DE2645178C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Wickeltrommel zum Herstellen von Gürteleinlagen von Kraftfahrzeug-Luftreifen gemäß Oberbegriff des Patent­ anspruchs 1.

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 Umfangs­ richtung sich symmetrisch kreuzend verlaufen. Diese Kordlagen sind in eine 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 für Karkaßrohlinge von Kraftfahrzeugreifen bestehen ähnliche Herstellungsvorgänge, die gleichartige Schwierigkeiten zu überwinden haben. Besonders bei Stahlkord ist das Umfalten von Be­ deutung, um eine allseitige Ummantelung durch Kautschukmischung zu ge­ währleisten. 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.

Bei einer besonderen Gestaltung des Gürtels ist vorgesehen, daß bei zwei Lagen eine untere Lage mit den Rändern um die obere Lage herumge­ schlagen wird, so daß die Knickung am Rand um die innere Lage erfolgt und dementsprechend eine verminderte Beanspruchung des Stahlmaterials bewirkt wird. Auch andere Faltungsarten sind üblich.

Die Herstellung solcher Gürteleinlagen oder Karkaßrohlinge ist mit viel Zeit- und Maschinenaufwand verbunden. Dennoch genügt die Genauig­ keit der hergestellten Gürtel bzw. der Karkaßrohlinge hinsichtlich seiner Fadenlagen zur Umfangsrichtung und seiner Gleichmäßigkeit nicht immer den Anforderungen.

Die hohe Genauigkeit und Gleichmäßigkeit des Gürtels oder der Karkasse ist aber eine wesentliche Voraussetzung für einen qualitativ hochwertigen Reifen. Diese Präzision darf sogar als ein entscheidendes Kriterium für die Reifenqualität gelten. Üblicherweise werden für die Herstellung von Reifenrohlingen oder Gürteln Metalltrommeln verwendet, die nach innen einklappbare Segmente aufweisen. Zum Umfalten der Kordlagenränder zur Mitte hin dienen Rollen verschiedener Ausführung.

Mit einer Aufbautrommel nach der DE-OS 24 18 410 läßt sich eine hochwertige Gürteleinlage nicht herstellen. Mit dieser Aufbautrommel ist es vielmehr nur möglich, eine Reifenkarkasse aufzubauen, anschließend die Wulstringe so fest einzuspannen, daß der mittlere Teil des Reifenrohlings bombiert werden kann und die Ränder der Gewebelagen an den Reifenkörper in Torus­ form herangeführt werden. Auch ist es nicht möglich, kurze Umschläge, insbesondere wenn es sich um Stahlkorde handelt, umzufalten. Bei Gürtel­ einlagen sind kurze Umschläge aber die Regel. Bei der Wickeltrommel nach der DE-OS 24 18 410 ist auch ein abschließender Anrollvorgang nicht mög­ lich, falls dies für ein besonderes Kordmaterial erforderlich ist, was bei Gürteleinlagen mitunter vorkommt.

Aus der DE-OS 24 54 751 ist eine Wickeltrommel bekannt, die zum Her­ stellen von Gürteleinlagen dient. Für den Aufbau des Gürtels nach dieser Offenlegungsschrift sind jedoch die üblichen von Hand oder mechanischen Halterungen angesetzten Rollen erforderlich, um die Ränder der Kordlagen umzufalten. Darin liegt ein erheblicher Nachteil. Die Kordlagen im Gürtel verlaufen bekanntlich in verhältnismäßig kleinem Winkel zur Um­ fangsrichtung des Gürtels. Da die Rollen stets nur an einer Stelle am Gewebe anliegen, ist mit dem Anrollen auch stets eine Kraft in Richtung des Rollvorganges unvermeidbar. Dies führt zwangsläufig zu einer Winkel­ verstellung der Kordfäden in der umgeschlagenen Kante. Auch kann das Kordgewebe stellenweise gespreizt werden, so daß es zusätzlich zu kleinen Verlagerungen im Gewebe kommt. Eine Folge davon sind laterale Kraftschwankungen im fertigen Reifen.

Da das Gewebe, insbesondere wenn es aus Stahlkord besteht, dazu neigt, sich wieder zurückzubiegen sobald die Rolle darüber hinweggegangen ist, kann der Rollvorgang nicht in einem einzigen Schritt die volle Umfaltung von 180° bewirken. Für das Bedienungspersonal an der Maschine ist der An­ rollvorgang daher ein schwieriger Arbeitsschritt, bei dem leicht Fehler unterlaufen können.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Wickeltrommel zu schaffen, mit der ein Umlegen der Geweberandzone bei Gürteleinlagen auf vollmechanischem Wege möglich ist. Dabei sollen Winkelverstellungen der Kordfäden ausge­ schlossen sein. Außerdem soll ein schnelles und fehlerfrei Umlegen um 180° in einem Zug ermöglicht werden. Gelöst wird diese Aufgabe durch das Kennzeichen des Patentanspruchs 1.

Bei dem Kunststoff handelt es sich in erster Linie um Polyesterurethan, der sich durch einen besonders hohen E-Modul, durch eine entsprechende Härte und eine hohe elastische Dehnung auszeichnet. Der E-Modul kann in den Grenzen von 200-1000 kp/cm² liegen. Diese Härte führt dazu, daß er als Maschinenteil 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 Streckvor­ gang mit verhältnismäßig geringem 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.

Dieser Druck nimmt am Ende der Spreizung stark zu. Im wesentlichen be­ steht die Trommel aus drei koaxialen schmalen Trommelteilen, die aufgrund ihrer besonders gestalteten Ringscheiben bei gleichem Luftdruck in gleicher Weise radial spreizbar sind, ohne daß hierbei Fugen im zylin­ drischen Mantelteil auftreten. Während der zylindrische Mantel der mittleren Trommel radiale in einer Ebene verlaufende Randflächen be­ sitzt, weisen die 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 beweglich. Die axiale Beweglichkeit erfolgt mittels einer mechanischen Verschiebung auf der Achse. Die radiale Verformung erfolgt durch den erhöhten inneren Luftdruck oder ein anderes Druck­ medium.

Die genannte Bauart der Trommeln hat für die Herstellung eines Gürtels oder eines Karkaßrohlings die folgende Besonderheit: Die auf die Mittel­ trommel aufgelegten und deren Rand überragenden Kordlagen werden von den Seitentrommeln an den Rändern radial angehoben, nach innen umgefaltet und radial wieder nach innen zusammengepreßt. Da diese Vorgänge bei den Trommelteilen neben der axialen Verschiebung durch elastische Dehnung efolgt, ist eine völlig gleichmäßige Spreizung der Kordlagen sicherge­ stellt, so daß Inhomogenitäten nicht eintreten können. Durch diese mechanische Verformung durch die Abmessungen der inneren Trommel 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 Drücken in gleicher Größenordnung entsteht stets eine nachteilige Verformung. Der Vorgang wird in Verbin­ dung mit der Zeichnung noch eingehender erläutert. Bei der Herstellung der Krakasse müssen zusätzliche Trommelteile vor dem Umfalten der Wulst­ drähte aufgesetzt werden. Der mittlere Trommelteil sollte hierfür in den passenden Ringzonen Kerben aufweisen.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann die Ringscheibe auf den äußeren Seiten Stützrippen aufweisen. Diese sind einstückig mit den Ringscheiben ausgebildet. Sie dienen dazu, den Verformungsvorgang der Zylinderteile beim Auffüllen mit Luft zu begrenzen. Eine Begrenzung des Bewegungsvorganges ist allerdings auch durch einen Ring möglich, der in bestimmtem Abstand zu der Ringscheibe angeordnet ist.

Damit die Einrichtung im wesentlichen nur mit Preßluft arbeiten kann, weisen die Ringscheiben im spannungslosen Zustand im Querschnitt gesehen eine Einknickung von mindestens ca. 90° auf.

Aus dieser eingefahrenen Position können alle nachfolgenden und für die Erfindung erforderlichen Positionen durch unterschiedliche Luftdrücke er­ reicht werden. Damit die Verformung weitgehend gleichmäßig vor sich geht, sind in den Knickzonen konzentrische Knickrinnen vorgesehen, die etwa die halbe Wandstärke ausmachen. Weiterhin kann es nach der Erfindung vorge­ sehen sein, daß die zylindrische Wandung der Trommelteile zur Mitte hin eine zunehmende Wandstärke aufweist. Diese Wandstärkenänderung über den Querschnitt gesehen führt dazu, daß beim Verformen der Trommelteile eine zylindrische Gestaltung beibehalten wird, solange ein mäßiger Luftdruck aufrechterhalten bleibt. Dieser mäßige Luftdruck ist für alle Vorgänge während des Hestellungsablaufes ausreichend. In Verbindung mit dem end­ gültigen Streckvorgang des fertigen Gürtels kann jedoch eine Wölbung zweck­ mäßig sein, weil dies dann bereits zu einer balligen Verformung des Gürtels führt, die im fertigen Reifen vorteilhaft sein kann.

Ein anderer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß der mittlere Trommel­ teil in der Mittelzone eine in Umfangsrichtung verlaufende an einer Saug­ leitung angeschlossene Rinne aufweist. Diese Rinne bewirkt, daß beim axialen Auseinanderfahren der seitlichen Trommelteile eine seitliche Ver­ schiebung des Gürtels ausgeschlossen ist, auch wenn die Umschläge ver­ hältnismäßig breit sind und eine zeitlich versetzte Bewegung der seit­ lichen Trommelteile eintritt. Dies kann bei bestimmten Faltungsarten er­ forderlich sein. Auch unterschiedlich breite Umschläge können ohne weiteres sicher umgefaltet werden.

Die an der Rinne angeschlossene Saugleitung führt in Verbindung mit Vakuum zu einer festen Haftung des Gürtels auf diese Trommelteil. Dies hat darüber hinaus den Vorteil, daß die hohe Konfektionsklebrigkeit, wie sie sonst bei der Fertigung von Reifenrohlingen erwünscht ist, nicht erforder­ lich ist. Auf der Trommel ist damit eine verbesserte Positionierung der Reifenteile vor der Vulkanisation erreicht.

Die Erfindung wird in Verbindung mit mehreren Abbildungen beispielsweise beschrieben. Die

Fig. 1 zeigt dabei einen Querschnitt durch die erfindungs­ gemäße Aufbautrommel. Die

Fig. 2-6 zeigen die Verfahrensschritte 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 Trommelteilen 1, 2 und 3. Jedes dieser Trommelteile besteht aus einer zylindrischen starken Wandung 4, 5 und 6. An den Rändern dieser zylindrischen Wandungen 4, 5 und 6 sind Ringscheiben 7, 8, 9, 10, 11, 12 vorgesehen. Diese sind einstückig mit den zylindrischen Wandungen 1, 2, 3 ausgebildet. Zur Achse der Trommel hin laufen diese Ringscheiben 7 bis 12 in Randverdickungen 13 aus. Diese sind bei allen drei Trommel­ teilen übereinstimmend. Diese Randverdickungen sind durch entsprechende Teile 14, 15, 16 in einer Lage fixiert. Die Ringscheibenwandungen sind axial nach innen eingeknickt und weisen gleichzeitig Knickrinnen 17 in den Bereichen auf, die unter erhöhte Spannung gelangen. Zur Begrenzung der Streckung unter Luftdruck sind Stützleisen 18 und 19 vorgesehen, die sich gegen entsprechende Scheiben legen. Die Leisten sind nur so dick, daß sie gerade den auftretenden Druck aufnehmen können, sie sollen an dem Dehnungs­ vorgang selbst möglichst wenig teilnehmen.

Der Trommelteil 1 ist identisch mit dem Trommelteil 2 und dem Trommelteil 3, soweit sich dies auf die bisherige Beschreibung bezieht. Unterschiedlich ist jedoch, daß die Stirnseiten 20 und 21 der mittleren Trommel radial ver­ laufende Flächen besitzen, während die gegenüberliegenden Stirnflächen eine Ringstufe 22 aufweisen, die für den Herstellungsvorgang von ent­ scheidender Bedeutung ist. Weitere Einzelheiten der Einrichtung sind dieser Zeichnung 1 zu entnehmen. Es erübrigt sich, hierauf näher einzu­ gehen, weil ihre Wirkung und Gestaltung ohne weiteres erkennbar ist.

In den Fig. 2 bis 6 werden die verschiedenen Phasen bei der Herstellung des Gürtels beschrieben. In Fig. 2 liegen die Zylindermantelwandungen 1, 2, 3 bei gleichem 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 auf­ weist als die obere. Die Fäden kreuzen sich und liegen im gleichen Ab­ stand im entgegengesetzten Winkel zur Umfangsrichtung.

In der Fig. 3 werden die Trommelteile 1 und 3 radial gestreckt und gleichzeitig axial nach außen gefahren. Dadurch wird der Faltungsvorgang eingeleitet. Eine leichte Streckung der Gürtellage kann gleichzeitig be­ wirkt werden, indem die Mitteltrommel radial etwas gespreizt wird.

In Fig. 4 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.

In Fig. 5 wird der axiale Verschiebungsvorgang der äußeren Trommelteile 1 und 2 nach innen soweit fortgesetzt, bis die Stufen 22 anstoßen. Bei über­ greifenden Trommelrändern werden die Trommelteile 1 und 2 dann radial nach innen abgesenkt. Hierbei pressen sie die innere Lage 31 auf die äußere Lage 32.

Anschließend haben sich entsprechend Fig. 6 die äußeren Trommelteile 1 und 3 radial von der inneren Trommel ab und fahren 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 An­ schluß daran können bei gleicher Streckstellung aller drei Trommelteile 1, 2, 3 Füllstreifen an die Gürtelränder angesetzt und der Laufstreifen aufgelegt werden.

Nach dem gleichen Herstellungsablauf kann auch eine Karkasse hergestellt werden, wenn der Trommelteil 2 bei wesentlich größerer Breite an den Rändern Ringnuten für die Wulstkabel aufweist.

Claims (5)

1. Wickeltrommel aus Polyurethan oder einem ähnlichen Kunststoff mit hohem E-Modul zum Herstellen von aus mehrschichtigen in Gummi einge­ betteten Kordfadenlagen mit umgeschlagenen Rändern bestehenden Gürtel­ einlagen für Kraftfahrzeug-Luftreifen, wobei die Wickeltrommel einen im Durchmesser veränderbaren Mantel aufweist und an den Stirnseiten in scheibenförmige, luftdichte Seitenwände übergeht, die im Querschnitt gesehen V-förmig nach innen in ringförmigen Einkerbungen einknickbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Wickeltrommel beidseitig je eine identische Trommel zugeordnet ist und wobei die den Stirnseiten des Mantels der Mitteltrommel zugekehrten Mantelteile der randständigen Trommel mit je einer nach innen gerichteten Abstufung versehen sind und die äußeren Trommeln axial und radial zu der mittleren Trommel bewegbar sind.

2. Wickeltrommel nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringscheiben (7 bis 12) auf den Außenseiten Stützrippen (23, 24) aufweisen.

3. Wickeltrommel nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringscheiben im spannungslosen Zustand eine im Querschnitt gesehene Einknickung von mindestens ca. 90° aufweisen.

4. Wickeltrommel nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrische Wandung der Trommelteile eine zur Mitte hin zu­ nehmende Wandung aufweisen.

5. Wickeltrommel nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Trommelteil eine in Umfangsrichtung verlaufende an einer Saugleitung angeschlossenen Rinne aufweist.