DE3907121C2 - Trommel einer Reifenaufbaumaschine mit Kernspannring - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Trommel einer Reifenaufbaumaschine mit einem in einer Ausnehmung an ihrem Umfang angeordneten Kernspannring aus elastischem Material, wobei der Kernspannring an seiner Außenfläche mit einer Umfangsnut zur Aufnahme einer verdickten Kante eines aufblasbaren Formbalges versehen und zum Spannen eines Kernringes eines Reifenrohlings durch ein Druckmedium radial nach außen gegen einen Anschlag der Trommel drückbar ist. Dabei steht die Bezeichnung "Trommel" für jede der beiden Trommelhälften einer Reifenaufbaumaschine.

Eine Reifenaufbaumaschine mit zwei derartigen Trommeln und jeweils einem Kernspannring ist aus der DE-OS 26 27 952 bekannt. Bei dieser Reifenaufbaumaschine ist je ein von der axialen Mitte wegweisender Druckbalg (sekundärer Umschlagbalg, push bellow) unmittelbar in der jeweiligen Trommel befestigt. Die beiden den Druckbälgen jeweils an der zur axialen Mitte weisenden Seite benachbarten Druckbälge (primäre Umschlagbälge) sind mit ihrer von der axialen Mitte der Maschine wegweisenden Kante in der Trommel eingespannt und liegen mit ihrer anderen verdickten Kante in einer Umfangsnut des Kernspann- oder Wulstgreifrings. Der Kernspannring ist durch ein Druckmedium aufweitbar und innerhalb einer Umfangsnut der Trommel radial nach außen gegen zwei Anschläge bewegbar. An seiner Innenfläche ist der Kernspannring mit zwei gegen die Ausnehmung der Trommel gerichteten Dichtlappen ausgebildet. Je nach Toleranzen und Beschaffenheit des Kernspannrings besteht aber einerseits die Gefahr einer Undichtigkeit gegenüber der Trommel und andererseits der Nachteil einer erhöhten Reibung zwischen dem Kernspannring und der Trommel.

In der DE-PS 30 12 166 C2 ist eine Reifenaufbaumaschine offenbart, bei der der innere Stützbalg und der erste Umschlagbalg jeweils eine gemeinsame verdickte Kante aufweisen, die in der Umfangsnut gleichmäßig am Umfang angeordneter Tragringsegmente liegt, die über eine komplizierte Mechanik radial nach außen gedrückt werden. Beim Aufweiten ergeben sich aber Lücken zwischen den Segmenten, was zu einer ungleichmäßigen Druckbeanspruchung des Balgringes und der Wülste des Reifenrohlings führt. Außerdem erfordert die genannte Mechanik eine beträchtliche Bauhöhe und damit einen entsprechend großen Trommeldurchmesser.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die genannten Nachteile zu vermeiden und insbesondere ein leckfreies, reibungsarmes und sicheres Aufweiten des Kernspannrings einer Trommel der eingangs genannten Art zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird bei einer Trommel nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs dadurch gelöst,

• - daß der Kernspannring - in axialer Richtung der Trommel gesehen - an jeder Seite in der Trommel gelenkig eingespannt ist, wobei eine Einspannstelle radial auf die Achse der Trommel gerichtet ist,
• - daß die Seitenwand zwischen dem Umfangsabschnitt des Kernspannrings und der auf die Achse der Trommel gerichteten Einspannstelle - im Querschnitt gesehen - zwei in sich gestreckte, formstabile Wandabschnitte aufweist, wobei die Übergangsbereiche
  • - zwischen dem Umfangsabschnitt und dem radial äußeren Wandabschnitt,
  • - zwischen den beiden Wandabschnitten
  • - und zwischen dem radial inneren Wandabschnitt und der auf die Achse der Trommel gerichteten Einspannstelle
• jeweils eine ein Gelenk bildende, geschwächte Querschnittsfläche aufweisen und wobei die Mittellinien der Querschnitte der Wandabschnitte im unbeanspruchten Zustand einen spitzen Winkel bilden und der Übergangsbereich zwischen den Wandabschnitten axial nach innen weist,
• - und daß der radial äußere Wandabschnitt mit einem Absatz zum Anliegen an einen Anschlag der Trommel versehen ist.

Zwischen den axial seitlichen Einspannstellen ergibt sich unter dem Umfangsabschnitt des Kernspannrings ein gasdichter Druckraum. Beim Beaufschlagen des Kernspannrings wird sein Umfangsabschnitt zumindest an einer Seite im wesentlichen ohne Reibung mit der Trommelausnehmung radial expandiert. Die in sich gestreckten Wandteile falten sich dabei unter Vergrößerung des zwischen ihnen eingeschlossenen Winkels auseinander. Der Absatz des radial äußeren Wandteils ermöglicht ein sicheres Anliegen an dem entsprechenden Anschlag in der Ausnehmung der Trommel. Ein unbeabsichtigtes Überschreiten der Bewegung des Kernspannrings, wie es bei der Verwendung lediglich einer seitlichen Anschlaglippe, die bei zu starker Belastung nachgibt, möglich ist, ist damit ausgeschlossen. Die dem Kernspannring aufgrund eines Querschnitts innewohnende Vorspannkraft zieht den Kernspannring beim Entspannen des Druckmediums sicher in seine Ausgangslage zurück.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben. So beträgt der von den in sich gestreckten Wandabschnitten eingeschlossene spitze Winkel vorzugsweise 20° bis 60°.

Zur besseren Abstützung und Stabilität der geknickten Seitenwand ist der radial innere Wandabschnitt zweckmäßigerweise mit einem Absatz zum Anliegen an einem entsprechenden Anschlag der Trommel versehen.

Soweit die Einspannstelle des Kernspannrings, die der axialen Mitte der Reifenaufbaumaschine zugewandt ist, nahe dem Umfang der Trommel angeordnet ist, ergibt sich bei innerer Druckbeaufschlagung eine von der axialen Mitte wegweisende konische Verformung des Kernspannrings. Das von der axialen Mitte wegweisende Ende des Umfangsabschnitts des Kernspannrings bietet somit ein gutes Widerlager für den seitlich nach außen unter Spannung stehenden Reifenrohling im bombierten Zustand. Außerdem ergibt sich durch die Schräglage ein schonungsvolles, dehnungsarmes Spannen der unter dem Kernspannring liegenden Teile des Reifenrohlings. Die Angabe "nahe dem Umfang der Trommel" bedeutet einerseits, daß diese Einspannstelle näher am Umfang der Trommel angeordnet ist als die "radial auf die Achse der Trommel gerichtete" Einspannstelle. Darüber hinaus ist es vorteilhaft, die Einspannstelle so weit zum Umfang der Trommel hin anzuordnen, wie dies konstruktiv möglich ist.

Eine mittige Abstützung des Umfangsabschnitts des Kernspannrings ermöglicht es, die rechts und links von dieser Abstützung befindlichen Teile des Umfangsabschnitts bei Unterdruck etwas nach innen zu ziehen. Dadurch erweitert bzw. öffnet sich die Umfangsnut zur Aufnahme der verdickten Kante des mindestens einen Form- oder Druckbalges, so daß sich diese Kante nach jedem Arbeitszyklus erneut frei ausrichten kann. Bei einer Verkantung der verdickten Kante können sich nämlich für das Aufbauen des Reifenrohlings störende Falten am entspannten Formbalg bilden.

Es ist auch möglich, den Kernspannring symmetrisch auszubilden. In diesem Fall weist der Kernspannring eine weitere Wand mit zwei gelenkig miteinander verbundenen, in sich gestreckten, formstabilen Wandabschnitten und an beiden Seiten eine der Achse der Trommel zugewandte Einspannstelle auf. Ein solcher Ring kann überall dort eingesetzt werden, wo nur geringe axiale Kräfte beim Spannen des Reifenrohlings auftreten.

Eine Abschrägung des zur axialen Mitte der Reifenaufbaumaschine weisenden Teils der Umfangsfläche des Kernspannrings ergibt wieder ein schonungsvolles und dehnungsarmes Spannen der unter dem Kernring liegenden Teile des Reifenrohlings.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Teil einer Trommel einer Reifenaufbaumaschine in einem auszugsweisen Längsschnitt mit entspanntem Kernspannring,

Fig. 2 die Trommel bei druckbeaufschlagtem Kernspannring und druckbeaufschlagten Formbälgen,

Fig. 3 das Profil des Kernspannrings im entspannten Zustand und

Fig. 4 eine Trommel mit einem im wesentlichen symmetrischen Kernspannring.

Nach der eingangs angegebenen Definition werden die beiden Trommelhälften einer Reifenaufbaumaschine in dieser Beschreibung jeweils kurz mit "Trommel" bezeichnet. Das an die (nicht dargestellte) Antriebsanordnung angeflanschte Ende der Trommelwelle wird der Einfachheit halber mit "rechts" und das entgegengesetzte, freie Ende der Trommelwelle entsprechend mit "links" bezeichnet.

In den Fig. 1 und 2 ist jeweils die rechte Trommel mit ihrem oberen Querschnittsteil auszugsweise dargestellt. Die Trommel 1 ist auf einer hohlen Trommelwelle 2 in axialer Richtung relativ zu dieser bewegbar gelagert. Aus Platzgründen ist die Mittel- bzw. Rotationsachse 3 der Trommel 1 bzw. der ganzen Reifenaufbaumaschine in Fig. 1 unverhältnismäßig hoch- bzw. herangezogen dargestellt.

Die Trommel 1 weist eine zum Umfang hin offene Ausnehmung 4 auf, in der sich ein Kernspannring 5 befindet. Der Kernspannring 5 weist einen Umfangsabschnitt 6 auf, der an seiner Umfangsfläche mit einer ringförmigen Nut 8 versehen ist. An der linken Seite des Kernspannrings, die zu der an der axialen Mitte der Reifenaufbaumaschine zu denkenden senkrechten Mittelebene 10 weist (diese senkrechte Mittelebene ist aus Platzgründen ebenfalls unverhältnismäßig dicht neben der Trommel dargestellt), weist der Kernspannring 5 ein im Querschnitt verdicktes Ende 11 (gegenständlich einen ringförmigen Wulst) auf. Zwischen diesem verdickten Ende 11 und dem Umfangsabschnitt 6 ist ein Abschnitt 12 mit verringertem Querschnitt angeordnet (vgl. Fig. 3). An dem von der senkrechten Mittelebene 10 der Reifenaufbaumaschine wegweisenden, rechten Ende des Umfangsabschnitts 6 ist ein in sich gestrecktes, formstabiles oberes bzw. äußeres Wandteil bzw. ein Wandabschnitt 13 über einen reduzierten Flächenquerschnitt 14 angelenkt. Dieses Wandteil 13 weist an seinem oberen äußeren Ende einen Absatz 15 auf. An seinem inneren Ende ist das obere Wandteil 13 wiederum über einen reduzierten Flächenquerschnitt 16 mit einem unteren bzw. inneren in sich gestreckten, formstabilen Wandteil 17 gelenkig verbunden. Das untere Wandteils 17 ist über einen weiteren reduzierten Flächenquerschnitt 18 gelenkig mit einem Fuß 19 verbunden. Das untere Ende des unteren Wandteils 17 ist mit einem weiteren Absatz 20 versehen. Sowohl mit dem wulstförmigen Ende 11 als auch mit dem Fuß 19 ist der Kernspannring 5 in der Trommel 1 eingespannt.

Die Ausnehmung 4 am Umfang der Trommel 1 weist etwa in ihrer axialen Mitte einen Stützring 21, in ihrer rechten radial äußeren Ecke einen Anschlag 22 und in ihrer rechten inneren Ecke einen Anschlag 23 auf. Im übrigen ist die Ausnehmung 4 durch eine Leitung 25 sowohl mit einer (jeweils nicht dargestellten) Druckquelle als auch mit einer Vakuumquelle verbindbar.

In der Umfangsnut 8 des Kernspannrings 5 liegt eine verdickte Kante bzw. Rippe 26 eines Doppelbalgsystems. An ihrer linken, in Richtung auf die senkrechte Mittelebene 10 der Reifenaufbaumaschine weisenden Seite ist die Kante 26 mit einem sog. Stützbalg 27 verbunden, dessen andere freie Kante separat in der Trommel 1 eingespannt ist, an der von der senkrechten Mittelebene 10 wegweisenden rechten Seite ist die Kante 26 mit einem Umschlagbalg 29 verbunden, dessen andere freie Kante 30 ebenfalls separat in der Trommel 1 eingespannt ist.

Im entspannten Zustand, d. h. zum Aufwickeln der einzelnen Lagen des Reifenrohlings, bildet der Kernspannring 5 im wesentlichen eine gemeinsame zylindrische Fläche mit der Trommel 1. Der Stützbalg 27 liegt flach auf dem als Fingerkorb ausgebildeten Teil 32 der Trommel 1 und der Umschlagbalg 29 liegt flach auf dem rechten Teil der Trommel. Zur Druckbeaufschlagung des Stützbalges 27 ist eine Leitung 33 vorgesehen und zur Druckbeaufschlagung des Umschlagbalges 29 eine Leitung 34.

Im entspannten Zustand bilden die Mittellinien der Querschnitte der Wandteile 13, 17 des Kernspannrings 5 einen spitzen Winkel α von etwa 40°, wobei die die beiden Wandteile verbindende gelenkige Übergangsstelle 16 axial nach innen gerichtet ist. Nach dem Aufwickeln der (nicht dargestellten) einzelnen Lagen des Reifenrohlings und dem Positionieren des Kern- oder Wulstrings über der jeweiligen Trommelhälfte bzw. Trommel 1 wird der Kernspannring 5 von innen mit Druck beaufschlagt. Die beiden in sich gestreckten, formstabilen Wandteile 13, 17 werden dabei mit ihren durch den Querschnitt 16 miteinander verbundenen Enden axial nach außen gedrückt. Durch diesen "Kniehebel-Effekt" wird die radial nach außen auf den Umfangsteil 6 des Kernspannrings 5 wirkende Kraft deutlich verstärkt, so daß mit diesem Kernspannring erhebliche Spannkräfte erzielbar sind, wobei das Abstützen des Absatzes 20 auf dem Anschlag 23 wesentlich zur Stabilität der Seitenwand im druckbeaufschlagten Zustand beiträgt. Im Endzustand der Verformung liegt der Absatz 15 an dem Anschlag 22 der Ausnehmung 4 an, wodurch die maximale Verformung des Kernspannrings 5 begrenzt ist.

In Fig. 2 sind der Stützbalg 27 und der Umschlagbalg 29 sowie der umgeschlagene Wulst 36 mit dem Kernring 37 einer Seite des Reifenrohlings im druckbeaufschlagten Zustand auszugsweise dargestellt. Der rechts von der Nut 8 befindliche radial hervorstehende Teil des Umfangsabschnitts 6 bietet im druckbeaufschlagten Zustand ein zuverlässiges Widerlager für die axial nach außen gerichteten Spannungen des bombierten Reifenrohlings.

Der Kernspannring 5′ gemäß Fig. 4 ist im wesentlichen symmetrisch ausgebildet und weist zwei seitliche Wände auf, die wie beim Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 1 bis 3 beschrieben, aus je zwei in sich gestreckten, formstabilen Wandabschnitten oder Wandteilen 13′, 17′ bestehen. Dieser Kernspannring ist demgemäß mit zwei Füßen 19′ an in Richtung der Achse 3′ der Trommel 1′ zugewandten Stellen in der Trommel 1′ eingespannt. Der Umfangsabschnitt 6′ erhebt sich bei Druckbeaufschlagung entsprechend gleichmäßig bis zur Anlage der Absätze 15′ an die Anschläge 22′ in der Trommel 1′. Die zur zentralen Mittelebene 10′ der Reifenaufbaumaschine gerichtete Umfangsfläche des Kernspannrings 5′ ist an der mit 39 bezeichneten Stelle (im Querschnitt gesehen) zur Seite hin abgeflacht bzw. (gegenständlich betrachtet) konisch abgeschrägt. Die in Fig. 4 verwendeten Bezugszeichen stehen, soweit deren Zahl der Zahl der in den Fig. 1 bis 3 verwendeten Bezugszeichen entspricht, für gleiche, in der Form ggf. abgeänderte Teile und tragen zur Unterscheidung einen Strich (′).

Claims (7)

1. Trommel einer Reifenaufbaumaschine mit einem in einer Ausnehmung an ihrem Umfang angeordneten Kernspannring aus elastischem Material,
wobei der Kernspannring an seiner Außenfläche mit einer Umfangsnut zur Aufnahme einer verdickten Kante eines aufblasbaren Formbalges versehen und zum Spannen eines Kernringes eines Reifenrohlings durch ein Druckmedium radial nach außen gegen einen Anschlag der Trommel drückbar ist, dadurch gekennzeichnet,

• - daß der Kernspannring (5; 5′) - in axialer Richtung der Trommel (1; 1′) gesehen - an jeder Seite in der Trommel (1; 1′) gelenkig eingespannt ist, wobei eine Einspannstelle (19; 19′) radial auf die Achse (3; 3′) der Trommel (1; 1′) gerichtet ist,
• - daß die Seitenwand (13, 17; 13′, 17′) zwischen dem Umfangsabschnitt (6; 6′) des Kernspannrings (5; 5′) und der auf die Achse (3; 3′) der Trommel (1; 1′) gerichteten Einspannstelle (19; 19′) - im Querschnitt gesehen - zwei in sich gestreckte, formstabile Wandabschnitte (13, 17; 13′, 17′) aufweist, wobei die Übergangsbereiche
  • - zwischen dem Umfangsabschnitt (6; 6′) und dem radial äußeren Wandabschnitt (13; 13′),
  • - zwischen den beiden Wandabschnitten (13, 17; 13′, 17′)
  • - und zwischen dem radial inneren Wandabschnitt (17; 17′) und der auf die Achse (3; 3′) der Trommel (1; 1′) gerichteten Einspannstelle (19; 19′)
• jeweils eine ein Gelenk bildende, geschwächte Querschnittsfläche (14, 16, 18) aufweisen und wobei die Mittellinien der Querschnitte der Wandabschnitte (13, 17; 13′, 17′) im unbeanspruchten Zustand einen spitzen Winkel (α) bilden und der Übergangsbereich (16) zwischen den Wandabschnitten (13, 17; 13′, 17′) axial nach innen weist,
• - und daß der radial äußere Wandabschnitt (13; 13′) mit einem Absatz (15; 15′) zum Anliegen an einen Anschlag (22; 22′) der Trommel (1; 1′) versehen ist.

2. Trommel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der spitze Winkel (α) zwischen 20° und 60° liegt.

3. Trommel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auch der radial innere Wandabschnitt (17; 17′) mit einem Absatz (20) zum Anliegen an einem Anschlag (23) der Trommel (1; 1′) versehen ist.

4. Trommel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspannstelle (11) des Kernspannrings (1), die der axialen Mitte (10) der Reifenaufbaumaschine zugewandt ist, nahe dem Umfang der Trommel (1) angeordnet ist.

5. Trommel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß für den Umfangsabschnitt (6) des Kernspannrings (5) eine mittige Abstützung (21) vorgesehen ist.

6. Trommel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kernspannring (5′) eine weitere Wand mit zwei gelenkig miteinander verbundenen, in sich gestreckten, formstabilen Wandabschnitten (13′, 17′) und an beiden Seiten eine der Achse (3′) der Trommel (1) zugewandte Einspannstelle (19′) aufweist.

7. Trommel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der von der Umfangsnut (8′) zur Aufnahme der verdickten Kante (26′) des Formbalges (27′, 29′) zur axialen Mitte (10) der Reifenaufbaumaschine weisende Teil (39) der Umfangsfläche des Kernspannrings (5′) abgeschrägt ist.