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Vorrichtung zum Herstellen von Gürtel-
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einlagen von Kraftfahrzeug-Luftreifen Die erfindung bezieht sich
auf eine Vorrichtung zum Herstellen von aus mehrschichtigen und an den Rändern mlgefalteten
Kordlagen bestehenden Gürteleinlagen für Kraftfahrzeugreifen oder Karkaßrohrlingen,
wobei die Vorrichtung aus zylindrischen Tromtneln besteht, deren Umfang veränderbar
ist.
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Gürteleinlagen für Kraftfahrzeug-Luftreifen werden für sich auf einer
eigens hierfür vorgesehenen Maschine hergestellt. Einfache Gürteleinlagen bestehen
aus zwei ringförmigen Kordlagen, deren Fäden schräg zur Umfangsrichtung sich symmetrisch
kreuzend verlaufen. Diese Kordlagen sind in Kautschukmischung eingebettet. Die Fäden
der Kordlagen können aus Stahl oder Textilmaterial bestehen. Für die hohen Anforderungen
an den Reifen in Gürtelbauweise ist ein einfaches Aufeinanderlegen der Kordlagen
nicht mit ausreichender Genauigkeit ausführbar. Bei vielen neuen Gürteleinlagen
ist vorgesehen, daß sie aus einer oder mehreren Lagen bestehen, die an den Rändern
umgefaltet sind. Auch fiir Karkaßrohlinge von Kfz-Reifen bestehen ähnliche Herstellungsvorgänge,
die gleichartige Schwierigkeiten zu überwinden haben.
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Besonders bei Stahlkord ist das Umfalten von Bedeutung um eine allseitige
Ummantelung durch Kautschukmischung zu gewährleisten. Es muß nämlich sichergestellt
werden, daß die Enden der Stahlkordfäden einwandfrei im Gummi eingebettet sind.
Die Lebensdauer des Reifens kann durch den Gürtel auf diese Weise verbessert werden.
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Bei einer besonderen Gestaltung des Gürtels ist vorgesehen, daß bei
zwei Lagen eine untere Lage mit den Rändern um die obere Lage herumgeschlagen wird,
so daß die Knickmig am Rand um die innere Lage erfolgt und dementsprechend eine
verminderte Beanspruchung des Stahlmaterials bewirlct wird. Auch andere Faltungsarten
sind üblich.
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Die Herstellung solcher Gürteleinlagen oder Karkaßrohlingen ist mit
viel Zeit- und Maschinenaufwand verbunden. Dennoch genügt die Genauigkeit der hergestellten
Gürtel bzw. der Karkaßrohlinge hinsichtlich seiner Fadenlage zur Umfangsrichtung
und seiner Gleichmäßig keit nicht immer den Anforderungen. Die hohe Genauigkeit
und Gleichmäßigkeit des Gürtels oder der Karkasse ist aber eine wesentliche Voraussetzung
fiir einen qualitativ hochwertigen Reifen. Diese Präzision darf sogar als ein entscheidendes
Kriterium fiir die Iteifenqualität gelten. Üblicherweise werden für die Herstellung
von Reifenrohlingen oder Giirteln Netalltrommeln verwendet, die nach innen einklappbare
Segmente aufweisen. Zum Umfaltender Kordlagenräder zur Mitte hin dienen Rollen verschiedener
Ausführung.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zu schaffen,
die es ermöglicht, mit einem möglichst geringen Aufwand einen Gürtel oder einen
Reifenkarkaß rohling aus Kordgewebestreifen zu schaffen, der sich durch eine hohe
Präzision hinsichtlich seine Abmessungen und hinsichtlich seiner Gleichmäßigkeit
auszeichnet.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist nach der Erfindung vorgesehen, daß bei
der eingangs gvenannte31 Vorrichtung die Trommeln aus drei koaxial zueinander angeordneten
Trommelteilen gleichen Durchmessers besteht, jede der Trommeln an den Rändern in
radial und axial nach innen eingeknickten konzentrischen Knickrinnen aufweisende
auf der Trommelachse luftdicht abgestützte Ringscheiben aufweist, wobei Trommel
und Stingsclleiben einstückig aus elastischem Kunststoff mit einem E-Modul von 200
- 1.000, insbesondere ca. 600 kp/cm² bestehen und die beiden äußeren Trommelteile
an den der Nitteltrommel zugekerhten Ränder eine innen liegende Ring stufe aufweisen
und die äußere Trommel axial relativ zu der Mitteltrommel verschiebbar sind.
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Bei dem vorgeschlagenen Kunststoff handelt es sich in erster Linie
um Polyesterurethan, der sich durch einen besonder hohen E-Modul, durch eine entsprechende
Härte und eine hohe elastische Dehnung auszeichnet. Der E-Modul kann in cien Grenzen
von 200 - 1.000 kp/cm² liegen. Diese härte führt dazu, daß er als Naschinenteil
eine Druckaufnahmefähigkeit in der Art von Metall aufweist, dennoch aber soweit
dehnbar ist, daß eine Streckung selbst über die vorliegende Aufgabe hinaus ohne
weiteres möglich ist. Durch die eingeknickten radial verlaufenden Ringscheiben kann
der Streckvorgang mit verhältnismäßig geringen technischen Aufwand ausgeführt werden.
Die Gestaltung der Ringscheibe führt nämlich bei der radialen Spreizung zu einer
Übersetzung des radialen Druckes gegenüber dem zur Anwendung kommenden Luftdruck.
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Dieser Druck nimmt am Ende der Spreizung stark zu.
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Im wesentlichen besteht die Trommel alls drei koaxialen schmalen Trommelteilen,
die aufgrund ihrer besonders gestalteten Ringscheiben bei gleicllelll Luft<iruck
in gleicher Weise radial spreizbar sind, ohne daß hierbei Fugen im zylindrischen
Mantelteil auftreten.
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Während der zylindrische Mantel der mittleren Trommel radiale in einer
Ebene verlaufende Randflächen besitzt weisersdie äußeren Ringtrommeln an der der
mittleren Ringtrommel zugekehrten Seite radial nach innen gerichtete Abstufungen
auf. Außerdem sind die äußeren Trommeln relativ zu der mittleren Trommel axial und
radial beweglidl. Die axiale Beweglichkeit erfolgt mittels einer mechanischen Verschiebung
auf der Achse.
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Die radiale Verformung erfolgt durch den erhöiiten inneren Luftdruck
oder ein anderes Druckmedium.
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Die genannte Bauart der Trommeln hat für die lierstellung anes Gürtels
oder eines Karkaßrohlings die folgende Besonderheit: Die auf die Mitteltrommel aufgelegten
und deren Rand überragenden horfllagen werden von den Seitentrommeln an den Rändern
radial angehoben, nach innen umgefaltet und radial wieder nach innen zusammengepreßt.
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Da diese Vorgänge bei den Trommelteilen neben der axialen Verschiebung
durch elastische Dehnunge erfolgt, ist eine völlig gleichmäßige Spreizung der Kordlagen
sichergestellt, so daß Inllomogenitäten nicht eintreten können. Durch diese mechaniscjie
Verformung durch die Abmessungen der inneren Tronmel und durch die Ringstufe an
den beiden äußeren Trommelteilen wird ein äußerst genauer Faltvorgang sichergestellt.
Aufgrund der Eigenheiten des Materials, insbesondere des hohen E-Moduls können auch
außerordentlich hohe Anpreßdrücke ermöglicht werden. Beim Anrollen mit Driicken
in gleicher Größenordnung entsteht stets eine nachteilige Verformung. Der Vorgang
wird in Verbindung mit der Zeichnung no eh eingehender erläutert.
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Bei der llerstellung der Karkasse müssen zusätzliche Trommelteile
vor dem Umfalten der Wulstdrähte auf-gesetzt werden.
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Der mittlere Trommelteil sollte hierfür in den passenden Ringzonen
Kerben aufweisen.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung der erfindung kann die Ringscheibe
auf den äußeren Seiten Stützrippen aufweisen. Diese sind einstückig mit den tingscheiben
ausgebildet. Sie dienen dazu, den Verformungsvorgang der Zylinderteile beim Auffüllen
mit Luft zu begrenzen.
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Eine Begrenzung des Bewegungsvorganges ist allerdings auch durch einen
Ring möglich, der in bestimmten Abstand zu der Ringscheibe angeordnet ist.
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Damit die Einrichtung im wesentlichen nur mit Preßluft arbeiten kann,
weisen die Ringsclleiben im spannungslosen Zustand im Querschnitt gesehen eine Einkuickung
von mindestens ca. 900 auf. Aus dieser eingefahrenen Position können alle nachfolgenden
und für die Erfindung erforderlichen Positionen durch unterschiedliche Luftdrücke
erreicht werden. Damit die Verformung weitgehend gleichmäßig vor sich geht, sind
in den Knickzoncn konzentrische Knickrinne vorgesehen, die etwa die halbe Wandstärke
ausmachen. Weiterhin kann es nach der Erfindung vorgesehen sein, daß die zylindrische
Wandung der Trommelteile zur Mitte hin eine zunehmende Wandstärke aufweist. Diese
Wandstärkenänderung iiber den Querschnitt geschen führt dazu, daß beim Verformen
der Trommelteile eine zylindrische Gestaltung b(ibehalten wird, solange ein mäßiger
Luftdruck aufrechterhalten bleibt. Dieser mäßige Luftdruck ist für alle Vorgänge
während des Herstellungsablaufes ausreichend.
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In Verbindung mit dem endgültigen Streclcvorgang des fertigen Gürtels
kann jedoch eine Wölbung zweckmäßig sein, weil dies dann bereits zu einer balligen
Verformung des Gürtels führt, die im fertigen Reifen vorteilhaft sein kann.
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Ein anderer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß der mittlere
Trommelteil in der Mittelzone eine in Erfangsrichtung verlaufende an einer Saugleitung
angeschlossene Rinne aufweist. Diese Rinne bewirkt, daß beim axialen Auseinanderfahren
der seitlichen Trommelteile eine seitliche Verschiebung des Gürtels ausgeschlossen
ist, auch wenn die Umschläge verhältnismäßig breit sind und d eine zeitlich versetzte
Bewegung der seitlichen Trommelteile eintritt. Dies kann bei bestimmten Faltungsarten
erforderlich sein. Auch unterschiedlich breite Umschläge kennen ohne weiters sicher
umgefaltet werden.
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Die an der Rinne angeschlossene Saugleitung führt in Verbindung mit
Vakuum zu einer festen Haftung des Gürtels auf diesem Trommelteil. Dies hat darüber
hinaus den Vorteil, daß die hohe Konfektionsklebrigkeit wie sie sonst bei der Fertigung
von Reifenrohlingen erwünscht ist, nicht erforderlich ist. Auf der Trommel ist damit
eine verbesserte Positionierung der Reifenteile vor der Vulkanisation erreicht.
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Die Erfindung wird in Verbindung mit mehreren abbildungen beispielsweise
beschrieben. Die FiS, 1 zeigt dabei einen Querschnitt durch die erfindungsgemäße
Aufbautrommel.
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Die Abb. 2 - 16 zeigen die Verfahrenschritte und die Verformungsvorgänge
der Trommel während der Herstellung des Gürtels Nach Fig. 1 besteht die Vorrichtung
im Querschnitt gesehen aus einer Trommel mit den drei Trommelteflen 1, 2 und 3.
Jedes dieser Trommelteile besteht aus einer zylindrischen starken Wandung 4, 5 und
6.
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An den Rändern dieser zylindrischen Wandungen 4, 5 und 6 sind Ringscheiben
7, 8, 9, 10, 11, 12 vorgesehen.
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Diese sind cinstückig mit den zylindrischen Wandungen 1, 2, 3 ausgebildet.
Zur Achse der Trommel hin laufen diese Ringseheiben 7 bis 12 in Randverdidungen
13 aus.
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Diese sind bei allen drei Trommelteilen iibereinstimmend.
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Diese Randverdickungen sind durch entsprechende Teile 14, 15, 16 in
einer Lage fixiert. Die Ringscheiben wandungen sind axial nach innen eingeknickt
und weisen gleichzeitig Knickrinnen 17 in den Bereichen auf, die unter erhöhte Spannung
gelangen. Zur Bcgrenzung der Streckung unter Luftdruck sind Stützleisten 18 und
19 vorgesehen, die sich gegen entsprechende Scheiben legen.
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Die Leisten sind nur so dick, daß sie gerade den auftretenden Druck
aufnehmen können, sie sollen an dem Dehnungsvorgang selbst möglichst wenig teilnehmen.
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Der Trommelteil 1 ist identisch mit dem Trommelteil 2 und dem Trommelteil
3, so weit sich dies auf die bisherige Beschreibung bezieht. Unterschiedlich ist
jedoch, daß die Stirnseiten 20 und 21 der mittleren Trommel radial verlaufende Flächen
besitzen, während die gegenüber liegenden Stirnflächen eine Ringstufe 22 aufweisen,
die für den llerstellungsvorgang von entscheidender Bedeutung ist. Weitere Einzelheiten
der Binrichtung sind dieser Zeichnung 1 zu entnehmen. Es erübrigt sich hierauf näher
einzugehen, weil ihre l^.irkung und Gestaltung ohne weiteres erkennbar ist.
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In (len*Fig. 2 bis 6 werden die verschiedenen Phasen bei der Herstellung
des Gürtels beschrieben. In Abb. 2 liegen die Zylindermantelwandungen 1, 2, 3 bei
gleichen Umfang mit ihren Stirnseiten so nebeneinander, daß sie eine geschlossene
Trommel bilden. Auf diese Trommel werden die Kordlagen 30 und 31 aufgelegt, wobei
die untere Kordlage eine größere Breite aufweist 'als-die obere. Die Fäden kreuzen
sich und liegen im gleichen Abstand im entgegengesetzten Winkel zur Umfangsrichtung.
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In der Fig. 3 werden die Trommelteile 1 und 3 radial gestreckt und
gleichzeitig axial nach außen gefahren.
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Dadurch wird der Faltungsvorgang eingeleitet. Eine leichte Streckung
der Gürtellage kann gleichzeitig bewirkt werden, indem die Mitteltrommel radial
etwas gespreizt wird.
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In Fig. Ii werden die beiden äußeren Trommelteile 1 und 3 im gestreckten
Zustand über, die Ränder des mittleren Trommelteils 2 gefahren. Hierbei werden die
äußeren Ränder der unteren Kordlage 31 umgeschlagen.
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In Fig. 5 wird der axiale Verschiebungsvorgang der äußeren Trommelteile
1 und 2 nach innen soweit fortgesetzt, bis die Stufen 22 anstoßen. I3ei übergreifenden
Trommelrändern werden die Trommelteile 1 und 2 dann radial nach innen abgesenkt.
Ilicrbei pressen sie die innere Lage 31 auf die äußere Lage 32.
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Anschließend heben sich entsprechend Fig. 6 die äußeren Trommelteile
i und 3 radial von der inneren Trommel ab und fahrern wieder nach außen wie in Fig.
1 dargestellt ist. Durch leichte Streckung des Trommelteils 2 wird dann der Gürtel
genau auf das vorgesehene Maß gebracht. Im Anschluß daran können bei gleicher Streckstellung
aller drei Trommelteile 1, 2,3 Füllstreifen an die Gürtelränder angesetzt und der
Laufstreifen aufgelegt werden.
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Nach dem gleichen Herstellungsablauf kann auch eine Karkasse hergestellt
werden1 wenn der Trommelteil 2 bei wesentlich größerer Breitc an den Rändern Ringnuten
fiir die Wulstkabel aufweist.