wird um den Achsmittelpunkt AX drehbar vom Schlitten 56 gestützt. Das Streifenmaterial SM wird um die Trommel 60 gewickelt und von ihr bereitgehalten. Daher ist die Trommel 60 ein Streifenmaterial-Bereitstellungsmechanismus, der das Streifenmaterial SM bereithält, das dem Spindelelement 42 zugeführt wird. Ebenso liegt auch der Führungsmechanismus 62 auf dem Schlitten 56 auf, wobei es sich bei dem Führungsmechanismus 62 um einen Mechanismus handelt, der das Streifenmaterial SM führt, das von der Trommel 60 abgewickelt und dem Spindelelement 42 zugeführt wird, indem es von dem Spindelelement 42 aufgenommen und von ihm herangezogen wird.
Der Führungsmechanismus 62 ist mit einem Führungskopf 64 versehen. Das Streifenmaterial SM, das von der Trommel 60 abgewickelt und dem Spindelelement 42 zugeführt wird, läuft durch den Führungskopf 64 und wird von dem Führungskopf 64 aufgenommen und geführt. Wie in 4A und 4B gezeigt, ist im Inneren des Führungskopfes 64 ein Paar Führungsrollen 66a, 66b untergebracht, wobei die Führungsrollen 66a, 66b derart angeordnet sind, dass sie an den sich gegenüberliegenden Seitenflächen des Streifenmaterials SM anliegen und das Streifenmaterial SM zwischen sich anordnen und aufnehmen. Der Führungsmechanismus 62 ist ferner mit einem Manipulator 68, der aus einem Roboterarm ausgebildet ist, der mehrere Freiheitsgrade aufweist und eine Position und eine Ausrichtung des Führungskopfes 64 steuern kann, und einer Steuervorrichtung 70 zum Steuern des Manipulators 68 versehen. Der Manipulator 68 kann den Führungskopf 64 in einer vertikalen Richtung bewegen, wie von dem Pfeil 72 angezeigt wird. Auf diese Weise ist die Streifenmaterial-Spiralaufwickelvorrichtung 28 derart gestaltet, dass sie das Streifenmaterial SM einer ersten Seite des Spiralelements 42 (im dargestellten Beispiel der Oberseite) zuführen kann, wie in 4A gezeigt, und das Streifenmaterial SM einer zweiten Seite des Spindelelements 42 (im dargestellten Beispiel der Unterseite) gegenüber der ersten Seite zuführen kann, wie in 4B gezeigt. Wenn sich das Spindelelement 42 in einer Drehrichtung dreht, die durch den Pfeil 74-1 in 4A angezeigt ist, wird das Streifenmaterial SM der Oberseite des Dorns 42 zugeführt. Wie durch den Pfeil 76-1 gezeigt, ist zu diesem Zeitpunkt eine relative Aufwickelrichtung des Streifenmaterials SM in Bezug auf das Spindelelement 42 eine Richtung, die der Drehrichtung 74-1 des Spindelelements 42 entgegengesetzt ist. Wenn sich dagegen das Spindelelement 42 in einer Drehrichtung dreht, die durch den Pfeil 74-2 in 4B angezeigt ist (der Richtung, die der Drehrichtung 74-1 entgegengesetzt ist), wird das Streifenmaterial SM der Unterseite des Spindelelements 42 zugeführt. Wie durch den Pfeil 76-2 gezeigt, ist zu diesem Zeitpunkt eine relative Wickelrichtung des Streifenmaterials SM in Bezug auf das Spindelelement 42 eine Richtung, die der Drehrichtung 74-2 des Spindelelements 42 entgegengesetzt ist.
Der Manipulator 68 kann ferner den Führungskopf 64 in einer horizontalen Richtung lenken, wie von dem Pfeil 78 in 3 angezeigt; er kann den Führungskopf 64 in Richtungen zu dem Spindelelement 42 hin und von diesem fort bewegen, wie von den Pfeilen 80-1 und 80-2 in 4A und 4B angezeigt; und er kann den Führungskopf 64 drehen, um den Führungskopf 64 vertikal umzudrehen, wie durch den Pfeil 82 in 4A und 4B angezeigt. Indem der Führungskopf 64 vertikal umgedreht wird, kann die Seitenfläche der einander entgegengesetzten Seitenflächen des Streifenmaterials SM, die gegenüber der Umfangsfläche des Spindelelements 42 angeordnet ist, gewechselt werden.
Des Weiteren ist der Manipulator 68 dazu in der Lage, die Position im dreidimensionalen Raum und die dreidimensionale Ausrichtung des Führungskopfes mit größerer Komplexität zu verändern. Diese Fähigkeit wird in einem Umkehrvorgang im Wickelvorgang des Verbundstreifenmaterials genutzt, und dieser Vorgang wird im Folgenden unter Bezugnahme auf 6 bis 33 detailliert erläutert.
Das Spindelelement 42 ist mit einem Paar Arretierelemente 84a, 84b versehen, an denen das Streifenmaterial SM verhakt und arretiert wird, wobei die Arretierelemente 84a, 84b sind jeweils an beiden Enden des Spindelelements 42 angeordnet sind. Die Arretierelemente 84a, 84b sind jeweils durch eine Hülse 85, die mit einer Außenseite des Spindelelements 42 ineinandergreift, und ein Paar Stifte 86, die in entgegengesetzten Richtungen in Radialrichtung von der Hülse 85 vorspringen, ausgebildet. Wenn der Umkehrvorgang des Aufwickelvorgangs des Streifenmaterials SM durchgeführt wird, wird das Streifenmaterial SM vom Führungsmechanismus 62 an den Stiften 86 verhakt und arretiert. Das Verfahren, in dem dies durchgeführt wird, wird anhand der nachfolgenden Beschreibung des Verfahrens zum Herstellen eines Gummischlauchs gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung detailliert erörtert. Außerdem wird in der nachfolgenden Beschreibung ein Verfahren zum Ausbilden der geschichteten Verstärkungsschicht 14 mithilfe der Streifenmaterial-Spiralaufwickelvorrichtung 28 mit dem oben beschriebenen Aufbau erörtert.
Das Verfahren zum Herstellen eines Gummischlauchs gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist einen Schritt auf, in dem das Verbundstreifenmaterial 26 hergestellt wird. Wie zuvor unter Bezugnahme auf 2A bis 2C beschrieben, weist das Verbundstreifenmaterial 26 die einander gegenüberliegenden Seitenflächen 30, 32 und die einander gegenüberliegenden Seitenkanten 34, 36 auf und ist aus einem Streifen aus nicht vulkanisiertem Gummi 38 und einer Vielzahl von verstärkenden Stahlcords 12 ausgebildet, die derart in dem Streifen aus nicht vulkanisiertem Gummi 38 vorgesehen sind, dass sie nebeneinander angeordnet sind und sich in einer Längsrichtung des Streifens aus nicht vulkanisiertem Gummi 38 erstrecken. Um das Verbundstreifenmaterial 26 herzustellen, wird beispielsweise nicht vulkanisierter Gummi in eine Streifenform gebracht, während gleichzeitig eine Vielzahl von Stahlcords als Einlagen vollständig oder teilweise in den Streifen aus nicht vulkanisiertem Gummi eingebettet werden. Das hergestellte Verbundstreifenmaterial 26 wird um die Trommel 60 des Streifenmaterialzuführers 50 gewickelt und von der Trommel 60 bereitgehalten.
Das Verfahren zum Herstellen eines Gummischlauchs weist ferner einen Schritt auf, in dem die flexible Innenröhre 11 hergestellt wird, die die innerste Schicht des Gummischlauchs 10 bildet. Die Innenröhre 11 kann mithilfe eines üblichen Verfahrens zum Herstellen einer Gummiröhre ausgebildet werden, wobei die ausgebildete Innenröhre 11 in diesem Fall derart geschnitten wird, dass sie einer Länge des herzustellenden Gummischlauchs entspricht, und auf den Umfang des Spindelelements 42 aufgebracht wird. Als alternatives Verfahren kann die Innenröhre 11 ausgebildet werden, indem der Streifen aus nicht vulkanisiertem Gummi spiralförmig auf eine Außenseite des Spindelelements 42 aufgewickelt wird, und der aufgewickelte Streifen aus nicht vulkanisiertem Gummi später vulkanisiert wird. In jedem Fall ist es vorteilhaft, nach Bedarf ein geeignetes Trennmittel auf eine Innenfläche der Innenröhre 11 und/oder eine Außenfläche des Spindelelements aufzutragen, damit die Innenröhre 11 nach der Fertigstellung des Gummischlauchs vom Spindelelement entfernt werden kann.
Das Verfahren zum Herstellen eines Gummischlauchs weist ferner einen Schritt auf, in dem eine geschichtete Verstärkungsschicht 14, die mit einer Vielzahl von spiralförmig angeordneten Stahlcords 12 versehen ist, um die Innenröhre herum ausgebildet wird. In diesem Schritt wird ein Wickelkörper mit einem geschichteten Aufbau ausgebildet, indem das Verbundstreifenmaterial 26 um die Innenröhre 11 gewickelt wird und eine Vielzahl von Einzelschichten 90 bis 96 aufeinander geschichtet werden (siehe 1B). Dabei wird eine der Einzelschichten auf der Innenröhre 11 (um diese herum) ausgebildet, woraufhin eine weitere der Einzelschichten an der ausgebildeten Einzelschicht (um diese herum) ausgebildet wird. Anschließend wird der Streifen aus nicht vulkanisiertem Gummi 38 des aufgewickelten Verbundstreifenmaterials 26 vulkanisiert.
Konkret wird, wie in 5A bis 5C gezeigt, ein Ende des Verbundstreifenmaterials 26, das von der Trommel 60 abgewickelt wurde, an ein Ende (das rechte Ende in 5A) der Innenröhre 11, die auf die Außenseite des Spindelelements 42 der Streifenmaterial-Spiralaufwickelvorrichtung 28 gesetzt ist, angebracht. Die Streifenmaterial-Spiralaufwickelvorrichtung 28 wird nun aktiviert und schiebt, wie in 5A gezeigt, den Schlitten 56 in einer ersten Zuführrichtung, die durch Pfeil 88-1 angezeigt ist, an den Führungsschienen 52 entlang, während sie das Spindelelement 42 in der ersten Drehrichtung dreht, die durch den Pfeil 74-1 angezeigt ist. Dadurch wird das Verbundstreifenmaterial 26 spiralförmig auf die Außenseite der Innenröhre 11 gewickelt. Dabei wird die erste Seitenfläche des Verbundstreifenmaterials 26 an die Umfangsfläche der Innenröhre 11 angelegt; und das Verbundstreifenmaterial 26 wird in einer bestimmten Spiralrichtung, einem bestimmten Spiralwinkel und in einer bestimmten Neigung P spiralförmig aufgewickelt. Insbesondere ist die Neigung P der Spirale größer als eine Breitenabmessung W des Verbundstreifenmaterials 26 und beträgt das N-fache der Breitenabmessung W (wobei N eine Ganzzahl größer oder gleich 2 ist).
Die Größe des Spiralwinkels ist ein Faktor, der vom Konstrukteur des Gummischlauchs 10 anhand der vom Gummischlauch 10 geforderten Leistungsmerkmale festgelegt werden kann. Ein Wert der Ganzzahl N ist ein Faktor, der vom Konstrukteur des Gummischlauchs 10 nach Bedarf hauptsächlich anhand des Grads an Biegesteifigkeit des Spiralelements 42 und der Höhe der Zugspannung, die auf das Verbundstreifenmaterial 26 einwirkt, wenn das Verbundstreifenmaterial 26 um die Innenröhre 11 (und damit um das Spindelelement 42) gewickelt wird, festgelegt werden kann. Die Spiralrichtung ist ein Faktor, der durch die relative Wickelrichtung des Verbundstreifenmaterials 26 in Bezug auf das Spindelelement 42 (die zur Drehrichtung des Spindelelements 42 entgegengesetzte Richtung) und die Vorschubrichtung des Schlittens 56 (die Vorwärtswickelrichtung des Verbundstreifenmaterials 26) bestimmt wird.
Wie oben beschrieben, wird ein erster Wicklungsbildungsschritt ausgeführt, und nach Abschluss des ersten Wicklungsbildungsschritts wird das Verbundstreifenmaterial 26 an dem Arretierelement 84a (siehe 3), das am linken Ende des Spindelelements 42 vorgesehen ist, verhakt und arretiert. Das Verbundstreifenmaterial 26 wird auf diese Weise verhakt, da eine Gesamtheit der Einzelschichten oder, in manchen Fällen, eine Vielzahl von Einzelschichten aus dem Verbundstreifenmaterial 26 gebildet werden, die eine einzelne kontinuierliche Form aufweisen, was im Folgenden beschrieben wird.
Als Nächstes wird, wie in 5B gezeigt, der Schlitten 56 in einer zweiten Vorschubrichtung (die der ersten Vorschubrichtung entgegengesetzte Richtung), angezeigt durch den Pfeil 88-2, an der Führungsschienen 52 entlang geschoben, während das Spindelelement 42 in einer zweiten Drehrichtung (die der ersten Drehrichtung entgegengesetzte Richtung), angezeigt durch den Pfeil 74-2, gedreht wird. Dadurch wird das Verbundstreifenmaterial 26 spiralförmig auf die Außenseite der Innenröhre 11 gewickelt. Dies ist ein zweiter Wicklungsbildungsschritt. Dabei gelangt wird erste Seitenfläche des Verbundstreifenmaterials 26 an die Außenseite der Innenröhre 11 angelegt, und das Verbundstreifenmaterial 26 wird spiralförmig in einer Spiralrichtung, in einem Spiralwinkel und in einer Spiralneigung aufgewickelt, die mit der Spiralrichtung, dem Spiralwinkel und der Spiralneigung P des ersten Wicklungsbildungsschritt identisch sind. Sodann werden die Seitenkanten in Bezug auf das aufgewickelte Verbundstreifenmaterial 26 des ersten Wicklungsdurchgangs in engen Kontakt gebracht, und das Verbundstreifenmaterial 26 des zweiten Wicklungsvorgangs wird erneut aufgewickelt. Nach Abschluss des zweiten Wicklungsbildungsschritts wird das Verbundstreifenmaterial 26 an dem Arretierelement 84b (siehe 3), das am rechten Ende des Spiralelements 42 vorgesehen ist, verhakt und arretiert.
Als Nächstes wird, wie in 5C gezeigt ein dritter Wicklungsbildungsschritt ausgeführt, indem der Schlitten 56 in der zweiten Vorschubrichtung 88-2 vorgeschoben wird, während das Spiralelement 42 wieder in der ersten Drehrichtung 74-1 gedreht wird. Auch hier sind die Spiralrichtung, der Spiralwinkel und die Neigung identisch mit denen des ersten und zweiten Wicklungsbildungsschritts. Sodann werden die Seitenkanten in Bezug auf das aufgewickelte Verbundstreifenmaterial 26 der ersten Wicklung in engen Kontakt gebracht, und das Verbundstreifenmaterial 26 der dritten Wicklung wird erneut aufgewickelt. Es ist zu beachten, dass das Verbundstreifenmaterial 26 des dritten Wicklungsbildungsschritt an derjenigen Seitenkante der sich gegenüberliegenden Seitenkanten des Verbundstreifenmaterials 26 des ersten einen Wicklungsdurchgang bildenden Schritts aufgewickelt wird, die auf der Seite gegenüber der Seitenkante angeordnet ist, an der das Verbundstreifenmaterial 26 des zweiten einen Wicklungsdurchgang bildenden Schritts aufgewickelt wird.
Im Folgenden wird der Wicklungsbildungsschritt in derselben Weise n-mal wiederholt, während die Vorschubrichtung des Schlittens 56 (die Vorwärtswickelrichtung des Verbundstreifenmaterials 26) zwischen der ersten Vorschubrichtung und der zweiten Vorschubrichtung wechselt. Durch dieses wiederholte Ausführen wird das Verbundstreifenmaterial 26 eines vierten Wicklungsbildungsschritts derart aufgewickelt, dass die Seitenkanten in Bezug auf das Verbundstreifenmaterial 26 der aufgewickelten zweiten Wicklung in engen Kontakt gebracht werden; das Verbundstreifenmaterial 26 einer fünften Wicklung wird derart aufgewickelt, dass die Seitenkanten in Bezug auf das Verbundstreifenmaterial der aufgewickelten dritten Wicklung in engen Kontakt gebracht werden; woraufhin schließlich die Außenfläche der Innenröhre 11 vollständig von N Wicklungen des Verbundstreifenmaterials 26 bedeckt ist, wodurch eine erste (innerste Schicht) Einzelschicht 90 (siehe 1B) an der Innenröhre 11 (um diese herum) ausgebildet wird.
Als Nächstes wird gemäß derselben Vorgehensweise wie beim Ausbilden der ersten Einzelschicht 90 an der ersten Einzelschicht 90 (um diese herum) eine zweite Einzelschicht ausgebildet. Während allerdings in dem dargestellten Beispiel die Spiralrichtung des Verbundstreifenmaterials 26 der ersten Einzelschicht 90 als die erste Spiralrichtung festgelegt ist, ist die Spiralrichtung des Verbundstreifenmaterials 26 der zweiten Einzelschicht 92 als die zweite Spiralrichtung, die Richtung entgegengesetzt zur ersten Spiralrichtung, festgelegt. In derselben Weise wird außerdem eine dritte Einzelschicht 94 an der zweiten Einzelschicht 92 (um diese herum) ausgebildet, und an der dritten Einzelschicht 94 (um diese herum) wird eine vierte Einzelschicht 96 ausgebildet. Allerdings werden die Einzelschichten 90 bis 96 ausgebildet, indem abwechselnd eine Einzelschicht, die durch Aufwickeln des Verbundstreifenmaterials 26 in der ersten Spiralrichtung ausgebildet wird, und eine Einzelschicht, die durch Aufwickeln des Verbundstreifenmaterials 26 in der zweiten Spiralrichtung ausgebildet wird, geschichtet werden.
Während bei der ersten Einzelschicht 90 die Basisumfangsfläche, auf der die Einzelschicht 90 ausgebildet wird, die Umfangsfläche der Innenröhre 11 ist, ist bei der zweiten Einzelschicht 92, der dritten Einzelschicht 94 und der vierten Einzelschicht 96 die Basisumfangsfläche, auf der die Einzelschichten ausgebildet werden, die Umfangsfläche der zuvor ausgebildeten Einzelschicht. Allerdings hat dies keine Auswirkung auf die Reihenfolge, in der die Einzelschichten ausgebildet werden. Es folgt eine Zusammenfassung des oben beschriebenen Vorgangs zum Ausbilden der geschichteten Verstärkungsschicht 14 um die Innenröhre: Beim Ausbilden der jeweiligen Einzelschichten wird die erste Seitenfläche des Verbundstreifenmaterials 26 an eine Basisumfangsfläche angelegt, an der die Einzelschicht ausgebildet wird, und eine Seitenkante des Verbundstreifenmaterials 26, das eine Windung der Spirale bildet, und eine Seitenkante des Verbundstreifenmaterials, das die dazu benachbarte Windung bildet, werden in engen Kontakt gebracht, und das Verbundstreifenmaterial 26 wird spiralförmig auf die Basisumfangsfläche aufgewickelt. Auf diese Weise wird die Basisumfangsfläche von dem Verbundstreifenmaterial 26 bedeckt. Ferner werden die jeweiligen Einzelschichten ausgebildet, indem abwechselnd ein Wicklungsbildungsschritt in einer ersten Vorwärtswickelrichtung zum spiralförmigen Aufwickeln des Verbundstreifenmaterials 26 in einer ersten Richtung der Längsrichtung der Basisumfangsfläche in einer bestimmten Spiralrichtung, in einem bestimmten Spiralwinkel und in einer bestimmten Neigung P, die das n-fache einer Breitenabmessung des Verbundstreifenmaterials 26 ist (wobei n eine Ganzzahl größer oder gleich 2 ist); und ein Wicklungsbildungsschritt in einer zweiten Vorwärtswickelrichtung zum Aufwickeln des Verbundstreifenmaterials in einer zweiten Richtung, wobei es sich um eine der ersten Richtung entgegengesetzten Richtung der Längsrichtung der Basisumfangsfläche handelt, in der bestimmten Spiralrichtung, in dem bestimmten Winkel und in der bestimmten Neigung, wiederholt werden.
Ferner wird in dem Verfahren zum Herstellen eines Gummischlauchs, wie oben beschrieben, zum Ausbilden der jeweiligen Einzelschichten das Verbundstreifenmaterial 26 benutzt, das eine einzelne kontinuierliche Form aufweist. Insbesondere wird das Verbundstreifenmaterial 26, das eine einzelne kontinuierliche Form aufweist, auf die Basisumfangsfläche aufgewickelt, um zum Ausbilden der jeweiligen Einzelschichten den ersten Wicklungsbildungsschritt bis zu einem N-ten Wicklungsbildungsschritt auszuführen. Um dies zu ermöglichen, wird zwischen zwei aufeinander folgende Wicklungsbildungsschritte ein Umkehrvorgang zum Umkehren der Vorwärtswickelrichtung geschaltet. Bei dem Umkehrvorgang betätigt der Manipulator 68 des Streifenmaterialzuführers 50 den Führungskopf 64 derart, dass das Verbundstreifenmaterial 26 an den Arretierelementen 84a, 84b der beiden Enden des Spindelelements 42 verhakt und arretiert wird, was im Folgenden detailliert erörtert werden soll.
6 bis 20 sind eine Serie von Zeichnungen, die die einzelnen Schritte des Umkehrvorgangs im Wickelvorgang des Verbundstreifematerials 26 zum Ausbilden der ersten Einzelschicht 90, die oben beschrieben wurde, darstellen, und zeigen eine schematische Vorderansicht und eine Seitenansicht des Spindelelements 42 und des Führungskopfes 64. Es ist zu beachten, dass das Vorhandensein des Führungskopfes 64 durch die Darstellung der darin untergebrachten Führungsrollen 66a, 66b dargestellt ist.
6A und 6B zeigen eine Stufe unmittelbar vor dem Abschluss des ersten Wicklungsbildungsschritts der Vielzahl von Wicklungsbildungsschritten, die ausgeführt werden, um die erste Einzelschicht 90 (siehe 1B) auszubilden; bei dem Paar Führungsrollen 66a, 66b im Führungskopf 64 ist die Führungsrolle 66a oberhalb der Führungsrolle 66b angeordnet, und das Verbundstreifenmaterial 26 ist zwischen den Führungsrollen angeordnet und wird der Oberseite des Spindelelements 42 zugeführt. Die erste Seitenfläche 30 des Verbundstreifenmaterials 26 wird an die Umfangsfläche der Innenröhre 11 des Spindelelements 42 angelegt. Das Spindelelement 42 dreht sich in der ersten Drehrichtung 74-1, um das Verbundstreifenmaterial 26, das der Oberseite des Spindelelements 42 zugeführt wird, aufzunehmen. Außerdem wird der Schlitten 56 (siehe 3) in der ersten Vorschubrichtung 88-1 vorgeschoben, und der Führungskopf 64 bewegt sich zusammen mit dem Schlitten 56. Dadurch wird das Verbundstreifenmaterial 26 in der ersten Vorwärtswickelrichtung 88-1 vorwärts aufgewickelt.
Wie in 7A, 7B und 21 dargestellt, wird das Wickeln angehalten, wenn das Verbundstreifenmaterial 26 bis unmittelbar vor das Arretierelement 84a vorwärts aufgewickelt wurde, indem die Drehung des Spindelelements 42 und das Vorschieben des Schlittens 56 angehalten werden. Sodann wird der Führungskopf 64 in eine Richtung weg vom Spindelelement 42 bewegt, wie durch den Pfeil 80-2 in 7B gezeigt. Als Nächstes wird, wie in 8A gezeigt, der Führungskopf 64 genau über eine passende Strecke in die erste Vorschubrichtung 88-1 bewegt, um am Arretierelement 84a vorbei zu gelangen. Nach dem Zustand aus 22 wird sodann das Verbundstreifenmaterial 26 an einem der Stifte 86 des Arretierelements 84a verhakt und arretiert, indem das Spindelelement 42 genau um eine passende Strecke in der ersten Drehrichtung 74-1 gedreht wird, wie in 8B und 23 gezeigt.
Als Nächstes wird der Führungskopf 64, wie in 9A, 9B, und 24 gezeigt, genau über eine passende Strecke in die zweite Vorschubrichtung 88-2 bewegt, um an dem Arretierelement 84a vorbei zu gelangen. Als Nächstes wird, wie in 10A, 10B und 25 dargestellt, das Spindelelement 42 genau um eine passende Strecke in der zweiten Drehrichtung 74-2 gedreht, und zugleich wird der Führungskopf 64 gedreht, wie in 10A dargestellt; wie insbesondere durch den Pfeil X aus 10A dargestellt, wird der Führungskopf 64 vertikal umgedreht, indem der Führungskopf 64 um 180 Grad um den Achsmittelpunkt, der sich in der Längsrichtung eines Teils des Verbundstreifenmaterials 26 erstreckt, welcher sich zwischen dem Spindelelement 42 und dem Führungskopf 64 erstreckt, gegen den Uhrzeigersinn (aus einer Richtung zum Spindelelement 42 hin betrachtet) gedreht wird. Dadurch wird der Teil des Verbundstreifenmaterials 26, der sich zwischen dem Spindelelement 42 und dem Führungskopf 64 erstreckt, mit einer Drehung von 180 Grad versehen. Wenn der Führungskopf 64, wie durch den Pfeil 72-1 dargestellt, abgesenkt wird, während das Spindelelement 42 in passender Weise in der zweiten Drehrichtung gedreht wird, wird, wie in 11A, 11B und 26 gezeigt, ein Zustand erreicht, in dem das Verbundstreifenmaterial 26 einer Unterseite des Spindelelements 42 zugeführt wird.
Indem also der Führungskopf 64, der das Verbundstreifenmaterial 26 aufnimmt und führt, gedreht und vertikal umgedreht wird, wird das Verbundstreifenmaterial 26 verdreht. Daher wechselt die Richtung, in welche die einander gegenüberliegenden Seitenflächen des Verbundstreifenmaterials 26, das dem Spindelelement 42 zugeführt wird, weisen, zwischen einer aufwärts weisenden Richtung und einer abwärts weisenden Richtung. Wenn das Verbundstreifenmaterial 26 am Arretierelement 84a verhakt und arretiert wird, wird die Seitenfläche 30 des Verbundstreifenmaterials 26, die im ersten Wicklungsbildungsschritt an der Außenfläche der Innenröhre 11 angelegt wurde, an die Umfangsfläche des Stifts 86 des Arretierelements 84a angelegt. Wenn anschließend das Verbundstreifenmaterial 26 der Unterseite des Spindelelements 42 zugeführt wird, wird die Seitenfläche 30 des Verbundstreifenmaterials 26 erneut an die Umfangsfläche der Innenröhre 11 angelegt.
Als Nächstes wird, wie in 12A und 12B dargestellt, der Führungskopf 64 in einer Richtung 80-1 bewegt, in der er sich dem Spindelelement 42 nähert. Ab hier beginnt der zweite Wicklungsbildungsschritt der Vielzahl von Wicklungsbildungsschritten zum Ausbilden der ersten Einzelschicht 90.
Beim Ausführen des zweiten Wicklungsbildungsschritts ist, wie in 13A und 13B dargestellt, das Paar Führungsrollen 66a, 66b, die im Führungskopf 64 untergebracht sind, derart angeordnet, dass die Führungsrolle 66a umgekehrt zur Anordnung im ersten Wicklungsbildungsschritt unterhalb der Führungsrolle 66b angeordnet ist. Das Verbundstreifenmaterial 26, das zwischen den Führungsrollen angeordnet ist, wird der Unterseite des Spindelelements zugeführt. Allerdings wird die Seitenfläche 30 des Verbundstreifenmaterials 26 an die Umfangsfläche der Innenröhre 11 am Spindelelement 42 angelegt, genauso wie im ersten Wicklungsbildungsschritt. Das Spindelelement 42 dreht sich in der zweiten Drehrichtung 74-2, um das Verbundstreifenmaterial 26, das der Unterseite des Spindelelements 42 zugeführt wird, aufnehmen zu können. Außerdem wird der Schlitten 56 in der zweiten Vorschubrichtung 88-2 vorgeschoben, und der Führungskopf 64 bewegt sich zusammen mit dem Schlitten 56. Dadurch wird das Verbundstreifenmaterial 26 in der zweiten Vorwärtswickelrichtung 88-2 vorwärts aufgewickelt.
Wie in 14A, und 14B dargestellt, wird das Wickeln angehalten, wenn das Verbundstreifenmaterial 26 bis unmittelbar vor das andere Arretierelement 84b vorwärts aufgewickelt wurde, indem die Drehung des Spindelelements 42 angehalten wird und das Vorschieben des Schlittens 56 angehalten wird. Sodann wird der Führungskopf 64 in eine Richtung fort von dem Spindelelement 42 bewegt, wie durch den Pfeil 80-2 in 15B dargestellt. Als Nächstes wird, wie in 16A dargestellt, der Führungskopf 64 genau über eine passende Strecke in die zweite Vorschubrichtung 88-2 bewegt, um am Arretierelement 84b vorbei zu gelangen.
Anschließend wird der Führungskopf 64 gedreht, wie in 17A dargestellt, und wie durch den Pfeil Y aus 17A dargestellt, wird der Führungskopf 64 insbesondere vertikal umgedreht, indem der Führungskopf 64 um 180 Grad um den Achsmittelpunkt, der sich in der Längsrichtung eines Teils des Verbundstreifenmaterials 26 erstreckt, welcher sich zwischen dem Spindelelement 42 und dem Führungskopf 64 erstreckt, im Uhrzeigersinn (aus einer Richtung zum Spindelelement 42 hin betrachtet) gedreht wird. Dadurch wird der Teil des Verbundstreifenmaterials 26, der sich zwischen dem Spindelelement 42 und dem Führungskopf 64 erstreckt, mit einer Drehung von 180 Grad versehen. Anschließend wird das Verbundstreifenmaterial 26 an einem der Stifte 86 des Arretierelements 84b verhakt und arretiert, indem das Spindelelement 42 genau um eine passende Strecke in der ersten Drehrichtung 74-1 gedreht wird.
Als Nächstes wird, wie in 18A dargestellt, der Führungskopf 64 genau über eine passende Strecke in die erste Vorschubrichtung 88-1 bewegt, um an dem Arretierelement 84b vorbei zu gelangen. Wenn der Führungskopf 64 angehoben wird, wie durch den Pfeil 72-2 dargestellt, während das Spindelelement 42 geringfügig in der ersten Drehrichtung 74-1 gedreht wird, wird, wie in 19A und 19B dargestellt, ein Zustand erreicht, in dem das Verbundstreifenmaterial 26 einer Oberseite des Spindelelements 42 zugeführt wird.
Indem der Führungskopf 64 durch vertikales Drehen in der durch Pfeil Y dargestellten Richtung umgedreht wird, wechselt die Richtung, in der die einander gegenüberliegenden Seitenflächen des von dem Führungskopf 64 geführten Verbundstreifenmaterials 26 weisen, von einer aufwärts weisenden Richtung zu einer abwärts weisenden Richtung. Dies geschieht, damit die Seitenfläche 30 des Verbundstreifenmaterials 26, die im zweiten Wicklungsbildungsschritt, in dem das Verbundstreifenmaterial 26 der Unterseite des Spindelelements 42 zugeführt wird, an der Außenfläche der Innenröhre 11 anliegt, im dritten Wicklungsbildungsschritt, in dem das Verbundstreifenmaterial 26 der Oberseite des Spindelelements 42 zugeführt wird, ebenfalls an der Außenfläche der Innenröhre 11 anliegt.
Als Nächstes wird, wie in 20B gezeigt, der Führungskopf 64 in der Richtung 80-1 bewegt, in der er sich dem Spindelelement 42 nähert. Jetzt beginnt, wie in 20A gezeigt, der dritte Wicklungsbildungsschritt der Vielzahl von Wicklungsbildungsschritten, die zum Ausbilden der ersten Einzelschicht 90 ausgeführt werden, und der Schlitten 56 wird in der ersten Vorschubrichtung 88-1 vorgeschoben.
Im oben beschriebenen Umkehrvorgang, der jeweils für das linke und das rechte Ende des Spindelelements 42 durchgeführt wird, wird der Führungskopf 64 vertikal umgedreht, derart, dass stets dieselbe Seitenfläche 30 des Verbundstreifenmaterials 26 der Außenfläche des Spindelelements 42 zugewandt ist. Wie in 2B und 2C dargestellt, wird für den Fall, dass ein Verbundstreifenmaterial als das Verbundstreifenmaterial 26 benutzt wird, bei dem die Stahlcords 12 an der ersten Seitenfläche 30 des Streifens aus nicht vulkanisiertem Gummi 38 freiliegen, bevorzugt, dass dieselbe Seitenfläche des Verbundstreifenmaterials 26, das um die Innenröhre 11 gewickelt wird, dem Spindelelement 42 zugewandt ist, da durch eine derartige Anordnung eine gegenseitige Behinderung der Stahlcords 12 von vertikal benachbarten Einzelschichten auf eine Weise vermieden werden kann. Bei dem in 1B dargestellten Gummischlauch 10 beispielsweise ist die erste Seitenfläche 30 des Verbundstreifenmaterials 26, das um die Innenröhre 11 gewickelt wird, derart angeordnet, dass sie dem Spindelelement 42 zugewandt ist. Daher ist in 1B zu erkennen, dass die Stahlcords 12 zur Außenfläche der jeweiligen Einzelschichten 90, 92, 94, 96 hin freiliegen.
Außerdem wird der Führungskopf 64 im Umkehrvorgang am linken Ende des Spindelelements 42 entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht und vertikal umgedreht, während der Führungskopf 64 im Umkehrvorgang am rechten Ende des Spindelelements 42 im Uhrzeigersinn gedreht und vertikal umgedreht wird. Eine derartige Drehung in jeweils entgegengesetzter Richtung wird durchgeführt, um zu verhindern, dass sich die Drehung in dem Teil des Verbundstreifenmaterials 26, der sich zwischen dem Führungskopf 64 und der Trommel 60 erstreckt, akkumuliert. Da die Drehrichtungen des Führungskopfes 64 entgegengesetzte Richtungen sind, liegt zudem keine perfekte Symmetrie zwischen dem Umkehrvorgang am linken Ende und dem Umkehrvorgang am rechten Ende vor. Wenn, wie dargestellt, die Arretierelemente 84a, 84b, die mit dem Paar Stifte 86 versehen sind, benutzt werden, ist vielmehr bei dem Umkehrvorgang am rechten Ende das Risiko, dass das Verbundstreifenmaterial 26 nicht aufgenommen werden kann, höher als beim Umkehrprozess am linken Ende. 28 bis 33 stellen ein Arretierelement 84c gemäß einer modifizierten Ausführungsform dar, das anstelle des oben beschriebenen Arretierelements 84b am rechten Ende des Spindelelements 42 benutzt wird, um sicherzustellen, dass der Umkehrvorgang am rechten Ende des Spindelelements 42 zuverlässiger durchgeführt wird.
Wie in 28 dargestellt, ist das Arretierelement 84c, das an der rechten Seite des Spindelelements 42 angebracht ist, konfiguriert durch eine Hülse 85, die mit einem Umfang des Spindelelements 42 ineinandergreift, und durch eine trapezförmige Platte 87, die an der Hülse 85 fixiert ist und vom Spindelelement 42 in einer Radialrichtung 42 des Spindelelements 42 nach außen ragt. Die trapezförmige Platte 87 weist einander gegenüberliegende Seitenkanten auf, und ihre Breite nimmt zu ihrem Ende hin, oder, mit anderen Worten, in Bezug auf das Spindelelement in Radialrichtung nach außen hin ab. Außerdem sind die gegenüberliegenden Seitenflächen der trapezförmigen Platte 87 geneigt und dehnen sich mit einem Winkel von etwa 45 Grad in Bezug auf den Achsmittelpunkt des Spindelelements 42 aus.
Wenn das Verbundstreifenmaterial 26 in der zweiten Vorschubrichtung 88-2 vom linken Ende des Spindelelements 42 zum rechten Ende hin vorwärts gewickelt wurde, wird das Verbundstreifenmaterial 26 der Unterseite des Spindelelements 42 zugeführt (siehe 28), und die erste Seitenfläche 30 des Verbundstreifenmaterials 26 liegt an der Umfangsfläche der Innenröhre 11 auf dem Spindelelement 42 an. Außerdem dreht sich das Spindelelement 42 nun in der zweiten Drehrichtung 74-2, um das Verbundstreifenmaterial 26, das der Unterseite des Spindelelements 42 zugeführt wird, aufzunehmen, und der Schlitten 56 (siehe 3) wird in der zweiten Vorschubrichtung 88-2 vorgeschoben. Da der Führungskopf 64 (siehe 3) sich zusammen mit dem Schlitten 56 bewegt, wird das Verbundstreifenmaterial 26 in der zweiten Vorwärtswickelrichtung 88-2 vorwärts aufgewickelt.
Wenn das Verbundstreifenmaterial 26 bis unmittelbar vor das Arretierelement 84c vorwärts aufgewickelt wurde, wird das Aufwickeln angehalten, indem die Drehung des Spindelelements 42 und das Vorschieben des Schlittens 56 angehalten wird. Sodann wird der Führungskopf 64 in eine Richtung fort von dem Spindelelement 42 bewegt, wie in 29 dargestellt. Anschließend wird der Führungskopf 64 gedreht, wie in 30 dargestellt. Wie durch den Pfeil Y in 30 dargestellt, wird insbesondere der Führungskopf 64 vertikal umgedreht, indem der Führungskopf 64 im Uhrzeigersinn (aus einer zum Spindelelement gerichteten Richtung betrachtet) um 180 Grad um den Achsmittelpunkt, der sich in der Längsrichtung eines Teils des Verbundstreifenmaterials 26 erstreckt, welches sich zwischen dem Spindelelement 42 und dem Führungskopf 64 erstreckt, gedreht wird. Dadurch wird der Teil des Verbundstreifenmaterials 26, der sich zwischen dem Spindelelement 42 und dem Führungskopf 64 erstreckt, mit einer Drehung von 180 Grad versehen. Als Nächstes wird das Spindelelement 42 in der ersten Drehrichtung 74-1 gedreht, während der Führungskopf 64 in der zweiten Vorschubrichtung 88-2 gedreht wird, um am Arretierelement 84c vorbei zu gelangen Auf diese Weise wird, wie in 31 dargestellt, die Seitenfläche 30 des Verbundstreifenmaterials 26 (die an der Umfangsfläche der Innenröhre 11 anliegende Seitenfläche) an den gegenüberliegenden Seitenflächen der trapezförmigen Platte 87 verhakt und arretiert, wodurch das Verbundstreifenmaterial 26 am Arretierelement 84c arretiert wird.
Als Nächstes wird, wie in 32 dargestellt, der Führungskopf 64 zusammen mit dem Spindelelement 42 in der ersten Drehrichtung 74-1 in die erste Vorschubrichtung 88-1 bewegt, um am Arretierelement 84c vorbei zu gelangen. Anschließend wird, wie in 33 gezeigt, der nachfolgende Wicklungsbildungsschritt ausgeführt. Bei Verwendung des Arretierelements 84c ist die Seitenfläche 30 des daran arretierten Verbundstreifenmaterials 26 gut an die einander gegenüberliegenden Seitenkanten der trapezförmigen Platte 87 angepasst, deren Breite sich zum Ende hin verringert, und auch die Erstreckungsrichtung des Verbundstreifenmaterials 26, das an den einander gegenüberliegenden Seitenkanten umgekehrt wird, wird in eine geeignete Richtung ausgerichtet. Daher lässt sich die Zuverlässigkeit des Umkehrvorgangs verbessern.
Bei dem oben beschriebenen Aufwickelvorgang des Verbundstreifenmaterials wird der Spiralwinkel des spiralförmig aufgewickelten Verbundstreifenmaterials 26 (und damit der Spiralwinkel der Stahlcords 12) als eine Funktion des Durchmessers der auszubildenden Einzelschicht, einer Anzahl N von Streifen des Verbundstreifenmaterials, die derart spiralförmig aufgewickelt werden, dass sie nebeneinander angeordnet sind, und der Breitenabmessung W des Verbundstreifenmaterials 26 bestimmt. Die Breitenabmessung W des Verbundstreifenmaterials 26 wird also in geeigneter Weise anhand eines Sollspiralwinkels der Stahlcords 12 des herzustellenden Gummischlauchs im Voraus festgelegt. Wenn die erste bis vierte Einzelschicht 90 bis 96 unter Verwendung des gleichen Verbundstreifenmaterials 26 ausgebildet wird, ist zudem der Spiralwinkel der Stahlcords 12 der Einzelschichten jeweils unterschiedlich, da die Einzelschichten einen jeweils anderen Durchmesser aufweisen. Der Spiralwinkel der ersten Einzelschicht 90 ist am größten, während der Spiralwinkel der vierten Einzelschicht 96 am kleinsten ist. Wenn also ein identischer Spiralwinkel der Stahlcords 12 von allen Einzelschichten gewünscht wird, ist es zulässig, die Einzelschichten mit Verbundstreifenmaterialien auszubilden, die jeweils eine unterschiedliche Breitenabmessung aufweisen. Insbesondere ist es zulässig, dass die Breitenabmessung W der einzelnen Verbundstreifen in geeigneter Weise derart festgelegt wird, dass eine Breitenabmessung des Verbundstreifenmaterials, das die erste Einzelschicht 90 bildet, am kleinsten ist, und eine Breitenabmessung des Verbundstreifenmaterials, das die vierte Einzelschicht 96 bildet, am größten ist.
Beim Wickeln des Verbundstreifenmaterials 26 um die Innenröhre 11 oder um die ausgebildete Einzelschicht ist es außerdem vorteilhaft, ein Pulver einer schwefelhaltigen Substanz (d. h. Schwefelpulver) auf die Fläche des Verbundstreifenmaterials 26 aufzutragen. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn ein Verbundstreifenmaterial 26 benutzt wird, in dem die Umfangsflächen der Stahlcords 12 an einer Seite des Streifens aus nicht vulkanisiertem Gummi 38 freiliegen und die Umfangsflächen der Stahlcords 12 vermessingt sind, wie in 2B und 2C gezeigt, da das Auftragen dieser Art Pulver beim späteren Vulkanisieren die Haftkraft zwischen der Fläche der vermessingten Stahlcords 12, die am Verbundstreifenmaterial 26 einer der Einzelschichten freiliegen, und der Fläche des Streifens aus nicht vulkanisiertem Gummi 38 des Verbundstreifenmaterials 26 der angrenzenden Einzelschicht verbessert.
Bei dem oben beschriebenen Wickelverfahren des Verbundstreifenmaterials wird das Verbundstreifenmaterial 26 ferner vorzugsweise unter Anspannung des Verbundstreifenmaterials 26 mithilfe eines geeigneten Verfahrens um die Innenröhre 11 oder die ausgebildete Einzelschicht (insbesondere auf die Basisaußenfläche, auf der die Einzelschicht neu ausgebildet wird) gewickelt. Auf diese Weise lässt sich das Verbundstreifenmaterial 26 auf stabile Weise aufwickeln.
Wie oben beschrieben, wird die nicht vulkanisierte geschichtete Verstärkungsschicht 14 gebildet, indem der Vorgang des Ausbildens der Einzelschicht und des Ausbildens der Vielzahl von Einzelschichten 90 bis 96, die aufeinander geschichtet werden, wiederholt wird. Als Nächstes wird an einem Umfang der nicht vulkanisierten geschichteten Verstärkungsschicht 14 die Außenröhre 24 ausgebildet, die eine Fläche der geschichteten Verstärkungsschicht 14 bedeckt. Dieser Vorgang kann mithilfe der Streifenmaterial-Spiralaufwickelvorrichtung 28 ausgeführt werden. Beispielsweise wird ein Streifenmaterial, bei dem es sich um das Material der Außenröhre 24 handelt, das aus nicht vulkanisiertem Gummi ausgebildet ist, welcher nach dem Vulkanisieren verschleißfest wird, um die Trommel 60 des Streifenmaterialzuführers 50 gewickelt und in dieser Trommel 60 aufgenommen, woraufhin das Streifenmaterial aus nicht vulkanisiertem Gummi spiralförmig auf die Fläche der nicht vulkanisierten geschichteten Verstärkungsschicht 14 aufgewickelt wird. In diesem Fall wird das Aufwickeln derart durchgeführt, dass zwischen einer Seitenkante des Gummistreifenmaterials aus nicht vulkanisiertem Gummi in einer Wicklung und einer anderen Seitenkante in einer nachfolgenden Wicklung ein überlappender Bereich vorliegt.
Sodann wird das Spindelelement 42 von der Streifenmaterial-Spiralaufwickelvorrichtung 28 genommen, in eine Vulkanisierungsvorrichtung gesetzt, woraufhin der nicht vulkanisierte Gummischlauch 10, der auf dem Spindelelement 42 ausgebildet wurde, in der Vulkanisierungsvorrichtung vulkanisiert wird. Anschließend wird der vulkanisierte Gummischlauch 10 vom Spindelelement 42 abgenommen. Bei dem Gummischlauch, der auf diese Weise erlangt wird, wird das Verbundstreifenmaterial 26 im Umkehrvorgang am Arretierelement 46, 48 des Spindelelements 42 verhakt und arretiert. Daher kann es bei der Anordnung der Stahlcords 12 an beiden Enden zu einer gewissen Unordnung kommen. Ein Endprodukt wird deshalb erlangt, indem die Abschnitte, in denen die Anordnung der Stahlcords nicht ordentlich ist, an beiden Enden des Gummischlauchs abgeschnitten werden.
Bezugszeichenliste

10: Gummischlauch
11: Innenröhre
12: Verstärkende Stahlcords
14: Geschichtete Verstärkungsschicht
16, 18, 20, 22: Stahlcordgruppe
24: Außenröhre
26: Verbundstreifenmaterial
28: Streifenmaterial-Spiralaufwickelvorrichtung
30, 32: Seitenflächen des Verbundstreifenmaterials
34, 36: Seitenkanten des Verbundstreifenmaterials
38: Streifen aus nicht vulkanisiertem Gummi
42: Spindelelement
44: Sich drehender Antriebskopf
46: Spannfutter
48: Reitstock
50: Streifenmaterialzuführer
52: Vorschubmechanismus
54: Führungsschiene
56: Schlitten
58: Steuervorrichtung
60: Trommel
62: Führungsmechanismus
64: Führungskopf
66a,: 66b Führungsrollen
68: Manipulator
70: Steuervorrichtung
84a, 84b, 84c: Arretierelement
90, 92, 94, 96: Einzelschicht

Zusammenfassung
Ein Verfahren zum Herstellen eines Gummischlauchs (10), der durch eine Vielzahl von spiralförmig angeordneten Stahlcords (12) verstärkt wird. Der Gummischlauch (10) weist eine Innenröhre (10), eine Außenröhre (24) und eine geschichtete Verstärkungsschicht (14) auf, die zwischen der Innenröhre und der Außenröhre vorgesehen ist. Die Verstärkungsschicht (14) wird gebildet, indem Einzelschichten (90–96) aufeinander geschichtet werden. Zum Ausbilden der Verstärkungsschicht (14) wird ein Verbundstreifenmaterial (26) ausgebildet, indem eine Vielzahl von verstärkenden Stahlcords (12) in einen Streifen aus nicht vulkanisiertem Gummi (38) derart eingebettet werden, dass sie sich in seiner Längsrichtung erstrecken, und anschließend wird das Streifenmaterial (26) spiralförmig um die Innenröhre (11) gewickelt und vulkanisiert. Die jeweiligen Einzelschichten (90–96) werden aus dem Verbundstreifenmaterial (26) ausgebildet, das eine einzelne kontinuierliche Form aufweist, und jede Schicht (90–96) wird ausgebildet, indem abwechselnd ein Wicklungsbildungsschritt zum Aufwickeln des Verbundstreifenmaterials (26) in einer ersten Vorwärtswickelrichtung und ein Wicklungsbildungsschritt zum Aufwickeln des Verbundstreifenmaterials (26) in einer zweiten Vorwärtswickelrichtung entgegengesetzt zur ersten Vorwärtswickelrichtung wiederholt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 10-44214 [0003, 0003, 0004]

Claims

Verfahren zum Herstellen eines Gummischlauchs, der durch mehrere spiralförmig angeordnete Stahlcords verstärkt wird, folgende Schritte umfassend: Herstellen eines Verbundstreifenmaterial, das einander gegenüberliegende Seitenflächen und einender gegenüberliegende Seitenkanten aufweist, wobei das Verbundstreifenmaterial einen Streifen aus nicht vulkanisiertem Gummi und eine Vielzahl von verstärkenden Stahlcords aufweist, die derart in dem Streifen aus nicht vulkanisiertem Gummi vorgesehen sind, dass sie nebeneinander angeordnet sind und sich in einer Längsrichtung des Streifens aus nicht vulkanisiertem Gummi erstrecken; Herstellen einer flexiblen Innenröhre, die eine innerste Schicht des Gummischlauchs bildet; und Ausbilden einer geschichteten Verstärkungsschicht, die eine Vielzahl der spiralförmig angeordneten Stahlcords aufweist, um die Innenröhre herum, durch: Wickeln des Verbundstreifenmaterials um die Innenröhre, Ausbilden eines Wickelkörpers mit einem geschichteten Aufbau, der durch Schichten mehrere Einzelschichten aufeinander gebildet wird, und, zu diesem Zeitpunkt, Ausbilden einer der Einzelschichten an der Innenröhre und sodann Ausbilden einer weiteren Einzelschicht an der ausgebildeten Einzelschicht; und anschließend Vulkanisieren des Streifens aus nicht vulkanisiertem Gummi des aufgewickelten Verbundstreifenmaterials; wobei beim Ausbilden der jeweiligen Einzelschichten eine Seitenfläche des Verbundstreifenmaterials in Anlage an eine Basisumfangsfläche gelangt, an der die Einzelschicht ausgebildet wird; und eine Seitenkante des Verbundstreifenmaterials, das eine Windung der Spirale bildet, und eine Seitenkante des Verbundstreifenmaterials, das die dazu benachbarte Windung bildet, in engen Kontakt gebracht werden, und das Verbundstreifenmaterial derart auf die Basisumfangsfläche aufgewickelt wird, dass die Basisumfangsfläche von dem Verbundstreifenmaterial bedeckt wird; und wobei ferner beim Ausbilden der jeweiligen Einzelschichten ein einzelner kontinuierlicher Streifen des Verbundstreifenmaterials benutzt wird; und die jeweiligen Einzelschichten ausgebildet werden, indem abwechselnd ein Wicklungsbildungsschritt in einer ersten Vorwärtswickelrichtung zum spiralförmigen Aufwickeln des Verbundstreifenmaterials in einer ersten Richtung der Längsrichtung der Basisumfangsfläche in einer bestimmten Spiralrichtung, in einem bestimmten Spiralwinkel und in einer bestimmten Neigung eines ganzzahligen Vielfachen einer Breitenabmessung, und ein Wicklungsbildungsschritt in einer zweiten Vorwärtswickelrichtung zum Aufwickeln des Verbundstreifenmaterials in einer zweiten Richtung, wobei es sich um eine Richtung entgegengesetzt zu der ersten Richtung der Längsrichtung der Basisumfangsfläche in der bestimmten Spiralrichtung, in dem bestimmten Winkel und in der bestimmten Steigung handelt, wiederholt werden.
Verfahren zum Herstellen eines Gummischlauchs, der durch eine Vielzahl von spiralförmig angeordneten Stahlcords verstärkt wird, nach Anspruch 1, wobei beim Wechseln zwischen dem Wicklungsbildungsschritt in der ersten Vorwärtswickelrichtung zum Wicklungsbildungsschritt in der zweiten Vorwärtswickelrichtung die Vorwärtswickelrichtung umgekehrt wird, und auch eine relative Wickelrichtung des Verbundstreifenmaterials in Bezug auf die Basisumfangsfläche umgekehrt wird.
Verfahren zum Herstellen eines Gummischlauchs, der durch eine Vielzahl von spiralförmig angeordnete Stahlcords verstärkt wird, nach Anspruch 1, wobei der Gummischlauch ausgebildet wird, indem abwechselnd eine Einzelschicht, die durch Aufwickeln des Verbundstreifenmaterials in der ersten Spiralrichtung gebildet wird, und eine Einzelschicht, die durch Aufwickeln des Verbundstreifenmaterials in einer zweiten Spiralrichtung gebildet wird, wobei es sich um eine zur ersten Spiralrichtung entgegengesetzte Richtung handelt, aufgeschichtet wird.
Verfahren zum Herstellen eines Gummischlauchs, der durch eine Vielzahl von spiralförmig angeordneten Stahlcords verstärkt wird, nach Anspruch 1, wobei das Verbundstreifenmaterial unter Anspannung des Verbundstreifenmaterials auf die Basisumfangsfläche aufgewickelt wird.
Verfahren zum Herstellen eines Gummischlauchs, der durch eine Vielzahl von spiralförmig angeordnete Stahlcords verstärkt wird, nach Anspruch 1, ferner folgenden Schritt umfassend: Ausbilden einer Außenröhre um die geschichtete Verstärkungsschicht, die eine Fläche der geschichteten Verstärkungsschicht bedeckt.
Verfahren zum Herstellen eines Gummischlauchs, der durch eine Vielzahl von spiralförmig angeordneten Stahlcords verstärkt wird, nach Anspruch 1, wobei die Seitenfläche des einzelnen kontinuierlichen Streifens des Verbundstreifenmaterials, die im Wicklungsbildungsschritt in der ersten Vorwärtswickelrichtung in Anlage an die Basisumfangsfläche gelangt, und die Seitenfläche des einzelnen kontinuierlichen Streifens des Verbundstreifenmaterials, die im Wicklungsbildungsschritt in der zweiten Vorwärtswickelrichtung in Anlage an die Basisumfangsfläche gelangt, Seitenflächen auf derselben Seite sind.
Verfahren zum Herstellen eines Gummischlauchs, der durch eine Vielzahl von spiralförmig angeordneten Stahlcords verstärkt wird, nach Anspruch 1, wobei eine Gesamtheit der Stahlcords des Verbundstreifenmaterials vollständig in den Streifen aus nicht vulkanisiertem Gummi eingebettet wird.
Verfahren zum Herstellen eines Gummischlauchs, der durch mehrere spiralförmig angeordnete Stahlcords verstärkt wird, nach Anspruch 1, wobei ein Teil einer Umfangsfläche der Stahlcords des Verbundstreifenmaterials in den nicht vulkanisierten Gummistreifen eingebettet wird und ein verbleibender Teil der Umfangsfläche an einer ersten Seitenfläche des nicht vulkanisierten Gummistreifens freiliegt.
Gummischlauch, der durch Stahlcords verstärkt ist und gemäß einem Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 hergestellt ist.