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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine einstufige Trommel zum Herstellen
eines radialen Reifens eines landwirtschaftlichen Fahrzeugs.
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Insbesondere
betrifft die vorliegende Erfindung eine einstufige Trommel zum Herstellen
eines radialen Reifens eines landwirtschaftlichen Fahrzeugs, welcher
eine Karkasse mit einem relativ dünnen Mittelabschnitt und zwei
dickeren Seitenabschnitten umfasst; die Trommel umfasst einen befestigten
Mittelkörper
zum Halten des Mittelabschnitts der Karkasse, welcher einen gegebenen
Außendurchmesser
aufweist, und zwei Halbtrommeln, jede zum Halten eines jeweiligen
Seitenabschnitts der Karkasse; und wobei die Halbtrommeln auf gegenüberliegenden
Seiten des Mittelkörpers
lokalisiert und axial zu und weg von dem Mittelkörper bewegbar sind; und wobei
jede Halbtrommel eine ausdehnbare Wulstklemmvorrichtung benachbart
zu dem Mittelkörper umfasst.
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Radiale
Reifen für
die Landwirtschaft werden normalerweise hergestellt, indem ein zweistufiges
Verfahren verwendet wird, wobei der Reifen nacheinander auf einer
ersten und einer zweiten Trommelstufe ausgebildet wird. Die erste
Trommelstufe ist normalerweise eine zylindrische, radial zusammendrückbare Trommel,
welche, wenn sie ausgedehnt ist, einen größeren Außendurchmesser als der Innendurchmesser
des metallischen Wulstkerns des herzustellenden Rades aufweist.
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Bei
dem zweistufigen Verfahren sind auf der ersten Trommelstufe angeordnet:
ein Innenliner; zwei Verschleißstreifen,
welche sich auf gegenüberliegenden
Seiten des Innenliners erstrecken und derart angeordnet sind, dass
jeder von einer entsprechenden ringförmigen Endoberfläche der
ersten Trommelstufe teilweise hervorragt; und eine Anzahl von Karkassenlagen,
wobei jede davon normalerweise mit Textilkordeln verstärkt ist,
ist bezüglich
des Innenliners zentriert, überdeckt
sowohl den Innenliner als auch die Verschleißstreifen und ragt von den
zwei ringförmigen
Endoberflächen
der ersten Trommelstufe hervor. Dabei werden die Abschnitte der
Verschleißstreifen
und Karkassenlagen, welche von den zwei Endoberflächen der
ersten Trommelstufe hervorragen, erfasst, um in die Wulstkerne eingeführt zu werden,
welche in einen Kontakt mit den entsprechenden Endoberflächen der
ersten Trommelstufe gleiten. Dabei werden die Abschnitte der Karkassenlagen
und Verschleißstreifen,
welche von den zwei Wulstkernen nach außen ragen, um die Wulstkerne
und auf die Außenseite
der ersten Trommelstufe mittels externer Vorrichtungen zum nach
oben Biegen nach oben gebogen, und die Karkasse wird fertig gestellt,
indem auf die Außenseite
jedes nach oben gebogenen Abschnitts ein Seitenwandstreifen gelegt
wird, welcher mit einer äußeren freien
Kante des entsprechenden Verschleißstreifens verbunden ist.
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Die
fertig gestellte Karkasse besitzt einen im Wesentlichen C-förmigen Abschnitt
und wird von der ersten Trommelstufe entfernt, indem die erste Trommelstufe
auf einen Durchmesser kleiner als der Innendurchmesser der Karkasse
zusammengelegt wird (d. h. der Innendurchmesser der Wulstkerne abzüglich dem
Zweifachen der Dicke der nach oben gebogenen Abschnitte). Die Karkasse
wird dann auf eine zweite Trommelstufe montiert, welche zwei Ringe
umfasst, die zueinander bewegbar sind, entsprechende Wülste der
Karkasse halten und einen Außendurchmesser
aufweisen, welcher ungefähr
gleich aber nicht größer als
der Innendurchmesser der Karkassenwülste ist.
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Auf
der zweiten Trommelstufe wird die Karkasse geformt, indem die zwei
Ringe zueinander bewegt werden und indem zur selben Zeit komprimierte
Luft in die Karkasse gepumpt wird, um die Karkasse mittig in eine
Berührung
mit einem Streifen auszudehnen, welcher koaxial mit der zweiten
Trommelstufe angeordnet ist und welcher einen Innenabschnitt, welcher
durch ein Packen von Laufflächenlagen
definiert wird, und einen Außenabschnitt
umfasst, welcher durch ein Laufflächenstreifen definiert wird.
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Obwohl
es komplizierter als ein einstufiges Verfahren ist - wobei der Reifen
auf einer einzigen aufbauenden Trommel zusammengebaut und geformt
wird – wird
das zweistufige Verfahren normalerweise bevorzugt, wenn landwirtschaftliche
Reifen hergestellt werden, aufgrund des hohen Grades der Ausdehnung
der Karkassen solcher Reifen, welcher sie sich während einer Ausformung unterziehen.
Das zweistufige Verfahren ermöglicht
in der Tat, dass die Karkasse auf einer ersten Trommelstufe ausgebildet
wird, welche einen Außendurchmesser,
der größer als
der Innendurchmesser der Wulstkerne ist, aufweist, wohingegen das
einstufige Verfahren automatisch eine auszubildende Trommel benötigt, welche
einen Außendurchmesser
aufweist, welcher notwendigerweise kleiner als der Innendurchmesser
der Wulstkerne abzüglich
der Dicke der in die Wulstkerne eingeführten Schichten ist. In anderen
Worten wird, wenn das zweistufige Verfahren verwendet wird, die Karkasse
nicht nur von einem größeren Originaldurchmesser
im Vergleich zu dem einstufigen Verfahren expandiert, sondern auch
die Länge
und damit die Anzahl der verwendeten Kordeln der Karkassenlage ist
größer als
bei der bei dem einstufigen Verfahren verwendeten Karkassenlage.
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Dies
wird durch die Tabelle I bestätigt,
welche verschiedene Eigenschaften desselben Reifens vergleicht,
welcher ausgebildet wurde, indem das einstufige und das zweistufige
Verfahren verwendet wurden.
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Tabelle
I gilt für
einen landwirtschaftlichen Reifen mit 38,5 Inch (97,8cm) Innendurchmesser
der Wulstkerne. Da die auf einer einstufigen Trommel ausgebildete
flache Karkasse einen relativ dünnen
Mittelabschnitt und wegen der Seitenwände viel dickere Seitenabschnitte
umfasst, – welche
bei landwirtschaftlichen Reifen relativ dick sind (bei dem betrachteten
Reifen liegt der Unterschied in der Dicke zwischen jedem Seitenabschnitt
und dem Mittelabschnitt der Karkasse normalerweise bei ungefähr 2–3cm) – benötigt der
vorab genannte Reifen 34 Inch (auf 86,36cm) Außendurchmesser der einstufigen
Trommel, um eine Behinderung zu verhindern, wenn die Wulstkerne
mit auf der Trommel angeordneten und die relativen Seitenabschnitte
der Karkasse definierenden Materialschichten zusammengebaut werden.
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Wie
in Tabelle I dargestellt ist, wobei eine Karkassenlage vom Typ DN027
mit einem Durchmesser der Textilkordeln von 0,026 Inch (0,66mm)
und einer Dichte von 26 Kordeln pro Inch (ungefähr 10,2 pro cm) verwendet wird,
wird die Gesamtzahl der Kordeln bei dem Reifen um 15% von 3267 auf
2777 verringert, wobei eine einstufige Trommel mit einem Außendurchmesser
von 34 Inch (86,36cm) gegenüber
einem Außendurchmesser
der ersten Trommelstufe von 40 Inch (101,60cm) verwendet wird.
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In
Kürze zeigt
die Tabelle I, dass für
einen gegebenen Materialtyp die Kordeldichte an den Schultern des
auf der einstufigen Trommel ausgebildeten Reifens gering genug ist,
dass der Innenliner zwischen den Kordeln der Karkassenlage eindringen
kann, woraus ein Schneiden des Innenliners, sich zwischen den Kordeln
der Karkassenlage ausbildende Brüche
und ein beeinträchtigter
Erschütterungswiderstand
des Reifens folgt.
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Schließlich zeigt
die Tabelle I auch, dass, wenn die Karkassenlage durch eine mit
demselben Kordeldurchmesser und maximal möglicher Kordeldichte, d. h.
einer Lage mit 28 Kordeln pro Inch (ungefähr 11 pro cm), ersetzt wird,
die vorab beschriebene einstufige Trommel einen Reifen mit einer
Gesamtzahl von 2991 Kordel und einem Verlust von 8,5% bezogen auf
einen Reifen von der ersten Trommelstufe herstellt. Obwohl dies unzweifelhaft
weniger als vorher ist, ist ein solcher Verlust dennoch ausreichend,
um dieselben Probleme zu verursachen.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine einstufige Trommel
bereitzustellen, um landwirtschaftliche Reifen herzustellen, und
welche dafür
sorgt, dass der vorab genannte Verlust bei akzeptablen Werten bleibt.
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Erfindungsgemäß wird eine
einstufige Trommel zum Herstellen eines radialen Reifens eines landwirtschaftlichen
Fahrzeugs, wie in Anspruch 1 beansprucht, bereitgestellt. Eine bevorzugte
Ausführungsform
der Erfindung wird in Anspruch 2 beansprucht.
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Die
Erfindung wird mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung beschrieben,
welche beispielhaft einen axialen Abschnitt eines Abschnitts einer
bevorzugten Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Trommel
darstellt.
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Die
Zahl 1 in der beigefügten
Zeichnung bezeichnet als Ganzes eine einstufige Trommel zum Herstellen
eines landwirtschaftlichen Reifens 2, welcher eine Karkasse 3 umfasst,
welche in der Zeichnung flach auf der Trommel 1 liegend
dargestellt ist, und welche eine dünne Schicht 4 auf
der Außenoberfläche der
Trommel 1 und eine Anzahl von Lagen 5, welche
aufeinander gepackt sind und auf der Außenoberfläche der dünnen Schicht 4 liegen,
umfasst.
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Die
dünne Schicht 4 umfasst
einen mittigen Innenliner 6; zwei Verschleißstreifen 7 (nur
einer ist dargestellt), welche auf gegenüberliegenden Seiten des Innenliners 6 angeordnet
sind und diesen überlappen; und
zwei Seitenwände 8 (nur
eine ist dargestellt), wobei jede den entsprechenden Verschleißstreifen 7 überlappt
und dicker als der Innenliner 6 und die Verschleißstreifen 7 sind.
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Die
Karkasse 3 umfasst auch 2 metallische Wulstkerne 9 (nur
einer ist dargestellt), wobei jeder davon auf Lagen 5 an
einem entsprechenden Verschleißstreifen 7 angebracht
ist, und weist ein im Wesentlichen dreieckiges Wulstfüllmaterial 10 auf,
welches sich von dem jeweiligen Wulstkern 9 radial nach
außen
erstreckt. Auf der flachen Karkasse 3 definieren die Wulstkerne 9 einen
Mittelabschnitt 11, welcher sich zwischen den zwei Wulstkernen 9 erstreckt
und nur teilweise dargestellt ist; und zwei Seitenabschnitte 12 (nur
einer ist dargestellt), welche auf gegenüberliegenden Seiten des Mittelabschnitts 11 angeordnet
sind und welche um entsprechende Wulstkerne 9 nach oben
gebogen werden, wenn die Karkasse 3 geformt wird.
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Die
Trommel 1 ist zur Rotation um eine entsprechende Achse 13 montiert
und umfasst eine mittige röhrenförmige Welle 14,
welche koaxial mit der Achse 13 angeordnet ist und eine
bekannte Antriebsvorrichtung (nicht dargestellt) unterbringt, um
zwei zylindrische Halbtrommeln 15 (nur eine ist dargestellt)
in entgegengesetzte Richtungen entlang der Welle 14 zu
bewegen. Die Halbtrommeln 15 sind montiert, um entlang
der Welle 14 koaxial miteinander und mit der Achse 13 zu
gleiten, und sind mit der Antriebsvorrichtung (nicht dargestellt)
verbunden, um in entgegengesetzte Richtungen entlang der Welle 14,
ohne sich bezüglich
der Welle 14 zu drehen, zu gleiten.
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Die
Trommel 1 umfasst auch einen im Wesentlichen zylindrischen
befestigten Mittelkörper 16,
welcher in einer axial befestigten Position an die Welle 14 angepasst
ist, koaxial mit den Halbtrommeln 15 ist und die Halbtrommeln 15 miteinander
verbindet.
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Jede
Halbtrommel 15 umfasst eine röhrenförmige Mittelführung 17,
welche in einer gleitenden und winkelig befestigten Weise an die
Welle 14 angepasst ist und an dem dem Mittelkörper 16 gegenüberliegenden Ende
einen Außenflansch 18 aufweist,
wobei der Außenumfang
davon ganzheitlich mit einem Ende eines röhrenförmigen Körpers 19 verbunden
ist. Der röhrenförmige Körper 19 ist
koaxial mit der Achse 13 und weist eine Außenoberfläche 20 auf,
welche im Durchmesser um einen später spezifizierten Betrag kleiner
als die Außenoberfläche des
Mittelkörpers 16 ist.
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An
dem gegenüberliegenden
Ende von dem Halteflansch 18, hält die Führung 17 einen ringförmigen hydraulischen
Zylinder 21, welcher sich um die Welle 14 erstreckt,
koaxial mit Achse 13 ist und eine dem Flansch 18 gegenüberliegende
röhrenförmige Ausgabestange 22 aufweist,
welche koaxial zu der Achse 13 ist, und entlang der Führung 17 zu
dem Flansch 18 hin und von ihm weg gleitet.
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Der
Zylinder 21 definiert die Antriebsvorrichtung einer entsprechenden
Wulstklemmvorrichtung 23, welche eine Anzahl von Abschnitten 24 umfasst,
wobei jeder davon montiert ist, um entlang eines entsprechenden
radialen Durchganges 25, welcher durch den Flansch 18 ausgebildet
ist, zu gleiten, mittels einer entsprechenden Verbindungsstange 26 an
dem Boden mit dem Ende einer dem Flansch 18 gegenüberliegenden röhrenförmigen Stange 22 verbunden
ist und durch den hydraulischen Zylinder 21 zwischen einer
zurückgezogenen
Ruheposition, wobei der Abschnitt 24 innerhalb des entsprechenden
Durchgangs 25 untergebracht ist, und einer teilweise herausgezogenen
Arbeitspo sition, wobei der jeweilige Wulstkern dabei eingeklemmt wird,
bewegt wird.
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Zwei
ringförmige
Vertiefungen 27 und 28 sind in einer Oberfläche 20 des
röhrenförmigen Körpers 19 ausgebildet,
wobei die Vertiefung 28 zwischen der Vertiefung 27 und
der Wulstklemmvorrichtung 23 liegt. Innerhalb der Vertiefung 27 sind
beide ringförmigen
Endschuhe 30 eines ringförmigen Schub-Bladders 31 entfernbar
verriegelt und befinden sich mittels eines ringförmigen Einsatzes 29 neben
einander; der Bladder 31 liegt in der Ruheposition auf
der Oberfläche 20 in
der zu dem Mittelkörper 16 entgegengesetzten
Richtung; und der Einsatz 29 ist entfernbar innerhalb der
Vertiefung 27 zwischen den zwei Schuhen 30 verriegelt.
Innerhalb der Vertiefung 28 sind beide ringförmigen Endschuhe 33 eines
ringförmigen
Aufbiege-Bladders 34 entfernbar verriegelt und befinden
sich mittels eines ringförmigen
Einsatzes neben einander, und der Bladder 34 liegt in dem
entleerten Ruhezustand auf dem Schub-Bladder 31.
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Wie
aus der beigefügten
Zeichnung entnommen werden kann, weist im Wesentlichen der gesamte
Abschnitt der Halbtrommeln 15, welcher sich relativ zu
der Wulstklemmvorrichtung 23 nach außen erstreckt und welcher durch
den röhrenförmigen Körper 19 und
durch die Bladder 31 und 34, welche in einer Ruheposition auf
dem röhrenförmigen Körper 19 liegen,
definiert wird, einen Durchmesser D2 auf, welcher kleiner als der Außendurchmesser
D1 des Mittelkörpers 16 ist
und welcher um einen Betrag von dem Durchmesser D1 abweicht, der
mindestens ausreichend ist, um die Unterschiede in der Dicke zwischen
dem Mittelabschnitt 11 und den Seitenabschnitten 12 der
Karkasse 3 auszugleichen, d. h. mindestens ausreichend
ist, um den Lagen 5 auf der flachen Karkasse 3 eine
im Wesentlichen zylindrische Form zu verleihen.
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Anders
als eine bekannte einstufige Trommel, bei welcher der sich nach
außen
erstreckende Abschnitt jeder Halbtrommel der jeweiligen Wulstklemmvorrichtung
im Wesentlichen denselben Außendurchmesser
wie der jeweilige Mittelkörper
aufweist, ragen auf der Trommel 1 die Seitenabschnitte 12 der
flachen Karkasse 3 nicht länger bezüglich des Mittelabschnitts 11 radial
nach außen
hervor. Folglich kann ein Reifen, wie der in der Einführung beschriebene,
d. h. mit einem Innendurchmesser der Wulstkerne 9 von 38,5
Inch (97,8cm) auf einer einstufigen Trommel 1 ausgebildet
werden, wobei der Durchmesser D1 des Mittelkörpers 16 davon auf 36
Inch (91,44cm) erhöht
werden kann, d. h. um 5cm bezüglich
der 34 Inch (86,36cm) einer bekannten einstufigen Trommel, ohne
Risiko einer Behinderung zwischen den Wulstkernen 9 und
der jeweiligen Seitenabschnitte 12 der flachen Karkasse 3,
wenn die Wulstkerne 9 an der Trommel 1 außerhalb
der jeweiligen Wulstklemmvorrichtungen 23 oder zwischen
den Wülsten
des Reifens 2 und dem Mittelkörper 16, wenn der
fertig gestellte Reifen von der Trommel 1 entladen wird,
angebracht sind.
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Die
Vorteile einer Verwendung des Mittelkörpers 16 mit einem
größeren Durchmesser
D1 sind in Tabelle II unten, welche eine Vervollständigung
der Tabelle I ist, deutlich dargestellt:
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Wenn,
wie in Tabelle II dargestellt ist, die Daten der Variation II – bezüglich einem
landwirtschaftlichen Reifen mit einem Innendurchmesser der Wulstkerne
von 38,5 Inch (97,8cm), welcher auf einer Trommel 1 mit einem
Mittelkörper 16 mit
einem Außendurchmesser
D1 von 36 Inch (91,44cm) hergestellt ist, und wobei eine DN027-Karkassenlage
mit einem Durchmesser der Textilkordeln von 0,026 Inch (ungefähr 0,66mm)
und einer Dichte von 26 Kordel pro Inch (ungefähr 10,2 pro cm) verwendet wird – mit denen
der jeweiligen Daten desselben Reifens mit einer Karkasse verglichen
werden, welche auf einer einstufigen Trommel mit einem Außendurchmesser
von 40 Inch (101,60cm) ausgebildet ist, fällt die Gesamtzahl der Kordeln
bei dem Reifen der Trommel 1 um 10% von 3267 auf 2940,
mit dem offensichtlichen Risiko, dass der Innenliner 6 zwischen
die Kordeln der Karkassenlage 5 zumindest an den Schultern
des Reifens 2 eindringt.
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Die
Variation III in der Tabelle II zeigt jedoch, dass, wenn wie bei
der Variation I die DN027-Karkassenlage durch eine DN027-Karkassenlage
mit 28 Kordeln pro Inch (11 pro cm) ersetzt wird, die vorab
beschriebene Trommel 1 – d. h. mit einem auf 36 Inch
(91,44 cm) erhöhten
Durchmesser D1 – für einen
Erhalt eines Reifens mit einer Gesamtzahl von 3167 Kordeln und einem
perfekt akzeptablen Kordelverlust von 3% im Vergleich zu dem entsprechenden
Reifen sorgt, welcher auf einer ersten Trommelstufe mit einem Durchmesser
von 40 Inch (101,60cm) ausgebildet ist.
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In
anderen Worten zeigt die Tabelle II, dass der Durchmesser D1 des
Mittelkörpers 16 einer
normalen einstufigen Trommel - d. h. mit einem im Wesentlichen konstanten
Durchmesser – einfach
erhöht
werden muss, um die Unterschiede in der Dicke zwischen dem Mittelabschnitt 11 und
den Seitenabschnitten 12 der Karkasse 3 auszugleichen,
damit die Trommel all die Vorteile, welche das einstufige Verfahren
bietet, ermöglicht,
um eine Karkasse 3 mit im Wesentlichen denselben strukturellen
Eigenschaften herzustellen wie eine entsprechende Karkasse, welche
unter Verwendung des zweistufigen Verfahrens auf einer ersten Trommelstufe
hergestellt ist.
