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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf ein Verfahren zur Bildung einer Reifenverstärkungsschicht,
wie einer Karkassenlage oder einer Gürtellage, entweder direkt oder
indirekt auf der äußeren Umfangsoberfläche eines
Gummielements, das auf einem toroidförmigen, steifen Kern getragen
wird, und außerdem
auf eine Vorrichtung, die in geeigneter Weise verwendet werden kann,
um das Verfahren auszuführen.
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Ein herkömmliches System zur Bildung
einer Reifenverstärkungsschicht
auf einem steifen Kern ist zum Beispiel in dem US-Patent 5281289
beschrieben. Bei einem solchen System trägt ein Einbaukopf ein Verstärkungsmaterial
in Form eines einzelnen Cordfadens, und der Einbaukopf wird nach
einer Seite des Kronenbereichs des Kerns bewegt, der eine langsame
Rotation ausführt.
Während
das vordere Ende des Verstärkungsmaterials
von einer Klammer ergriffen und festgehalten wird, wird der Einbaukopf in
einer diagonalen Richtung von einer Seite des Kerns nach der anderen
längs der
Oberfläche
des Kronenbereichs bewegt. Folglich wird das durch den Einbaukopf
zugeführte
Verstärkungsmaterial
mit einem vorgegebenen Neigungswinkel relativ zu der Äquatorlinie
des Kerns auf die Oberfläche
des Kronenbereichs des Gummielements aufgebracht. Danach wird das
Verstärkungsmaterial
durch einen Cutter bei einer Position durchgeschnitten, die eine
vorgegebene Entfernung von dem vorderen Ende hat. Diese Prozeßschritte
werden wiederholt, so daß die Verstärkungsmaterialien
nacheinander und parallel zueinander mit der äußeren Umfangsoberfläche des Gummielements
verbunden werden, wodurch eine Reifengürtelschicht auf dem Kern gebildet
wird.
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Da das auf die äußere Umfangsoberfläche des
Gummielements aufzubringende Verstärkungsmaterial aus einem einzelnen
Cordfaden besteht, wie oben erklärt
wurde, ist es notwendig, den Vorgang zum Verbinden des Verstärkungsmaterials
viele Male auszuführen,
um eine vollständige
Verstärkungsgürtelschicht
zu bilden. Daher ist es bei dem bekannten System schwierig, einen
verbesserten Arbeitswirkungsgrad und eine verbesserte Arbeitsproduktivität zu verwirklichen.
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Außerdem erfolgt die Aufbringung
des Verstärkungsmaterials
durch Bewegen des Einbaukopfes in der Längsrichtung des Verstärkungsmaterials. Folglich
ergibt sich das weitere Problem, daß dann, wenn der Neigungswinkel
des Verstärkungsmaterials relativ
zu der Äquatorlinie
des Kerns klein ist, und das Verstärkungsmaterial eine große Länge hat,
es notwendig ist, den Einbaukopf über eine relativ große Entfernung,
d.h., eine Entfernung, die gleich der Länge des Verstärkungsmaterials
ist, zu bewegen. Dies macht es weiterhin schwierig, eine wirksame
Bildung einer Verstärkungsschicht
mit einer verbesserten Produktivität zu erreichen.
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Außerdem wird auf das Dokument WO99/17920A
hingewiesen.
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Angesichts der obenerwähnten Probleme des
herkömmlichen
Systems ist ein hauptsächliches Ziel
der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren und eine
verbesserte Vorrichtung zur Bildung einer Verstärkungsschicht, entweder direkt oder
indirekt auf der äußeren Umfangsoberfläche eines
steifen Kerns mit einem höheren
Wirkungsgrad und einer verbesserten Produktivität zu verwirklichen.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden
Erfindung wird ein Verfahren zur Bildung einer Reifenverstärkungsschicht
verwirklicht, wobei ein kontinuierlicher Streifen aus einem Verstärkungsmaterial, das
eine Vielzahl von einzelnen Cordfäden oder verdrillten Cordfäden aufweist,
zu Verstärkungselementen
von vorgegebener Länge
zerschnitten wird, und die Verstärkungselemente verbunden
werden zu einer gesamten äußeren Umfangsoberfläche eines Gummielements
auf einem toroidförmigen,
steifen Kern, der einer Schaltbewegung um seine Mittelachse unterworfen
wird. Die Verstärkungselemente
werden synchron mit der Schaltbewegung des Kerns von einer Seite
des Kerns nacheinander bis auf die äußere Umfangsoberfläche des
Kerns zugeführt,
und dann längs
ihrer Längsrichtung
gegen die äußere Umfangsoberfläche des
Gummielements gedrückt, und
dadurch nacheinander mit dem Gummielement durch Druck verbunden.
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Bei dem obenerwähnten Verfahren ist es möglich, eine
Reifenverstärkungsschicht,
wie eine Gürtelschicht,
auf der äußeren Umfangsoberfläche des
Kronenbereichs einer Karkasse mit einem höheren Wirkungsgrad und einer
verbesserten Produktivität
als bei dem herkömmlichen
System zu bilden. Dies ist darauf zurückzuführen, daß eine Vielzahl von Cordfäden gleichzeitig
mit der äußeren Umfangsoberfläche des
Gummielements auf dem steifen Kern durch Druck verbunden wird. Außerdem werden
die Verstärkungselemente,
zum Beispiel durch den Druckvorgang einer Druckrolle, über ihre
gesamte Länge
gegen die äußere Umfangsoberfläche des Gummielements
gedrückt,
und dadurch damit durch Druck fest verbunden. Folglich ist es möglich, eine wesentlich
verbesserte Verbindung des Verstärkungselements
mit dem Gummielement zu erreichen, während gleichzeitig der Einschluß von Luft
dazwischen vermieden wird. Der Einschluß von Luft kann wirksamer verhindert
werden, wenn das Verstärkungselement
in progressiver Weise von seinem vorderen Ende bis zu seinem hinteren
Ende mit der äußeren Umfangsoberfläche des
Gummielements durch Druck verbunden wird.
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Außerdem erfolgt die Verbindung
der jeweiligen Verstärkungselemente
mit der äußeren Umfangsoberfläche des
Gummielements aufgrund einer Rotationsbewegung des Kerns. Folglich
kann durch geeignete Auswahl der Rotationsgeschwindigkeit des Kerns
die Verbindung des Verstärkungselements in
einer minimierten Zeit ausgeführt
werden, selbst wenn der zwischen der Äquatorlinie des Kerns und dem
Verstärkungselement
definierte Winkel klein ist und das Verstärkungselement relativ lang
ist. Daher kann der Arbeitswirkungsgrad beim Verbinden des Verstärkungselements
in vorteilhafter Weise verbessert werden, im Gegensatz zu dem herkömmlichen System,
bei dem ein Einbaukopf, der einen Teil des Mechanismus bildet, hin-
und herbewegt wird.
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Das durch Druck zu verbindende Verstärkungselement
kann infolge der Neigung der Mittelachse des Kerns um einen vorgegebenen
Winkel in einer die Achse umfassenden, vertikalen Ebene unter einem
vorgegebenen Neigungswinkel bezüglich der Äquatorlinie
des Kerns aufgebracht werden. Vorzugsweise wird jedoch die Einstellung
des Neigungswinkels des Verstärkungselements
ausgeführt
durch allmähliche Änderung
der Verbindungsposition des Verstärkungselements relativ zu der äußeren Umfangsoberfläche des
Gummielements in der Längsrichtung
des Verstärkungselements
und in der Breitenrichtung des Kerns infolge Verschiebung des Verstärkungselements
in der axialen Richtung des Kerns, während der Kern rotiert. In
dem letzteren Fall kann der Neigungswinkel des Verstärkungselements relativ
zu der Äquatorlinie
des Kerns ohne besondere Arbeitsvorgänge, einfach durch geeignete
Auswahl der Rotationsgeschwindigkeit des Kerns und der Zuführgeschwindigkeit
des Verstärkungselements, über einen
großen
Bereich und auf eine präzise
Weise leicht eingestellt werden.
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Außerdem können die Seitenränder von
aneinandergrenzenden Verstärkungselementen
auf der Umfangsoberfläche
des Gummielements in aufeinanderfolgender Weise miteinander verbunden
werden. In diesem Fall wird vorzugsweise die Schaltbewegung des
Kerns ausgeführt
durch eine normale Rotation des Kerns zum Verbinden des Verstärkungselements
mit dem Gummielement, in Kombination mit einer umgekehrten Rotation
des Kerns, um den Kern in die Ausgangsposition zum Verbinden des nächsten Verstärkungselements
zurückzubringen.
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In alternativer Weise können die
Verstärkungselemente
auf der äußeren Umfangsoberfläche des
Gummielements auf dem Kern angeordnet werden, während ein Zwischenraum zwischen
den einander gegenüberliegenden
Seitenrändern,
der mindestens einer Folie des Verstärkungselements zwischen den
jeweiligen Verstärkungselementen
entspricht, gelassen wird, so daß ein weiteres Verstärkungselement
in dem Gebiet des Gummielements, das dem Zwischenraum entspricht,
angeordnet werden kann. In diesem Fall dient vorzugsweise der Schaltvorgang
des Kerns auch als eine normale Rotation zum Verbinden des Verstärkungselements
mit dem Gummielement, so daß die
jeweiligen Verstärkungselemente
bei einer ersten Umdrehung des Kerns mit der äußeren Umfangsoberfläche des
Gummielements durch Druck verbunden werden, wobei der Zwischenraum
dazwischen gelassen wird, und die darauf folgenden Verstärkungselemente
mit dem Gebiet des Gummielements, das dem Zwischenraum entspricht,
bei der zweiten und den darauf folgenden Umdrehungen des Kerns durch
Druck verbunden werden.
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In jedem Fall wird vorzugsweise das
Verstärkungselement
durch eine Druckrolle, die ausgelegt ist, um von dem einen Ende
bis zu dem anderen Ende über
das Verstärkungselement
zu rollen, mit der äußeren Umfangsoberfläche des
Gummielements durch Druck verbunden. Eine solche Druckrolle stellt
sicher, daß das
Verstärkungselement
insgesamt mit der äußeren Umfangsoberfläche des
Gummielements glatt, gleichmäßig und
fest genug durch Druck verbunden werden kann.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der
vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zur Bildung einer Reifenverstärkungsschicht
verwirklicht, aufweisend: einen steifen Kern, der eine äußere Umfangsoberfläche von
vorgegebener Breite hat, um ein Gummielement darauf zu tragen, und
ausgelegt ist, um in der normalen und der umgekehrten Richtung um
seine Mittelachse gedreht zu werden; Verstärkungselement-Zuführmittel,
um ein Verstärkungselement,
das durch Zerschneiden eines kontinuierlichen Streifens aus Verstärkungsmaterial
zu einer vorgegebenen Länge
erhalten wird, von einer vorgegebenen Zuführrichtung bis auf die äußere Oberfläche des Gummielements
auf dem Kern zuzuführen;
Druckverbindungsmittel, um das Verstärkungselement gegen die äußere Umfangsoberfläche des
Gummielements zu drücken,
und dadurch das Verstärkungselement über seine
gesamte Länge
mit dem Gummielement durch Druck zu verbinden; und Mittel zur seitlichen
Verschiebung, um die Zuführmittel
und die Druckverbindungsmittel in einer axialen Richtung des Kerns
integral zu verschieben.
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Bei der vorliegenden Vorrichtung
wird das Verstärkungselement
durch die Verstärkungselement-Zuführmittel
der äußeren Umfangsoberfläche des
Gummielements zugeführt,
während
der Kern mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit in der normalen
Richtung um seine horizontale Mittelachse gedreht wird. Gleichzeitig
wird das Verstärkungselement
durch die Druckverbindungsmittel, die vorzugsweise aus einer Druckrolle
bestehen, von seinem vorderen Ende bis zu seinem hinteren Ende in
progressiver Weise gegen die äußere Umfangsoberfläche des
Gummielements gedrückt.
Folglich kann das Verstärkungselement über seine
gesamte Länge
mit dem Gummielement fest genug durch Druck verbunden werden, ohne
irgendeinen Einschluß von
Luft dazwischen.
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Außerdem können die Verstärkungselement-Zuführmittel
und die Druckverbindungsmittel durch die Mittel zur seitlichen Verschiebung
mit der erforderlichen Geschwindigkeit in der axialen Richtung des
Kerns verschoben werden, bei einer vorgegebenen Beziehung zu der
Rotationsgeschwindigkeit des Kerns, so daß die Längsrichtung des Verstärkungselements
auf der äußeren Umfangsoberfläche des
Gummielements entsprechend dem gewünschten Winkel bezüglich der Äquatorlinie
des Kerns eingestellt werden kann. Dieser Winkel kann, wenn erforderlich,
leicht geändert
werden durch geeignete Auswahl der Rotationsgeschwindigkeit des
Kerns und der Zuführgeschwindigkeit
des Verstärkungselements.
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Vorzugsweise weist die Vorrichtung
weiterhin Neigungsmittel auf zum Neigen der Verstärkungselement-Zuführmittel
und der Druckverbindungsmittel in einer Ebene, die senkrecht zu
der vorgegebenen Zuführungsrichtung
des Verstärkungselements
ist. Solche Neigungsmittel dienen dazu, wirksam sicherzustellen,
daß die
Zufuhrrichtung des Verstärkungselements
entsprechend der Richtung, in der es mit dem Gummielement durch
Druck verbunden werden soll, leicht ausgerichtet werden kann. Als Folge
davon können
die Prozesse von dem Zuführungsschritt
bis zu dem Druckverbindungsschritt des Verstärkungselements gleichmäßig ausgeführt werden,
ohne durch äußere Kräfte, die
in einer verdrehenden, ziehenden oder zusammendrückenden Richtung relativ zu
dem Verstärkungselement
wirken, beeinträchtigt
zu werden. Daher ist es möglich,
eine Verschiebung oder Verformung des Verstärkungselements, nachdem es
mit der äußeren Umfangsoberfläche des
Gummielements auf dem Kern durch Druck verbunden wurde, vollständig zu
eliminieren.
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Vorzugsweise weist die Vorrichtung
weiterhin Hilfszuführmittel
zur Unterstützung
der Verstärkungselement-Zuführmittel
auf, um das Verstärkungselement
synchron zu der Rotation des Kerns, und infolge der Betätigung dieser
Hilfszuführmittel, wirksam
und gleichmäßig bis
auf die äußere Umfangsoberfläche des
Gummielements zuzuführen.
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Vorzugsweise weist die vorliegende
Vorrichtung weiterhin Antriebsmittel, zum Beispiel einen Hubzylinder,
auf um die Druckverbindungsmittel relativ zu der äußeren Umfangsoberfläche des
Kerns vorzuschieben und zurückzuziehen.
Bei solchen Antriebsmitteln können
die Druckverbindungsmittel vorgeschoben werden, um das Verstärkungselement während der
Betätigung
der Druckverbindungsmittel mit der erforderlichen Kraft gegen das
Gummielement zu drücken,
und die Druckverbindungsmittel können
zurückgezogen
werden und von der äußeren Umfangsoberfläche des
Kerns getrennt werden, wenn die Druckverbindungsmittel außer Betrieb
sind.
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Vorzugsweise weist die vorliegende
Vorrichtung weiterhin mindestens auf: (i) Cuttermittel zum Zerschneiden
eines kontinuierlichen Streifens aus Verstärkungsmaterial zu den Verstärkungselementen von
vorgegebener Länge,
oder (ii) Ziehmittel zum Herausziehen des kontinuierlichen Streifens
aus dem Verstärkungsmaterial
aus einer Zuführrolle
zu den Cuttermitteln hin, oder (iii) Korrekturmittel zum Beseitigen
einer Verformungstendenz, wie einer Einrolltendenz, des kontinuierlichen
Streifens aus dem Verstärkungsmaterial,
wenn er durch die Ziehmittel aus der Zuführrolle herausgezogen wurde.
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Die vorliegende Erfindung wird nun
weiter beschrieben unter Bezugnahme auf eine bevorzugte Ausführungsform,
die in den beigefügten
Zeichnungen wiedergegeben ist, die Folgendes darstellen:
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1 ist
eine Seitenansicht, die eine Ausführungsform der Vorrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung wiedergibt.
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2 ist
eine Draufsicht der hauptsächlichen
Teile der Vorrichtung der 1.
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3 ist
eine partielle Seitenansicht, die den Verbindungsmechanismus, zusammen
mit dem Kern, auf dem die Verstärkungsschicht
gebildet ist, wiedergibt.
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4 ist
eine Draufsicht des Verbindungsmechanismus der 3.
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5(a) und 5(b) sind eine Seitenansicht bzw.
eine Draufsicht, die einen Mechanismus für die seitliche Verschiebung
der Basisplatte wiedergeben.
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6 ist
eine Vorderansicht des Neigungsmechanismus für die Basisplatte.
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7 ist
eine schematische Ansicht, die die Art der Verbindung eines Verstärkungselements
mit der äußeren Oberfläche eines
Gummielements auf dem Kern wiedergibt.
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8(a) und 8(b) sind schematische Ansichten,
die die Art der Bildung einer Gürtelverstärkungsschicht
wiedergeben.
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9 ist
eine vergrößerte Seitenansicht,
die eine Gruppe von Korrekturrollen wiedergibt.
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In der 1,
auf die nun Bezug genommen wird, ist eine Vorrichtung zur Bildung
einer Reifenverstärkungsschicht
gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wiedergegeben. Die Vorrichtung umfaßt eine
Zuführrolle 1,
auf der vorher ein kontinuierlicher Streifen 3 aus Verstärkungsmaterial aufgewickelt
wurde. Der Streifen 3 hat eine Breite, die gewöhnlich zwischen
5 und 15 mm liegt, und er besteht aus einer Vielzahl von einzelnen
oder verdrillten Cordfäden,
die mit Gummi beschichtet sind. Diese Cordfäden sind entweder geradlinig
oder zickzackförmig
und erstrecken sich parallel zueinander. Zwischen benachbarten Windungen
des Streifens 3 ist eine Einlage 10 angeordnet,
um eine gegenseitige Haftung der aneinandergrenzenden Windungen
zu verhindern.
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Die Vorrichtung umfaßt weiterhin
einen steifen Kern 2, der eine äußere Umfangsoberfläche hat, auf
der eine Reifenverstärkungsschicht
gebildet wird. Dazu wird der kontinuierliche Streifen 3 des
Verstärkungsmaterials
von der Zuführrolle 1 abgewickelt und
herausgezogen, und zu Verstärkungselementen von
vorgegebener Länge
zerschnitten, die dann in aufeinanderfolgender Weise auf die gesamte äußere Oberfläche des
Gummielements auf dem Kern 2 aufgebracht werden. Der Kern 2 hat
die Form einer im wesentlichen toroidförmigen, steifen Unterlage,
die eine im wesentlichen ebene oder leicht ballige äußere Oberfläche hat,
und eine Breite hat, die entsprechend der Größe der herzustellenden Reifen
festgelegt wird.
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Es wird angenommen, daß die äußere Oberfläche des
Kerns 2 mit einem Gummielement bedeckt ist, das eine innere
Einlage eines Reifens sein kann, wenn die zu bildende Verstärkungsschicht
eine Karkassenlage ist. In alternativer Weise kann das Gummielement,
das den Kern 2 bedeckt, eine Karkassenlage sein, wenn das
zu bildende Verstärkungselement
eine Gürtellage
ist.
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Nach der Zuführrolle 1 ist ein
Ziehmechanismus 4 angeordnet, um den kontinuierlichen Streifen 3 aus
Verstärkungsmaterial
aus der Zuführrolle 1 herauszuziehen.
Vor dem Kern 2 ist ein Verbindungsmechanismus 5 angeordnet,
um den kontinuierlichen Streifen 3 in Verstärkungselemente
von vorgegebener Länge
zu zerschneiden, und die Verstärkungselemente
in aufeinanderfolgender Weise auf die äußere Oberfläche des den Kern 2 bedeckenden
Gummielements aufzubringen. Gewöhnlich
sind die Zuführrolle 1,
der Kern 2, der Ziehmechanismus 4 und der Verbindungsmechanismus 5 längs einer
gemeinsamen geraden Linie ausgerichtet.
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Der Ziehmechanismus 4 umfaßt einen
Tragrahmen 6, der nach der Rolle 1 angeordnet
ist, und eine Vielzahl von Ziehrollen 7, die auf dem Rahmen 6 getragen
werden. Die Ziehrollen 7 werden durch einen Motor angetrieben
und dienen dazu, den Streifen 3 von seiner oberen und unteren
Seite her einzuschließen,
und den Streifen 3 dem Verbindungsmechanismus 5 kontinuierlich
zuzuführen,
während
sie die Position des Streifens 3 in seiner Breitenrichtung kontrollieren.
Der durch den Ziehmechanismus 4 zugeführte, kontinuierliche Streifen 3 bildet
eine Girlande 8, bevor er nach dem Verbindungsmechanismus 5 weitergeleitet
wird, der auf einem weiteren Rahmen 9 getragen wird. In
diesem Fall wird angenommen, daß die
Einlage 10 zwischen benachbarten Windungen des kontinuierlichen
Streifens 3 auf der Zuführrolle 1 von
dem Streifen 3 getrennt wird, wenn er kontinuierlich herausgezogen
wird, und dann auf eine Spule 11, die durch einen Motor
angetrieben wird, aufgewickelt wird.
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Andererseits wird der dem Verbindungsmechanismus 5 zugeführte, kontinuierliche
Streifen 3 nacheinander einem Konstantlängen-Zuführmechanismus 12 und
einem Cutter 13 zugeführt.
Der Konstantlängen-Zuführmechanismus 12 wird
intermittierend betätigt,
um den Streifen 3 aus dem Verstärkungsmaterial um eine vorgegebene,
konstante Entfernung vorzuschieben. Der Cutter 13 wird
abwechselnd mit dem Konstantlängen-Zuführmechanismus 12 so
betätigt,
daß der
kontinuierliche Streifen 3 in Verstärkungselemente von vorgegebener,
konstanter Länge,
gewöhnlich
unter einem gewünschten
Neigungswinkel relativ zu der Breitenrichtung des Streifens 3,
zerschnitten wird. In diesem Fall kann die intermittierende Zuführung des
Streifens 3 infolge der Betätigung des Konstantlängen-Zuführmechanismus 12 durch
Verringerung der Länge
der Girlande 8 genügend
kompensiert werden.
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Nachdem das Verstärkungselement von vorgegebener
Länge durch
den Cutter 13 gebildet wurde, wird weiterhin das Verstärkungselement
durch Hauptzuführrollen 14 und
Hilfszuführrollen 15 bis
auf die äußere Oberfläche des
den Kern 2 bedeckenden Gummielements zugeführt. Um
eine gleichmäßige und
sichere Verbindung des Verstärkungselements mit
der äußeren Oberfläche des
Gummielements auf dem Kern 2 sicherzustellen, ist bei der
wiedergegebenen Ausführungsform
ein Führungselement 16 auf der
stromabwärts
gelegenen Seite des Hilfszuführrollen 15 angeordnet,
um das Verstärkungselement
von beiden Seiten einzuschließen,
und das Verstärkungselement
elastisch nach unten umzulenken. Vorzugsweise wird weiterhin eine
Plattenband-Führung
auf der stromabwärts
gelegenen Seite des Führungselements 16 angeordnet,
um die Position des Verstärkungselements
in seiner Breitenrichtung zu kontrollieren, und das Verstärkungselement
in der tangentialen Richtung des Kerns 2 bis auf die äußere Oberfläche des
Gummielements zuzuführen.
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Die Plattenband-Führung hat ein neigbares Ende,
das mit einer Druckrolle 17 versehen ist, um das Verstärkungselement
auf die äußere Oberfläche des
Gummielements auf dem Kern 2 zu drücken. Die Druckrolle l7 ist
ausgelegt, um wie gewünscht
durch eine Hubzylindervorrichtung relativ zu der äußeren Umfangsoberfläche des
Kerns 2 vorgeschoben und zurückgezogen zu werden.
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Eine detaillierte Anordnung des Verbindungsmechanismus 5 auf
dem Tragrahmen 9 ist in der 3 und
der 4 in einem vergrößerten Maßstab, zusammen
mit dem Kern 2 wiedergegeben. Der Konstantlängen-Zuführmechanismus 12,
die Hauptzuführrollen 14 und
die Hilfszuführrollen 15 bestehen jeweils
aus oberen und unteren Klemmrollen zum Einschließen des Streifens 3 aus
Verstärkungsmaterial
oder des Verstärkungselements
von beiden Seiten. Diese Klemmrollen werden zu vorgegebenen Zeiten
durch Motoren 18, 19 bzw. 20 betätigt, um
den kontinuierlichen Streifen 3 oder das daraus hergestellte
Verstärkungselement
längs eines
geraden Pfades zuzuführen,
wie in der Draufsicht der 4 zu
sehen ist, während
die Position in der Breitenrichtung kontrolliert wird.
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Der Konstantlängen-Zuführmechanismus 12 kann
eine vorgegebene konstante Länge
des kontinuierlichen Streifens 3 intermittierend und präzise zuführen durch
Betätigen
des Motors 18 während
einer vorgegebenen Zeitdauer nach Erfassen des vorderen Endes des
Streifens 3 durch einen Sensor oder Zuführzähler, der aus einem Servomotor
(nicht wiedergegeben) besteht. In diesem Fall kooperieren die Hauptzuführrollen 14 mit
den Konstantlängen-Zuführmitteln 12,
um den Streifen 3 vorzuschieben, und auch mit den Hilfszuführrollen 15,
um das Verstärkungselement,
das durch den Cutter 13 gebildet wurde, bis auf die äußere Oberfläche des
Gummielements auf dem Kern 2 zuzuführen. Die Hilfszuführrollen 15 helfen
den Hauptzuführrollen 14,
den kontinuierlichen Streifen 3 vorzuschieben, besonders
wenn das zu bildende Verstärkungselement
relativ lang ist.
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Das bis zu dem Kern 2 zugeführte Verstärkungselement
wird mit der äußeren Oberfläche des Gummielements
auf dem Kern durch Druck fest verbunden. Dazu wird die Hubzylindervorrichtung 21 betätigt, um
die Druckrolle 17 synchron zu der Rotationsbewegung des
Kerns 2 so vorzuschieben, daß das Verstärkungselement durch die Druckrolle 17 mit einer
gewünschten
Kraft gegen die äußere Oberfläche des
Gummielements gedrückt
wird.
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Der zwischen dem Konstantlängen-Zuführmechanismus 12 und
den Hauptzuführrollen 14 angeordnete
Cutter 13 kann aus einem Kniehebel mit zwei Armen und einem
Zwischenbereich bestehen, wobei der Zwischenbereich mit einer Basisplatte 22 drehbar
verbunden ist. Ein Arm des Kniehebels 13 hat einen Schneiderand 13a,
der mit einem vorgegebenen Neigungswinkel relativ zu der Zuführrichtung des
kontinuierlichen Streifens 3 aus dem Verstärkungsmaterial
angeordnet ist. Der Schneiderand 13a ist ausgelegt, um
den kontinuierlichen Streifen 3 präzise durchzuschneiden, wenn
er mittels des Konstantlängen-Zuführmechanismus 12 um
eine vorgegebene Entfernung vorgeschoben worden ist. Dazu kann der
andere Arm des Kniehebels 13 mit einer Hubzylindervorrichtung
verbunden werden, und dadurch um den Drehpunkt nach unten gedreht
werden, um den Schneiderand 13a gewaltsam in den Streifen 3 zu
treiben.
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Auf der stromaufwärts gelegenen Seite des Konstantlängen-Zuführmechanismus 12 ist
eine Führungsvorrichtung 23 vorgesehen,
um sicherzustellen, daß der
kontinuierliche Streifen 3 aus dem Verstärkungsmaterial
auf der stromabwärts
gelegenen Seite der Girlande 8 bis in den Konstantlängen-Zuführmechanismus
richtig geführt
wird, während
die Einrolltendenz des Streifens 3, falls vorhanden, abgeschwächt oder
beseitigt wird. Die Führungsvorrichtung 23 hat
vorgegebene Zwischenräume
relativ zu dem Streifen 3 in der Dicken- und Breitenrichtung
des Streifens 3. Diese Zwischenräume dienen dazu, eine Verformung,
wie eine Biegung und/oder Verdrehung bei der Girlande 8 bei
einer seitlichen Verschiebung und Neigung der Basisplatte 22 und
der weiter unten zu beschreibenden Elemente darauf zu vermeiden, so
daß normalerweise
eine gleichmäßige Einführung des
kontinuierlichen Streifens 3 auf der stromabwärts gelegenen
Seite der Girlande 8 in den Konstantlängen-Zuführmechanismus 12 sichergestellt
wird.
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Um die obenerwähnte seitliche Verschiebung
der Basisplatte 22, d.h., die Verschiebung der Basisplatte 22 in
der axialen Richtung des Kerns 2 zu bewirken, ist ein Kreuzkopf 25 auf
dem Tragrahmen 9 vorgesehen, wie in der 5(a) und der 5(b) gezeigt ist. Der Kreuzkopf 25 ist
ausgelegt, um in einer horizontalen Ebene in einer zu der Mittelachse des
Kerns 2 senkrechten Richtung, und auch in der axialen Richtung
des Kerns 2 verschoben zu werden. Der Kreuzkopf 25 hat
eine obere horizontale Platte 26, die mit der Basisplatte 22 verbunden
ist. Dabei wird angemerkt, daß die
Basisplatte 22 und die obere horizontale Platte 26 des
Kreuzkopfes 25 in der 5(b) zwecks
klarer Darstellung weggelassen sind.
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Der Kreuzkopf 25 hat eine
untere horizontale Platte 27, die ausgelegt ist, um zusammen
mit der oberen horizontalen Platte 26 in einer zu der Mittelachse
des Kerns senkrechten Richtung horizontal verschoben zu werden.
Dazu erstreckt sich ein mit einem Griff verbundenes Schraubenspindelelement 28 in
einer zu der Mittelachse des Kerns senkrechten Richtung, wobei es
auf dem Tragrahmen 9 durch ein Lager drehbar getragen wird.
Das Schraubenspindelelement 28 greift in ein Inngewindeelement 29 ein, das
an der unteren Oberfläche
der unteren horizontalen Platte 27 befestigt ist. Die untere
horizontale Platte 27 des Kreuzkopfes 25 ist in
Eingriff mit zwei Schienen 30, die auf dem Tragrahmen 9 vorgesehen sind,
und sich in der zu der Mittelachse des Kerns senkrechten Richtung
erstrecken. Wenn der Griff betätigt
wird und dadurch das Schraubenspindelelement 28 gedreht
wird, ist es folglich möglich,
eine horizontale Verschiebung der oberen horizontalen Platte 27 des
Kreuzkopfes 25 in der zu der Mittelachse des Kerns 2 senkrechten
Richtung hervorzurufen. Ein weiteres Schraubenspindelelement 32 erstreckt sich
in der axialen Richtung des Kerns 2 und ist mit einem Motor 31,
der auf der unteren horizontalen Platte 27 angebracht ist,
drehbar verbunden. Das Schraubenspindelelement 32 greift
in ein Innengewindeelement 33 ein, das auf der oberen horizontalen
Platte 26 vorgesehen ist. Die obere horizontale Platte 26 greift
in zwei Schienen 34 ein, die auf der unteren horizontalen
Platte 27 vorgesehen sind und sich in der axialen Richtung
des Kerns 2 erstrecken. Wenn der Motor 31 betätigt wird
und dadurch das Schraubenspindelelement 32 gedreht wird,
ist es folglich möglich,
eine seitliche und horizontale Verschiebung der oberen horizontalen
Platte 26 des Kreuzkopfes 25 in der axialen Richtung
des Kerns 2 hervorzurufen.
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Auf diese Weise können die Basisplatte 22, die
mit der oberen horizontalen Platte 26 verbunden ist, sowie
die jeweiligen Elemente, die auf der Basisplatte 22 angebracht
sind, in einer horizontalen Ebene seitlich zu der axialen Richtung
des Kerns 2 verschoben werden.
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Wie in der 6 weiterhin gezeigt ist, sind die Basisplatte 22 und
die obere horizontale Platte 26 auf eine solche Weise miteinander
verbunden, daß die
obenerwähnte
Neigung der Basisplatte 22 ermöglicht wird. Insbesondere eine
Seite der Basisplatte 22, die fern von den Motoren 18, 19, 20 gelegen
ist, ist über
einen Tragarm 35 mit der oberen horizontalen Platte 26 drehbar
verbunden, und die andere Seite der Basisplatte 22, die
den Motoren 18, 19, 20 gegenüberliegt,
ist über
eine Hubzylindervorrichtung 36 mit der oberen horizontalen
Platte 26 drehbar verbunden. Die Basisplatte 22,
die normalerweise in einer zu der oberen horizontalen Platte 26 parallelen, horizontalen
Position gehalten wird, kann in eine geneigte Position gebracht
werden, wie in der 6 gezeigt
ist, wenn die Kolbenstange der Hubrylindervorrichtung 36,
zusammen mit allen auf der Basisplatte 22 angeordneten
Elementen, ausgefahren wird. In diesem Fall kann die Neigung durch
Auswählen
des Hubs der Hubzylindervorrichtung 36 in geeigneter Weise
eingestellt werden.
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Eine ähnliche Einstellung der Neigung
kann durch ein geeignetes Schraubenmittel, das anstelle des Hubzylinders 36 vorgesehen
ist, erreicht werden.
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Das Schneiden des kontinuierlichen
Streifens 3 aus dem Verstärkungsmaterial erfolgt an der Stelle
des oben beschriebenen Verbindungsmechanismus 5 durch Vorschieben
des Streifens 3 um eine vorgegebene Entfernung zu dem Cutter 13 hin über die
Führungsvorrichtung 23 bei
intermittierender Betätigung
der Konstantlängen-Zuführmittel 12,
und anschließendes
Betätigen
des Cutters 13 und Treiben des Cutterrandes 13a in
den kontinuierlichen Streifen 3, wie oben beschrieben wurde.
Das Verbinden des Verstärkungselements
mit der äußeren Oberfläche des
Gummielements auf dem Kern 2 erfolgt durch Zuführen des
Verstärkungselements
von seinem vorderen Ende zu dem Kern 2 hin mittels der
Hauptzuführrollen 14 und
der Hilfszuführrollen 15.
In diesem Fall wird angenommen, daß die Winkelposition des Griffs,
der mit dem in den 5(a) und 5(b) wiedergegebenen Schraubenspindelelement 28 verbunden ist,
im voraus so eingestellt wird, daß die Basisplatte 22 und
die verschiedenen Elemente darauf genügend nahe bei dem Kern 2 gelegen
sind. Das Verstärkungselement
wird durch das Führungselement 16 in eine
tangentiale Richtung des Kerns 2 abgelenkt, während es
durch die Plattenband-Führung
gleichzeitig in seiner Breitenrichtung positioniert wird. Nach Beendigung
der Winkelschaltbewegung des Kerns 2 wird die Druckrolle 17 durch
die Zylindervorrichtung 21 vorgeschoben, um dadurch den
vorderen Endbereich des Verstärkungselements
auf die äußere Oberfläche des
Gummielements auf dem Kern 2 mit einer vorgegebenen Druckkraft
zu drücken.
Der Kern 2 wird dann in einer vorgegebenen Richtung gedreht, um
das Verstärkungselement über seine
gesamte Länge,
d.h., von dem vorderen Ende bis zu dem hinteren Ende, in aufeinanderfolgender
Weise gegen die äußere Oberfläche des
Gummielements auf dem Kern zu drücken,
um dadurch das gesamte Verstärkungselement
mit der äußeren Oberfläche des
Gummielements auf dem Kern 2 durch Druck zu verbinden.
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Das mit dem Gummielement auf dem
Kern 2 durch Druck verbundene Verstärkungselement kann verwendet
werden, um eine Gürtelschicht
zum Verstärken
des Laufflächenbereichs
eines Reifens zu bilden. Es wird angemerkt, daß die Cordfäden einer Reifengürtelschicht
sich gewöhnlich
in einer Richtung erstrecken, die die Reifenäquatorlinie schneidet. Wenn
das Verstärkungselement
zum Beispiel aus einer Vielzahl von einzelnen Cordfäden oder
verdrillten Cordfäden
besteht, die sich in der Längsrichtung
des Verstärkungselements
parallel zueinander erstrecken, erstreckt sich folglich das Verstärkungselement vorzugsweise
in einer Richtung, die einen vorgegebenen Winkel α relativ
zu der Äquatorlinie
des Kerns 2 bildet, wie in der 7 gezeigt ist.
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In diesem Fall wird das Gebiet, wo
jedes Verstärkungselement 37 gegen
die äußere Oberfläche des
Gummielements 2a auf dem Kern 2 gedrückt wird,
allmählich
in der Breitenrichtung des Kerns 2 verschoben, zusammen
mit der Rotation des Kerns 2 um seine Mittelachse und der
scheinbaren Verschiebung des Verstärkungselements 37 in
der axialen Richtung des Kerns 2, wie in der 7 gezeigt ist. Dazu wird
der in der Figw 5 wiedergegebene Kreuzkopf 25 synchron
mit der Rotation des Kerns 2 in eine vorgegebene Richtung
bewegt, so daß die
Zuführrollen 15 und
die Druckrolle 17, zusammen mit der Basisplatte 22,
in der axialen Richtung des Kerns 2 seitlich verschoben
werden. Hier können
der zwischen der Äquatorlinie
des Kerns 2 und dem Verstärkungselement 37 gebildete
Neigungswinkel ausgewählt werden
durch Einstellen der Rotationsgeschwindigkeit des Kerns 2 und
der Geschwindigkeit der seitlichen Verschiebung des Kreuzkopfes 25 relativ
zueinander.
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Um das Verstärkungselement 37 mit
der äußeren Oberfläche des
Gummielements 2a auf dem Kern 2 auf die oben beschriebene
Weise durch Druck zu verbinden, wird vorzugsweise die Hubzylindervorrichtung 36,
die die Basisplatte 22 mit der oberen horizontalen Platte 26 verbindet,
ausgefahren, wie in der 6 gezeigt
ist, so daß die
Basisplatte 22 um ihren Drehpunkt bei dem Tragarm 35 bis
zu einer vorgegebenen Höhenposition
geneigt wird. Das heißt, die
Basisplatte 22, die bis zu der vorgegebenen Höhenposition
geneigt wurde, ist in einer Ebene gelegen, die senkrecht zu der
gewünschten
Richtung ist, in der das Verstärkungselement 37 sich
bezüglich des
Gummielements 2a auf dem Kern 2 erstrecken soll.
Mit anderen Worten, das Gebiet des Verstärkungselements 37,
das mit dem Gummielement 2a verbunden wird, kann entsprechend
der gewünschten
Richtung, in der sich das Verstärkungselement 37 bezüglich des
Gummielements 2a erstrecken soll, leicht und sicher ausgerichtet
werden. Selbst wenn das Verstärkungselement 37 unter
einem vorgegebenen Neigungswinkel dem Gummielement 2a verbunden
wird, wie in der 7 gezeigt
ist, ist es folglich möglich,
unerwünschtes
Verdrillen oder eine ähnliche
Verformung des Verstärkungselements
sicher und genügend
zu verhindern, und dadurch eine glatte und präzise Verbindung des Verstärkungselements 37 mit
dem Gummielement 2a auf dem Kern 2 sicherzustellen.
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Nachdem eine Folie des Verstärkungselements 37 bei
einer vorgegebenen Position auf der äußeren Oberfläche des
Gummielements 2a mit dem Gummielement 2a verbunden
wurde, wird der Kern 2 einer Schaltdrehung unterworfen,
und eine darauf folgende Folie des Verstärkungselements 37 wird
im wesentlichen auf die gleiche Weise mit dem Gummielement 2a verbunden,
wobei der Seitenrand des darauf folgenden Verstärkungselements 37 mit
dem entsprechenden Seitenrand des vorhergehenden Verstärkungselements 37 über die
gesamte Länge fest
verbunden wird, wie in der 8(a) gezeigt
ist. Wenn diese Prozeßschritte
für die
gesamte äußere Oberfläche des
Gummielements 2a in aufeinanderfolgender Weise wiederholt
werden, ist es möglich, eine
vollständige
Verstärkungsschicht
auf dem Kern 2 zu bilden.
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Der Schaltvorgang des Kerns 2 bei
der Bildung der Verstärkungsschicht
auf die oben beschriebene Weise kann ausgeführt werden durch Kombinieren
einer normalen Rotation des Kerns 2 zum Verbinden des Verstärkungselements 37 mit
dem Gummielement 2, wie durch den Pfeil "a" in der Figw 8(a) wiedergegeben
ist, mit einer darauf folgenden umgekehrten Rotation des Kerns 2,
so daß der
Kern 2 in die Ausgangsposition zurückgebracht wird, um das darauf
folgende Verstärkungselement 37 mit
dem Gummielement 2a zu verbinden, wie durch den Pfeil "b" in der 8(a) wiedergegeben
ist.
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Der Schaltvorgang des Kerns 2 kann
als eine normale Rotation des Kerns 2 zum Verbinden des Verstärkungselements 37 mit
dem Gummielement 2a verwendet werden. In diesem Fall kann
die Druckverbindung der Verstärkungselemente 37 mit
der äußeren Oberfläche des
Gummielements 2a durch eine erste Rotation des Kerns 2 so
ausgeführt
werden, daß ein
Zwischenraum zwischen den aneinandergrenzenden Folien des Verstärkungselements 37 gelassen
wird, wie in der 8(b) gezeigt
ist. Der Zwischenraum hat eine Größe, die der Breite von mindestens
einer Folie des Verstärkungselements 37 entspricht.
Aufeinanderfolgende Folien der Verstärkungselemente 37 werden
dann mit der äußeren Oberfläche des
Gummielements 2a durch eine zweite und darauf folgende
Umdrehungen des Kerns 2 bei Gebieten, die den Zwischenräumen zwischen den
aneinandergrenzenden Folien der vorhergehenden Verstärkungselemente
entsprechen, durch Druck verbunden, um dadurch eine vollständige Verstärkungsschicht
auf dem Kern 2 zu bilden.
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In jedem Fall werden die bewegbaren
Elemente, wie die Hilfszuführrollen 15 und
die Druckrolle 17 in der Breitenrichtung des Kerns 2 von
einer Seite zu der anderen seitlich bewegt, um die Druckverbindung
der Verstärkungselemente 37 mit
dem Gummielement 2a auf dem Kern 2 auszuführen. Es
wird angemerkt, daß nach
Beendigung der Sequenz des Druckverbindungsprozesses die bewegbaren
Elemente durch Betätigung
des Kreuzkopfes 25 in ihre Anfangspositionen zurückgebracht
werden müssen, so
daß der
darauf folgende Druckverbindungsprozeß gestartet werden kann.
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Vorzugsweise ist der Ziehmechanismus 4 mit
einer Gruppe von Korrekturrollen 38 auf dem Tragrahmen 6 auf
der stromaufwärts
gelegenen Seite der Ziehrollen 7 versehen. Wie insbesondere
in der Figw 9 in vergrößertem Maßstab gezeigt
ist, können die
Korrekturrollen 38 aus einer Vielzahl von oberen Rollen 38a und
unteren Rollen 38b bestehen, die versetzt, d.h., abwechselnd
auf der oberen und unteren Seite, angeordnet sind. Bevor der aus
der Zuführrolle 1 herausgezogene,
kontinuierliche Streifen 3 aus dem Verstärkungsmaterial
die Ziehrollen 7 erreicht, wird folglich der Streifen 3 abwechselnd
längs der
unteren Oberfläche
der oberen Rollen 38a und der oberen Oberflächen der
unteren Rollen 38b weiterbefördert, um dadurch eine Biegeverformung,
wie eine Einrolltendenz, in der Dickenrichtung des kontinuierlichen
Streifens 3 aus dem Verstärkungsmaterial wirksam zu beseitigen.
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Die oberen Rollen 38a und
die unteren Rollen 38b der Korrekturrollen 38 können in
der jeweiligen axialen Richtung gegenseitig und abwechselnd so versetzt
werden, daß der
kontinuierliche Streifen 3 aus dem Verstärkungsmaterial
sich schlängelnde Pfade
durchläuft,
die durch die Flansche der Rollen 38a, 38b definiert
werden, wie in der Draufsicht der Korrekturrollen 38 zu
sehen ist. Eine solche Anordnung ist besonders vorteilhaft für einen
kontinuierlichen Streifen 3 aus dem Verstärkungsmaterial,
der eine unerwünschte
Biegeverformung in seiner Breitenrichtung hat, da der Lauf des Streifens 3 längs der sich
schlängelnden
Pfade dazu dient, die Verformung im wesentlichen zu beseitigen.
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Vorzugsweise wird außerdem,
wie in der 1 gezeigt
ist, ein Sensor 39 zwischen dem Ziehmechanismus 4 und
dem Druckverbindungsmechanismus 5 vorgesehen, um den Durchhang
der Girlande 8 bei dem kontinuierlichen Streifen 3 aus
dem Verstärkungsmaterial
zu erfassen. Der Sensor 39 umfaßt einen Schwenkarm 39a,
der einen Zwischenbereich hat, der mit dem Tragrahmen 6 drehbar
verbunden ist. An einem Ende des Schwenkarms 39a ist ein Stab 39b vorgesehen,
der mit dem unteren Bereich der Girlande 8 in Eingriff
gebracht werden kann, und an dem anderen Ende des Schwenkarms 39a ist
ein entsprechendes Gegengewicht 39c vorgesehen. Auf dem
Schwenkarm 39a ist ein Permanentmagnet vorgesehen, der
ausgelegt ist, um mit einem oberen und unteren Grenzschalter 39d in
selektiver Weise elektromagnetisch in Eingriff gebracht zu werden.
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Der Sensor 39 ist mit einem
Controller (nicht wiedergegeben) verbunden, wodurch der Durchhang der
Girlande 8 wirksam stabilisiert wird. Wenn der untere Grenzschalter 39d infolge
eines vergrößerten Durchhangs
der Girlande 8 durch den Permanentmagneten auf dem Schwenkarm 39a betätigt wird,
wird folglich eine weitere Zunahme des Durchhangs durch Verringerung
der Rotationsgeschwindigkeit der Ziehrollen 7 verhindert.
Wenn dagegen der obere Grenzschalter 39d infolge eines
verkleinerten Durchhangs der Girlande 8 durch den Permanentmagneten
auf dem Schwenkarm 39a betätigt wird, wird eine weitere Abnahme
des Durchhang durch Erhöhung
der Rotationsgeschwindigkeit der Ziehrollen 7 verhindert.
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Aus der vorstehenden Beschreibung
ist ersichtlich, daß eine
Reifenverstärkungsschicht
bei deutlich verbessertem Arbeitswirkungsgrad und deutlich verbesserter
Arbeitsproduktivität
auf einem steifen Kern gebildet werden kann, da aus einer Vielzahl
von Cordfäden
bestehende Verstärkungselemente
hergestellt werden und als eine Einheit verwendet werden, um mit
der äußeren Oberfläche eines
Gummielements auf dem Kern in aufeinanderfolgender Weise durch Druck
verbunden zu werden. Das Verstärkungselement
kann mit dem Gummielement fest genug durch Druck verbunden werden, ohne
das Risiko des Einschlusses von Luft zwischen der äußeren Oberfläche des
Gummielements und dem Verstärkungselement,
da das Verstärkungselement
durch die Druckverbindungsmittel ab seinem einen Ende gegen das
Gummielement gedruckt wird. Außerdem
kann die Druckverbindung des Verstärkungselements selbst in dem
Fall eines langen Verstärkungselements
sehr wirksam ausgeführt
werden, da das Verstärkungselement
aufgrund einer Rotationsbewegung des Kerns mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit
mit dem Gummielement verbunden wird.