DE2929038A1

DE2929038A1 - Dehnbare reifenaufbautrommel mit verbessertem balg

Info

Publication number: DE2929038A1
Application number: DE19792929038
Authority: DE
Inventors: Steve Joseph Kovalchik; Richard Noels Spach
Original assignee: General Tire and Rubber Co
Current assignee: Aerojet Rocketdyne Holdings Inc
Priority date: 1978-10-16
Filing date: 1979-07-18
Publication date: 1980-04-17
Also published as: PT70085A; ZA793921B; AR217174A1; MA18609A1; JPS5532548B2; LU81792A1; JPS5553548A; CA1125641A; US4247356A; GB2031815A

Description

3R.-ING. WALTER ABITZ )R. DIETER F. MORF )IPL.-PHYS. M. GRITSCHNEDER

atentan walte

München,

18. Juli 1979

Postanschrift / Postal Address Postfach 86Ο1ΟΘ, BOOO München 8Θ

Fienzenauerstraße

Telefon 08 32 22

Telegramme: Chemindus München

Telex: (O) 523092

GT-1450.

THE GENERAL TIRE & RUBBER COMPANY One General Street, Akron, Ohio 44329, V.St.A.

Dehnbare Reifenaufbautrommel mit verbessertem Balg

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Die Erfindung betrifft eine dehnbare Aufbautrommel und insbesondere einen verbesserten Balg zum Dehnen und Einziehen der Segmente der Trommel.

Bei jeder der dehnbaren Reifenaufbaumaschinen, wie sie in den US-Patentschriften 3 171 769 und 3 475 254 gezeigt sind, ist die Aufbautrommel aus radial beweglichen Segmenten hergestellt, die in der Patentschrift '769 mit 59 bezeichnet sind und in der '254 mit 116. Die Segmente sind radial nach aussen und innen zur Veränderung des Durchmessers der Trommel beweglich. Dies ermöglicht, daß die Karkassenlagen um die Trommel herumgewickelt werden können, wobei der Hauptkörper der Trommel etwa den gleichen Durchmesser wie die Wendebälge hat. Die Trommel kann dann aufgeweitet werden, damit die Wulste benachbart den Enden der Trommel und oberhalb der Wendebälge eingestellt werden können, wie in Fig. 9 und IO der '769 Patentschrift gezeigt. Zum Bewegen der dehnbaren Trommelsegmente radial nach aussen sind aufblasbare Bälge unterhalb den TrommelSegmenten vorgesehen, welche Bälge mit 58 in der Patentschrift '769 bezeichnet sind und mit 111 in der Patentschrift '254. Beide dieser Bälge haben eine torische Gestalt und radial nach innen gerichtete Schäfte, durch welche Luft zum Aufblasen der Bälge eingeleitet wird, wie in Fig. 6 der Patentschrift '769 und in Fig. 9 der Patentschrift '254 gezeigt.

Ein Problem der Bälge von torischer Gestalt, wie z.B. die in den vorgenannten Patentschriften gezeigten, besteht darin, daß, da solche Bälge sich nach ihrem anfänglichen Kontakt mit den Trommelsegmenten ausdehnen, ihr Flächenkontakt mit den Troinmelsegmenten abnimmt. Dies ist dadurch

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bedingt, daß sich ein solcher Balg lediglich so ausdehnt, daß sich seine anfänglich zylindrischen Wände zu bogenförmigen Ausbauchungen strecken. Wenn sich die Aussenwand des Balges ausbaucht, wird sie runder mit immer weniger Kontakt seiner Fläche mit den Trommelsegmenten gegen die er drückt. Wenn diese Kontaktfläche abnimmt, übt der Balg immer weniger Kraft gegen die Trommelsegmente im Verhältnis zum Druck im Balg aus. Diese Bedingung kommt zu dem Umstand hinzu, daß die Trommelsegmente durch Federn radial nach innen belastet sind und führt dazu, daß ein sehr hoher Balgdruck erforderlich ist, um die Trommelsegmente radial nach aussen zu schieben und sie in ihren radial äusseren Stellungen zu halten. Der Balgdruck muß ausreichend sein, um den entgegengesetzten Kräften der Karkassenlagenwendebälge standzuhalten, wenn diese über die Seitenteile der ausgedehnten Trommel rollen, und den entgegengesetzten Kräften der lief trader, wenn diese über die Trommel rollen, um die Karkassenlagenendenm den Hauptkörper der Karkasse zu heften. Das Erfordernis eines solch hohen Balgdruckes bedeutet, daß die Balgwände hohen Spannungen ausgesetzt werden, und eine starke Ermüdung erfahren. Ferner werden selbst kleine Luftlecks im Balgaufblassystem kritisch, so daß es häufig der Fall ist, daß die Trommel nicht richtig aufgeweitet wird und in ihrem ausgedehnten Zustand bleibt, wenn die Karkassenlagenenden um die Wulstringe herum befestigt werden.

Die vorgenannten Probleme werden sich in manchen Fällen dadurch erleichtern lassen, daß grössere Bälge verwendet werden, die anfänglich einen grösseren Oberflächenkontaktbereich mit den Trommelsegmenten haben. Bei solchen grösseren Bälgen würde der Verlust an Kontaktbereich nach dem vollen Aufblasen des Balges nicht so kritisch sein. In manchen Fällen ist jedoch nicht genügend Platz über die Länge der Trommel zur Verwendung eines grösseren Balges

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vorhanden. Dies trifft besonders bei Tronuneln zum Aufbauen von Gürtelreifen zu, beispielsweise für die in der vorgenannten Patentschrift '254. Bei einer solchen Gürtelreifenaufbautrommel müssen die Seitenteile der Trommel axial zusammen bewegt werden können, wenn die Karkasse in ihre toroide Form ausgedehnt wird, wie in Fig. 30 der erwähnten Patentschrift gezeigt. Dies beschränkt ernstlich den Raum für die Aufnahme der Bälge, welche gegen die Trommelsegmente drücken, um die Trommel zu erweitern, so daß grössere Bälge der herkömmlichen Art nicht verwendet werden können.

Die Erfindung ist auf eine dehnbare Reifenaufbautrommel mit Trommeldehnungsbälgen von verbesserter Bauart derart, daß der Balg eine grössere Kontaktfläche mit den TrommelSegmenten beim Ausdehnen behält, gerichtet. Beim Ablassen jedoch paßt der Balg in einen Speicherhohlraum in der Trommel, der nicht größer als ein Balg mit einer wesentlich kleineren Trommelsegmentkontaktfläche beim Ausdehnen ist.

Die Erfindung unterscheidet sich durch einen ringförmigen Balg, der, wenn er abgelassen wird, in drei Lagen auf sich selbst gefaltet wird. Der radial äusserste dieser Lagen liegt unterhalb der Unterseiten der Trommelsegmente. Die mittlere der drei Balglagen weist zwei mittlere Balgteile auf, von denen jeder eine erste Kante hat, welche in die gegenüberliegenden Seitenkanten der äussersten Lage übergeht. Diese mittleren Balgteile erstrecker sich von ihren ersten Kanten zueinander und haben zweite Kanten, die einander gegenüberliegen. Die radial innerste der Balglagen weist zwei innere Balgteile auf, von denen jeder in eine der zweiten Kanten der mittleren Balgteile übergeht. Dipge inneren Balgteile erstrecken sich von den zweiten Kanten der mittleren

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Balgteile voneinander weg und enden in axial voneinander in Abstand befindlichen Kantenteilen des Balges. Vorzugsweise haben diese Kantenteile des Balges die Form abgerundeter Wulste.

Die Aufbautrommel besitzt einen Balgträger, der axial in Abstand voneinander befindliche Teile aufweist, an denen die Kantenteile des Balges befestigt sind. Vorzugsweise sind diese axial in Abstand voneinander befindlichen Teile in Anpassung an die abgerundeten Wulste des Balges angepaßt. Im Balgträger ist ein Kanal vorgesehen, der in den Balg an einer Stelle zwischen den axial in Abstand voneinander befindlichen Teilen des Balgträgers mündet. Dieser Kanal fördert Luft oder ein anderes Medium zum Aufblasen zum Balg. Am Balgträger sind zwei Balgklenunringe befestigt. Jeder dieser Balgklenunringe klemmt einen der Kantenteile des Balges an die axial voneinander in Abstand befindlichen Teile des Balgträgers und bildet eine luftdichte Abdichtung zwischen dem Balg und dem Balgträger.

Infolge der offenen Konstruktion des Balges auf seiner radial inneren Seite, mündet der Kanal, welcher das Aufblasmedium zum Balg fördert, direkt in den Balg, ohne daß ein hohler Schaft vorhanden sein muß, der vom Balg absteht. Hierdurch wird ferner die Notwendigkeit der Verwendung von O-Ringen und O-Ringnuten vermieden, die normalerweise erforderlich sind, um eine luftdichte Verbindung zwischen demSchaft zu dem Kanal im Balgträger herzustellen. Wenn diese O-Ringe sich abnutzen, werden sie eine erschwerende Quelle von Luftlecks.

Im Folgenden wird die Erfindung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung näher erläutert und zwar zeigen:

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Fig. 1 eine Teilansicht im Längsschnitt einer dehnbaren Trommel zum Aufbau von Gürtelreifen, welche eine Ausführungsform der Erfindung darstellt und einen der Bälge zum Ausdehnen der Trommel in seinem abgelassenen Zustand zeigt;

Fig. 2 eine Teilansicht im Längsschnitt des gleichen Teils der gleichen dehnbaren Trommel, wie sie in Fig. 1 gezeigt ist, jedoch einer anderen Umfangsstellung der Trommel, um einen der Kanäle zum Aufblasen des Balges zu zeigen sowie um den Balg in einem teilweise aufgeblasenen Zustand zu zeigen, in welchem er erstmalig an den Trommelsegmenten angreift, um die Segmente radial nach aussen zu schieben und

Fig. 3 eine Teilansicht im Längsschnitt des gleichen Teils der gleichen dehnbaren Trommel wie in Fig. und 2 gezeigt und in der gleichen Umfangsstellung wie in der Schnittansicht der Fig. 2, wobei sich jedoch der Balg zum Dehnen der Trommel in einem voll aufgeblasenen Zustand befindet und die Trommelsegmente radial nach aussen gedrückt sind.

In Fig. 1 ist ein Abschnitt des oberen rechten Teils einer Aufbautrommel 2 dargestellt, die eine rohrförmige Trommelwelle 4 und eine zylindrische Welle 6 zur Hohlwelle 4 besitzt. Beide Wellen 4 und 6 sind um die Achse 5 der Trommel drehbar. Eine Gewindehülse 8 steht mit einem Gewindeteil 10 auf der zylindrischen Welle 6 in Eingriff. Ferner ist eine Hülse 12 an der Aussenseite der Hohlwelle 4 gleitbar und ein Einsatz 14 sowie Schrauben 16, die sich durch einen Schlitz 18 in der Welle 4 erstrecken, verbinden die Hülse 12 mit der Gewindehülse 8.

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Auf der Hülse 12 ist mittels eines Verbindungsringes ein Balgträger 2O angeordnet. Wenn die mit einem Gewinde versehene zylindrische Welle 6 mit bezug auf die Hohlwelle 4 gedreht wird, bewegt sich der Balgträger 20, der gegen Drehung durch den Einsatz 14 im Schlitz 18 der Welle 4 gehalten wird, in der Achsrichtung der Trommel 2 auf der Gewindehülse 8. Ein weiterer Balgträger, welcher dem Balgträger 20 ähnlich ist, jedoch in den Zeichnungen nicht dargestellt ist, ist am linken Ende der Trommel 2 angeordnet, jedoch mit einer entgegengesetzten laufenden Schraubverbindung mit der Welle 6. Daher bewegen sich, wenn sich die Welle 6 mit bezug auf die Wellen 4 dreht, die beiden Balgträger der Trommel 2 aufeinander zu bzw. voneinander weg, um den Abstand zwischen den Enden der Trommel 2 zu verkürzen bzw. zu verlängern. Der Balgträger 20 ist in Fig. 1, 2 und 3 in seiner axial gestreckten Stellung gezeigt. Zu seiner axial geschlossenen Stellung muß der Balgträger 20 nach Hnks bewegt werden, bis er sich unmittelbar benachbart der mittig angeordneten Trägerspeiche 22 der Trommel 2 befindet. Radial ausserhalb des Balgträgers 20 ist eine Anzahl von Trommelsegmenten 24 vorgesehen, welche um den Umfang der Trommel 2 herum angeordnet sind. Die Trommelsegmente 24 sind mit bezug auf die Achse 5 der Trommel 2 zur Veränderung des Durchmessers der Trommel 2 während des Reifenaufbauvorgangs auf der Trommel nach innen und nach aussen gleitbar. Die beweglichen Trommelsegmente werden normalerweise in der in Fig. 1 gezeigten zurückgezogenen Stellung durch ein reifenförmiges Zugfederelement 25 an der Aussenseite und einen elastischen Reifen 26 an der Innenseite gehalten. Ähnliche Trommelsegmente (nicht gezeigt) sind auf der linken Seite der Trommel angeordnet und jedes dieser Trommelsegmente ist mit einem entsprechenden rechten seitlichen Segment 20 durch eine Spaltabschirmung 27 verbunden. An der Oberseite der Spaltabschirmung 27 und der Trommel-

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segmente befindet sich ein aufblasbarer Balg 28, der dazu dient, die Karkasse in eine toroide Form aufzuweiten, nachdem die Wulstteile des Reifens geformt worden sind.

An jedem Ende der Trommel 2 ist ein aufblasbarer Umschlagbalg 30 auf einem Umschlagbalgträger 32 angeordnet, welcher wie der Balgträger 20 mit der Hülse 12 auf der Hohlwelle 4 verbunden ist. Nach dem Ablassen hat der Umschlagbalg 30 eine Oberfläche 34, die fast den gleichen Durchmesser wie die Trommel 2 hat, wenn sich der letztere in ihrer in Fig. 1 gezeigten Stellung mit dem kleinsten Durchmesser befindet.

Der vorangehend beschriebene Aufbau der Trommel 2 ist im wesentlichen der gleiche wie der in der vorerwähnten US-Patentschrift 3 475 254 gezeigte.

Die Erfindung beruht in dem Aufbau des Balges 36, der die Aufgabe hat, die Trommelsegmente 24 nach aussen zu drücken, und in der zugehörigenEinrichtung zum Aufbringen und Aufblasen des Balges 36. Nach dem Ablassen, wie in Fig. 1 gezeigt, ist der Balg 36 in drei Lagen gefaltet.

Die radial äusserste Lage 38 liegt unterhalb der Unterseite 40 der Trommelsegmente 24.

Die mittlere Lage 42 hat Teile 44 und 46, welche erste Kanten 48 und 50 haben, die in die entgegengesetzten Seitenkanten der äussersten Lage 42 übergehen. Die mittigen Balgteile 44 und 46 erstrecken sich von ihren jeweiligen ersten Kanten 48 und 50 zueinander und haben einander zugekehrte zweite Kanten 52 und 54.

Die radial innerste Balglage i -ieist zwei innerste Teile

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58 und 60 auf, die in die zweiten Kanten 52 und 54 der mittleren Balgteile übergehen. Diese innersten Balgteile 58 und 60 erstrecken sich von den zweiten Kanten 52 und 54 voneinander weg und enden in axial in Abstand voneinander befindlichen Balgkantenteilen, welche vorzugsweise die Form von abgerundeten Wulsten 62 und 64 haben.

Auf jeder Seite des Balgträgers 2O befinden sich Klemmringe 66 und 67 mit Flanschen 68 und 69, die sich über die Enden der innersten Balgteile 58 und 60 und Wulste 62 und 64 erstrecken. Die Balgklemmringe 66 und 67 werden fest gegen die Seiten des Balgträgers 20 durch Schrauben 70 und 71 gehalten, wodurch die Wulste 62 und 64 des Balges zwischen den Flanschen 68 und 69 und Nuten 72 und 74 im Balgträger 20 gehalten werden. Vorzugsweise werden die Nuten 72 und 74 herausgerarbeitet und sind der Form der abgerundeten Wulste 62 und 64, die in ihnen sitzen, angepaßt. Dieser Aufbau ergibt eine im wesentlichen luftdichte Abdichtung zwischen den Wulsten des Balges 36 und des Balgträgers 20.

Der Balg 36 wird mit Luft aufgeblasen, die durch eine Anzahl Kanäle eingeleitet wird, welche um den umfang des Balgträgers 36 herum angeordnet sind, wie z.B. der Kanal 76, der in Fig. 2 gezeigt ist. Der Kanal 76 mündet zur Innenseite des Balges 36 an einer öffnung 78, die zwischen den herausgearbeiteten Nuten 72 und 74, in welchen die Balgwulste 62 und 64 sitzen, vorgesehen ist.

Wenn Druckluft in den Balg 36 durch den Kanal 76 eingeleitet wird, drückt Luft die zweiten Kanten 52 und 54 der mittleren Balgteile 44 und 46 auseinander, wie in Fig. 2 gezeigt. Hierdurch wird das Strömen von Druckluft in den Hauptteil des Balges 36 ermöglicht, der sich zwi-

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sehen der mittleren Balglage 42 und der äussersten Balglage 38 befindet. Dies hat eine Ausdehnung des Balges zur Folge, so daß seine äusserste Lage 38 an der Unterseite 40 der Trommelsegmente 24 zur Anlage kommt, wie in Fig. 2 gezeigt. Bei diesem Vorgang trennen sich die Abschnitte des Balges, die sich ursprünglich berührten, wie durch die strichpunktierte Linie a in Fig. 1 angegeben, und bewegen sich in die in Fig. 2 durch strichpunktierte Linien a angegebenen Stellungen. Die Folge dieser Wirkung besteht darin, daß die mittleren Balgteile 44 und 46 sich seitlich voneinander weg bewegen und ihre ersten Kanten 48 und 50 radial nach aussen drücken. Die entgegengesetzten Seitenkanten der äussersten Balglage 38 werden daher radial nach aussen bewegt und praktisch die ganze Oberseite der Balglage 38 wird in Kontakt mit der Unterseite 40 der Trommelsegmente 24 angehoben, wie sich aus Fig. 2 ergibt.

Nachdem der Balg 38 die in Fig. 2 gezeigte Stellung erreicht hat, wird er weiter aufgeblasen, was zur Folge hat, daß die Trommelsegmente 24 entgegen den nach innen wirkenden Kräften der Feder 25 und des elastischen Bandes nach aussen geschoben werden. Schließlich wird der Balg voll aufgeblasen und die Trommelsegmente 24 werden in ihre äussersten Stellungen gedrückt, wie in Fig. 3 dargestellt. In dieser voll aufgeblasenen Stellung bleibt der Balg 36 mit dem größten Teil seiner äussersten Fläche 38 in Anlage an der Unterseite 40 der Trommelsegmente Diese große Anlagefläche wird dadurch ermöglicht, daß die Abschnitte des Balges 36, die in Fig. 1 durch die strichpunktierten Linien a und in Fig. 2 durch die strichpunktierten Linien a bezeichnet sind, sich weiter zu Stellungen auseinanderbewegen, die durch die strichpunktierten Linien a in Fig. 3 angegeben sind. Diese Be-

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wegung hat zur Folge, daß sie die mittleren Balgteile 44 und 46 weiter auseinander und radial nach aussen bewegen, wodurch eine nach aussen gerichtete Kraft auf die Seitenkante der äussersten Balgschicht 38 ausgeübt wird. Diese nach aussen gerichtete Kraft hat das Bestreben, einen großen Teil der äussersten Lage 38 in Kontakt mit den Unterseiten 40 der Trommelsegmente 24 zu halten. Diese Kontaktfläche, die durch Bälge herkömmlicher Art erhalten wird, muß, wegen der Abschnitte von solchen herkömmlichen Bälgen, benachbart ihren Lufteinlaßschäften, welche den Abschnitten der strichpunk-

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tierten Linien a, a und a des Balges 36 entsprechen, in festen mit den Lufteinlaßschäften verbundenen Stellungen bleiben.

Wie in Fig. 1, 2 und 4 gezeigt, bewegen sich diese Abschnitte des Balges 36 auseinander aus den Stellungen a in Fig. 1 zu den Stellungen a in Fig. 2 und zu den Stellungen a in Fig. 3. Dies ist die Bewegung, welche die äussersten Lagen 36 des Balges in eine grössere Anlagefläche an den Trommelsegmenten 24 drücken. Bei dieser grösseren Anlagefläche ist natürlich ein geringerer Luftdruck im Balg 36 zur Aufrechterhaltung der erforderlichen Auswärtskraft an den TrommelSegmenten 24 erforderlich.

ber Balg 36 bildet daher eine Trommeldehnungseinrichtung, welche die erforderliche Kraft auf die Trommelsegmente in ihrer Expansionsstellung mit weniger Druck im Balg ausübt. Dies führt zu geringeren Spannungen und Ermüdungen des Balges, so daß eine längere Balglebensdauer als bei den früheren Bälgen erhalten wird. Da der Balg nicht die Form eines geschlossenen Torus hat, kann er auf einer flachen Trommel mit geringeren Kosten geformt werden. Es sind keine Aufblasansätze erforderlich, wodurch die Her-

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stellungskosten des Balges weiter verringert werden, und es sind auch keine O-Ringdichtungen für den Aufblasanschluß erforderlich, die früher eine Quelle von Luftundichtigkeiten waren.

Die Erfindung ist natürlich nicht auf die dargestellte und beschriebene Ausführungsform beschränkt, sondern kann innerhalb ihres Rahmens verschiedene Abänderungen erfahren,

Ende der Beschreibung.

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Claims

Patentans pr^il c he :

l.'l Dehnbare Reifenaufbautrommel mit einer Nabe, einer Anzahl von Trommelsegmenten, die mit der Nabe verbunden und radial nach aussen sowie radial nach innen beweglich sind, um den Durchmesser der Trommel zu erweitern bzw. zu verengen,- auf v/elcher Nabe zumindest ein Balgträger angeordnet ist, und ein ringförmiger Balg auf dem Balgträger vorgesehen und unmittelbar unter den TrommelSegmenten angeordnet ist, welcher Balgträger einen Kanal zum Fördern eines Aufblasmediums zum Balg aufweist, welcher ringförmige Balg aufgeblasen werden kann, um die Trommelsegmente radial nach aussen zu bewegen, und abgelassen v/erden kann, damit sich die Trommelsegmente radial nach innen bewegen können, dadurch gekennzeichnet, daB (a) der ringförmige Balg {36) Im abgelassenen Zustand in drei Lagen (38, 42, 56) auf sich selbst gefaltet ist,

(1) die radial äusserste der Lag*-¹ η sieh unter den Unterseiten, {40} der Tromr.i<ilsegmente {24} befindet,

(2) die mittlere der drei Laq't; ; ^aI ::. ir tiere: Baler-

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teile (44, 46) aufweist, von denen jeder eine erste Kante (48, 50) hat, die in die entgegengesetzten Seltenkanten der äussersten Lage (38) übergehen, welche mittleren Balgteile (44, 46) sich von den ersten Kanten (48, 50) zueinander erstrecken und zweite Kanten (52, 54) aufweisen, die einander zugekehrt sind, und

(3) die radial innerste (56) der Lagen (2) innerste Balgteile (58, 60) aufweist, die in eine der zweiten Kanten (52, 54) der mittleren Balgteile übergehen, wobei die innersten Balgteile (58, 60) sich von den zweiten Kanten (52, 54) der mittleren Balgteile voneinander weg erstrecken und in axial in Abstand voneinander befindliche Kantenteile des Balges enden;

(b) der Balgträger (20) axial voneinander in Abstand befindliche Teile aufweist, an denen die Kantenteile des Balges befestigt sind, wobei der Kanal, der das Aufblasmedium fördert, in den Balg an einer Stelle zwischen den axial in Abstand voneinander befindlichen Teilen des BalgtrSgers (20)mündet; und

(c) zwei Balgklemmringe (66, 67), die am Balgträger (20) befestigt sind, jeder der Balgklemmringe einen der Kantenteile des Balges an den axial voneinander in Abstand befindlichen Teilen des Balgträgers festklemmt.
2. Reifenaufbautrommel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kantenteile des Balges abgerundete Wulste (62, 64) sind und die axial in Abstand voneinander befindlichen Teile des Balgträgers so ausgebildet (72, 74) sind, daß sie der Form der abgerundeten Wulste angepaßt sind, um luftdichte Abdichtungen mit den Wulsten zu bilden.

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Reifenaufbautrommel nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, daß die axial nach innen gefalteten Teile (52, 54), in welchen die mittleren Balgteile (44, 46) enden, aneinander anliegen, wenn der Balg (36) abgelassen ist.

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