-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Karkassenaufbau für Reifen
für Fahrzeugräder mit
wenigstens einer Karkassenlage, die eine erste und eine zweite Reihe
von streifenförmigen
Segmenten aufweist, die längs
der Umfangsabwicklung des Karkassenaufbaus aufeinander folgend angeordnet sind
und von denen sich jedes entsprechend einer im Wesentlichen "U"-Form erstreckt und wenigstens zwei
fadenförmige
Elemente aufweist, die in Längsrichtung
und parallel zueinander angeordnet und wenigstens teilweise mit
wenigstens einer Schicht aus rohelastomerem Material beschichtet
sind, und mit einem Paar von ringförmigen Verstärkungsaufbauten,
von denen jeder in der Nähe
mit einem entsprechenden inneren Umfangsrand der Karkassenlage in Eingriff
steht.
-
Die
Herstellung von Reifen für
Fahrzeugräder
erfordert die Ausbildung eines Karkassenaufbaus, der im Wesentlichen
aus einer oder mehreren Karkassenlagen zusammengesetzt ist, die
im Wesentlichen einer Torusgestalt entsprechend geformt sind und
deren axial gegenüberliegende
Seitenränder
in Eingriff mit entsprechenden am Umfang nicht dehnbaren, ringförmigen Verstärkungselementen
gebracht sind, die gewöhnlich "Wulstringe" genannt werden.
-
Auf
dem Karkassenaufbau wird in einer am Umfang äußeren Position ein Gurtaufbau
aufgebracht, der einen oder mehrere Gurtstreifen aufweist, die als
geschlossene Schleife geformt sind und im Wesentlichen aus textilen
oder metallischen Korden zusammengesetzt sind, die bezüglich einander
und zu den zu den benachbarten Karkassenlagen gehörenden Korden
geeignet ausgerichtet sind.
-
In
einer Position außen
am Umfang des Gurtaufbaus wird dann ein Laufflächenband aufgebracht, das normalerweise
von einem Band aus elastomerem Material mit geeigneter Dicke gebildet
wird.
-
Für die Zwecke
der vorliegenden Erfindung wäre
festzulegen, dass der Ausdruck "elastomeres Material" die Kautschukmasse
in ihrer Gesamtheit bedeutet, d.h. den Ansatz, der von we nigstens
einer polymeren Basis gebildet wird, die in geeigneter Weise mit
verstärkenden
Füllstoffen
und/oder Prozesszusatzstoffen verschiedenster Arten vermischt ist.
-
Schließlich wird
auf die gegenüberliegenden Seiten
des in der Fertigung befindlichen Reifens ein Paar von Seitenwänden aufgebracht,
von denen jede einen seitlichen Abschnitt des Reifens abdeckt, der zwischen
einem so genannten Schulterbereich, der sich in der Nähe des entsprechenden
Seitenrandes des Laufflächenbandes
befindet, und einem so genannten Wulst liegt, der in Übereinstimmung
mit dem entsprechenden Wulstring angeordnet ist.
-
Bei
den herkömmlichen
Herstellungsverfahren werden die vorstehend aufgelisteten Reifenbauelemente
im Wesentlichen zuerst getrennt voneinander hergestellt und dann
in einer Reifenfertigungsphase zusammengefügt.
-
Beispielsweise
erfordert die Herstellung der Karkassenlage oder -lagen, die den
Wulstringen zur Bildung des Karkassenaufbaus zuzuordnen sind, dass
zunächst
durch einen Extrusions- und/oder
Kalandrierprozess ein gummiertes Gewebe hergestellt wird, das fortlaufende
textile oder metallische Korde aufweist, die in Längsrichtung
angeordnet sind. Dieses gummierte Gewebe wird einem Querschneidvorgang
unterworfen, um Segmente mit vorgegebenen Abmessungen zu erzeugen,
die danach zur Entstehung eines fortlaufenden bandartigen Halbfabrikats vereint
werden, das quer positionierte parallele Korde hat.
-
Dieser
gefertigte Gegenstand muss dann in Segmente mit einer Länge geschnitten
werden, die in einer Wechselbeziehung zur Umfangsabwicklung der
herzustellenden Karkasse steht.
-
Anstelle
der Erzeugung von Halbfabrikaten wurden auch Fertigungsmethoden
vorgeschlagen, bei denen der Karkassenaufbau direkt während der Reifenfertigungsphase
erzeugt wird.
-
Beispielsweise
beschreibt das US-Patent 5,453,140 ein Verfahren und eine Vorrichtung,
die ausgehend von einem einzigen, vorher auf eine Spule gewickelten
Kord eine Karkassenlage bilden.
-
Nach
dem Verfahren und der Vorrichtung, die in diesem beschrieben sind,
wird bei jedem Betriebszyklus der Vorrichtung der von der Spule
mit Hilfe von motorisierten Treibrollen abgezogene und mit Hilfe eines
pneumatischen Spannsystems gespannt gehaltene Kord auf Maß geschnitten,
um ein Segment mit vorgegebener Länge zu erhalten.
-
Das
Kordsegment wird durch ein Greifelement gezogen, das an einem Band
angebracht ist, das auf motorgetriebene Scheiben für das Querablegen
auf die Außenfläche eines
torusförmigen
Trägers gewickelt
ist.
-
Die
Enden des Segments werden dann von Bandfaltorganen gegriffen, die
auf gegenüberliegenden
Seiten des torusförmigen
Trägers
so wirken, dass das Kordsegment radial auf dem torusförmigen Träger mit
Hilfe von Läuferelementen
aufgelegt wird, die wie Finger längs
der Seitenabschnitts des Segments wirken.
-
Die
Wiederholung des vorstehend beschriebenen Arbeitszyklus führt zum
Ablegen vieler Kordsegmente in einer Umfangsbeziehung Seite an Seite, bis
die gesamte Umfangsabwicklung des torusförmigen Trägers betroffen ist.
-
Der
torusförmige
Träger
ist notwendigerweise vorher mit einer Schicht Rohgummi überzogen, die
eine Doppelfunktion der Haftung der darauf abgelegten Korde, um
sie ausreichend in einer festgelegten Positionierung zu halten,
und der Bildung einer für
Luft undurchlässigen
inneren Beschichtung bei dem fertig gestellten Reifen hat.
-
Nach
diesem Fertigungsverfahren erhaltene Reifen haben einen Karkassenaufbau,
bei dem die Karkassenlage oder die Karkassenlagen von Einzelkorden
gebildet werden, von denen jeder zwei seitliche Abschnitte, die
axial im Abstand voneinander angeordnet und radial zur Drehachse
des Reifens ausgerichtet sind, sowie einen Kronenabschnitt hat,
der sich in einer radial äußeren Position
zwischen den seitlichen Abschnitten erstreckt.
-
Innerhalb
des Fertigungsumfangs des Karkassenaufbaus ist auch bekannt, dass
sich in der Nähe
eines jeden der Reifenwulste die gegenüberliegenden Enden der eine
Karkassenlage bildenden Einzelkorde mit abwechselnder Aufeinanderfolge
in axial gegenüberliegenden
Positionen bezogen auf ein ringförmiges
Verankerungselement befinden, das den vorstehenden Wulstring bildet,
der nach Art eines Rings geformt ist, der von Drahtwindungen gebildet
wird, die radial aufeinander gelegt sind, wie sich dies aus dem
EP-Patent 0 664 231 und aus dem US-Patent 5,702,548 ergibt.
-
Die
Korde, die die Karkassenlage oder -lagen bilden, sind jedoch im
Wesentlichen entsprechend der neutralen Achse des Biegewiderstands des
jeweiligen Wulstes angeordnet. In diesem Fall muss die strukturelle
Festigkeit der Wulste sich notwendigerweise aus der Steifigkeit
der Fülleinlagen ergeben,
die aus sehr hartem elastomerem Material hergestellt und in den
Aufbau des Wulstes eingeschlossen sind, dessen Verhalten von Temperaturänderungen
aufgrund von Umweltfaktoren und der während des Normalbetriebs induzierten
Spannungen beeinflusst wird.
-
In
dem FR-Patent 384,231 wird die Herstellung eines Karkassenaufbaus
vorgeschlagen, bei welchem auf einem torusförmigen Träger eine Reihe von Rechtecksbändern aus
gummiertem Gewebe am Umfang Seite an Seite einer neben dem anderen positioniert
und in Radialebenen bezüglich
der geometrischen Achse der tragenden Trommel angeordnet abgelegt
werden. Das Ablegen der Bänder
erfolgt so, dass die Endränder
von zwei nicht aufeinander folgenden Bändern teilweise von den Endrändern des
zwischen ihnen angeordneten Bandes abgedeckt wird.
-
Die
zwischen den von den Bändern
abgedeckten Endrändern
vorhandenen Räume
werden mit Hilfe von trapezförmigen
Einlagen gefüllt,
die auf die Endränder
des darauf gelegten Bandes aufgebracht werden. Das Ablegen der Bänder erfolgt
in mehreren aufeinander gelegten Lagen mit einer Anzahl, die zur
Dicke in einer Wechselbeziehung steht, die dem Karkassenaufbau verliehen
werden soll. Das Vorhandensein der vorstehend erwähnten trapezförmigen Einlagen
bestimmt eine Dicke des Karkassenaufbaus in dem Bereich der Wulste
und versieht ihn mit dem Zweifachen der in der Felge messbaren Dicke.
-
Das
US-Patent 4,248,287 offenbart einen Karkassenaufbau nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 und beschreibt ein Verfahren, bei dem zur Bildung
des Karkassenaufbaus auf einer torusförmigen Trommel eine Vielzahl
von Schichten abgelegt wird, von denen jede von radialen Streffen
gebildet wird, die aus gummierten Drähten zusammengesetzt und am
Umfang Seite an Seite bezüglich
einander angeordnet sind. Wenn das Ablegen einmal abgeschlossen
ist, werden in dem Wulstbereich zwei Wulstringe angebracht, um die
herum dann die Endränder
der von den radialen Streifen gebildeten Karkassenlagen zurückgefaltet
werden.
-
Gemäß der vorliegenden
Erfindung hat man gefunden, dass innerhalb des Umfangs der Reifenfertigung überraschende
Vorteile erreicht werden können,
wenn die Karkassenlage oder die Karkassenlagen dadurch hergestellt
werden, dass wenigstens zwei getrennte Reihen von streifenförmigen Segmenten
abgelegt und in jedem der ringförmigen, die
Wulste verstärkenden
Aufbauten zwei ringförmige
Einlagen vorgesehen werden, die die Endränder greifen, die jeweils zu
den Segmenten der Reihen gehören.
-
Insbesondere
bezieht sich die Erfindung auf einen Karkassenaufbau für Reifen,
der sich dadurch auszeichnet, dass jeder der ringförmigen Verstärkungsaufbauten
wenigstens einen Hauptabschnitt, der eine axiale innere Seite, die
zu den Endrändern der
zu der ersten Reihe gehörenden
Segmente ausgerichtet ist, und eine axial äußere Seite hat, die zu den
Endrändern
der zu der zweiten Reihe gehörenden
Segmente ausgerichtet ist, und wenigstens einen Zusatzabschnitt
aufweist, der an den Endrändern
der zu der zweiten Reihe gehörenden
streifenförmigen
Segmente auf der bezüglich
des Hauptabschnitts des ringförmigen
Aufbaus gegenüberliegenden
Seite angeordnet ist, wobei der Hauptabschnitt eine erste am Umfang
nicht dehnbare, ringförmige Einlage,
die im Wesentlichen nach An eines Rings geformt ist, der koaxial
zum Karkassenaufbau und angrenzend an einen inneren Umfangsrand
der Karkassenlage angeordnet ist, wobei die erste ringförmige Einlage
von wenigstens einem langgestreckten Element gebildet wird, das
sich in konzentrischen Windungen erstreckt, einen Füllkörper aus
einem elastomeren Material mit einer Seite, die mit der ersten ringförmigen Verankerungslage
vereinigt ist, und wenigstens eine zweite am Umfang nicht dehnbare, ringförmige Einlage
aufweist, die im Wesentlichen nach Art eines Ring geformt ist, der
von wenigstens einem langgestreckten Element gebildet wird, das sich
in konzentrischen Windungen erstreckt und koaxial zum Karkassenaufbau
in einer Position axial neben dem Füllkörper und seitlich bezüglich der
ersten ringförmigen
Einlage gegenüberliegend
angeordnet ist, wobei der Zusatzabschnitt wenigstens eine dritte am
Umfang nicht dehnbare ringförmige
Einlage aufweist, die im Wesentlichen nach An eines Rings geformt
ist, der von wenigstens einem langgestreckten Element gebildet wird,
das sich in konzentrischen Windungen erstreckt und koaxial zum Karkassenaufbau
und angrenzend an einen inneren Umfangsrand der Karkassenlage angeordnet
ist.
-
Vorzugsweise
werden eine erste und eine zweite Reihe von streifenförmigen Segmenten
in einer zueinander abwechselnden Sequenz längs der gesamten Umfangsabwicklung
des Karkassenaufbaus angeordnet.
-
Bevorzugt
wird auch, dass jedes der streifenförmigen Segmente zwei seitliche
Abschnitte, die sich im Wesentlichen zu einer geometrischen Achse des
Karkassenaufbaus in Positionen abwickeln, die in Axialrichtung zueinander
beabstandet sind, und einen Kronenabschnitt hat, der sich in einer
radial äußeren Position
zwischen den seitlichen Abschnitten erstreckt, wobei die jeweils
zu den Segmenten der ersten und zweiten Reihe gehörenden Kronenabschnitte
längs der
Umfangsabwicklung des Karkassenaufbaus zueinander Seite an Seite
angeordnet sind.
-
Vorzugsweise
haben die dritte und die zweite ringförmige Einlage jeweils eine
radiale Erstreckung, die kleiner ist als die radiale Erstreckung
der ersten ringförmigen
Einlage. Insbesondere hat die dritte am Umfang nicht dehnbare ringförmige Einlage
eine kleinere radiale Erstreckung, die zwischen 1/3 und 2/3 der
radialen Erstreckung der ersten am Umfang nicht dehnbaren ringförmigen Einlage
misst.
-
Es
kann auch dafür
gesorgt werden, dass die zweite am Umfang nicht dehnbare ringförmige Einlage
eine kleinere radiale Erstreckung hat, die zwischen 1/3 und 2/3
der radialen Erstreckung der ersten am Umfang nicht dehnbaren ringförmigen Einlage
misst.
-
Der
Karkassenaufbau hat vorzugsweise weiterhin einen zusätzlichen
Füllkörper aus
Elastomermaterial, der in einer axial äußeren Position an der wenigstens
einen Karkassenlage angeordnet ist und sich in einer radialen Trennung
von der dritten ringförmigen
Einlage aus erstreckt.
-
Der
zusätzliche
Füllkörper hat
vorzugsweise eine Härte,
die im Wesentlichen gleich der des zu dem Hauptabschnitt gehörenden Füllkörpers ist.
-
Die
Erfindung bezieht sich weiterhin auf einen Reifen mit einem Karkassenaufbau,
der eines oder mehrere der speziellen beschriebenen Merkmale aufweist.
-
Weitere
Merkmale und Vorteile werden leichter aus der ins Einzelne gehende
Beschreibung einer bevorzugten, jedoch ausschließlichen Ausgestaltung eines
Karkassenaufbaus für
Reifen für
Fahrzeugräder
nach der vorliegenden Erfindung ersichtlich. Die nachstehende Beschreibung
bezieht sich auf die beiliegenden Zeichnungen, die lediglich als
nicht begrenzende Erläuterung
dienen und in denen
-
1 eine
unterbrochene und ausgeschnittene Ansicht eines Reifens mit einem
Karkassenaufbau ist, der nach der vorliegenden Erfindung hergestellt
ist,
-
2 ein
Schema ist, das die Fertigung eines fortlaufenden streifenförmigen Elements
zeigt, das zur Bildung der Karkassenlage oder -lagen bestimmt ist,
-
3 im
Schnitt eine Ausgestaltung des vorstehenden streifenförmigen Elements
zeigt,
-
4 eine
unterbrochene perspektivische Ansicht einer schematischen Darstellung
der Ablagefolge einer ersten Reihe von streifenförmigen Segmenten zeigt, um
eine Karkassenlage des Reifens gemäß der Erfindung zu bilden,
-
5 eine
unterbrochene perspektivische Ansicht eines Hauptabschnitts eines
nicht dehnbaren ringförmigen
Verstärkungsaufbaus
zeigt, der seitlich auf Endränder
der streifenförmigen
Segmente aufgebracht wird, die zu der ersten Reihe gehören,
-
6 eine
unterbrochene perspektivische Ansicht des Karkassenaufbaus nach
dem Ausbringen der dritten ringförmigen
Einlage und eines zusätzlichen
Füllkörpers zeigt,
die in einem zusätzlichen
Abschnitt des Wulstverstärkungsaufbaus
aufgenommen sind, und
-
7 eine
Schnittansicht ist, die den Reifen nach der Erfindung zeigt.
-
In
den vorstehend erwähnten
Figuren ist mit der Zahl 1 insgesamt ein Reifen für Räder von
Fahrzeugen bezeichnet, der einen Karkassenaufbau 2 hat,
der nach der vorliegenden Erfindung hergestellt ist.
-
Der
Karkassenaufbau 2 hat wenigsten eine erste Karkassenlage 3,
die mit einer im Wesentlichen Torusform ausgebildet ist und mit
ihren gegenüberliegenden
Umfangsrändern
mit einem Paar von nicht dehnbaren, ringförmigen Aufbauten 4 in
Eingriff steht, von denen sich jeder, wenn der Reifen einmal fertig
gestellt ist, in einem Bereich befindet, der gewöhnlich mit "Wulst" bezeichnet wird.
-
Auf
dem Karkassenaufbau 2 ist in einer am Umfang äußeren Position
ein Gurtaufbau 5 aufgebracht, der ein oder mehrere Gurtstreifen 6a, 6b und 7 aufweist.
Auf den Gurtaufbau 5 ist am Umfang ein Laufflächenband 5 aufgelegt,
an dem nach einem gleichzeitig mit dem Vulkanisieren des Reifens
ausgeführten
Ausformvorgang Längs-
und/oder Queraussparungen 8a erhalten werden, die so angeordnet
sind, dass sie ein gewünschtes "Laufflächenmuster" bilden.
-
Der
Reifen hat weiterhin ein Paar von so genannten "Seitenwänden" 9, die seitlich auf gegenüberliegenden
Seiten an dem Karkassenaufbau 2 angebracht sind.
-
Der
Karkassenaufbau 2 kann an seinen Innenwänden mit einer abdichtenden
Schicht 10 oder einer so genannten "Auskleidung" überzogen
werden, die im Wesentlichen aus einer Schicht aus elastomerem Material
gebildet wird, das für
Luft undurchlässig
ist und die Luftdichtheit des aufgepumpten Reifens gewährleistet.
-
Die
Montage der vorstehend aufgelisteten Bauelemente sowie die Herstellung
von einem oder mehreren von ihnen erfolgt mit Hilfe eines torusförmigen Trägers 11,
der in 1 schematisch mit gestrichelten Linien gezeigt
ist und entsprechend der Form der Innenwände des herzustellenden Reifens
ausgebildet ist.
-
Der
torusförmige
Träger 11 kann
Abmessungen haben, die kleiner als die des fertigen Reifens entsprechend
einer linearen Bemessung sind, die vorzugsweise im Bereich zwischen
2% und 5% liegt und zur Erläuterung
längs der
Umfangsabwicklung des Trägers
in Übereinstimmung
mit seiner Äquatorialebene
erfasst wird, die mit der Äquatorialebene
des Reifens zusammenfällt.
-
Der
torusförmige
Träger 11,
der im Einzelnen weder beschrieben noch dargestellt wird, da er
für die Zwecke
der Erfindung nicht besonders relevant ist, kann beispielsweise
von einer kollabierbaren Trommel oder von einem geeignet verstärkten aufblasbaren
Schlauch gebildet werden, um die gewünschte Torusform im aufgepumpten
Zustand anzunehmen und aufrechtzuerhalten.
-
Unabhängig davon
erfordert die Herstellung des Reifens 1 zuerst die Ausbildung
des Karkassenaufbaus 2, die mit der möglichen Ausbildung der Dichtungsschicht 10 beginnt.
-
Diese
Dichtungsschicht 10 kann vorteilhafterweise dadurch erhalten
werden, dass um den torusförmigen
Träger 11 wenigstens
ein streifenförmiges
Band 12 aus elastomerem Material am Umfang herumgelegt
wird, das für
Luft undurchlässig
ist und durch eine Siebkopfspritzmaschine und/oder durch einen Kalander
hergestellt wird, die/der in der Nähe des torusförmigen Trägers angeordnet
ist. Wie aus 1 zu sehen ist, erfolgt das
Herumlegen des streifenförmigen
Bandes 12 im Wesentlichen in Umfangswindungen, die aufeinander
folgend nebeneinander so abgelegt werden, dass sie dem Querschnittsprofil der
Außenfläche des
torusförmigen
Trägers 11 folgen.
-
Für die Zwecke
der vorliegenden Erfindung bedeutet der Ausdruck Querschnittsprofil
die von dem Halbschnitt des torusförmigen Trägers 11 gegebene Form,
wenn dieser entsprechend einer Radialebene zu seiner eigenen geometrischen
Drehachse geschnitten wird, die in der Zeichnung nicht gezeigt ist
und mit der geometrischen Drehachse des Reifens und somit mit der
des herzustellenden Karkassenaufßaus 2 zusammenfällt.
-
Die
Karkassenlage 3 wird direkt auf den torusförmigen Träger 11 dadurch
ausgebildet, dass, wie nachstehend deutlicher wird, erste und zweite Reihen
von streifenförmigen
Segmenten 13, 14 abgelegt werden, die von wenigstens
einem fortlaufenden streifenförmigen
Element 2a erhalten werden, das vorzugsweise eine Breite
im Bereich zwischen 3 mm und 15 mm hat.
-
Wie 2 zeigt,
werden für
die Herstellung des fortlaufenden streifenförmigen Elements 2a im Wesentlichen
ein oder mehrere fadenförmige
Elemente 15, vorzugsweise drei bis zehn fadenförmige Elemente 15,
vorgesehen, die von entsprechenden Spulen 15a für die Führung durch
einen ersten Siebkopf-Extruder 16 zugeführt werden, der einer Extrusionsvorrichtung 17 zugeordnet
ist, die rohes elastomeres Material durch den Siebkopf-Extruder
zuführt.
-
Anzumerken
ist, dass für
die Zwecke der vorliegenden Erfindung der Ausdruck "Siebkopf-Extruder" den Teil der Extrusionsvorrichtung
bedeutet, der beim Stand der Technik auch durch den Ausdruck "Extruderkopf" bezeichnet wird,
der mit einem so genannten "Mundstück" versehen ist, durch
das das zu verarbeitende Produkt in Übereinstimmung mit einer Austrittsöffnung hindurchgeht,
die entsprechend den geometrischen und abmessungsmäßigen Eigenschaften
bemessen ist, die das Produkt erhalten soll.
-
Das
elastomere Material und die fadenförmigen Elemente 15 werden
innerhalb des Siebkopf-Extruders
innig vereinigt, wobei an seinem Ausgang das fortlaufende streifenförmige Element 2a erzeugt
wird, das von wenigstens einer Schicht aus elastomerem Material 18 gebildet
wird, in dessen Dicke die fadenförmigen
Elemente eingeschlossen sind.
-
Abhängig von
den Erfordernissen ist es möglich,
die fadenförmigen
Elemente 15 in den Siebkopf-Extruder 16 so zu
leiten, dass sie in der Schicht aus elastomerem Material 19 nicht
integral eingeschlossen sind, sondern aus einer oder beiden Flächen hervortreten.
-
Die
fadenförmigen
Elemente 15 können
beispielsweise jeweils von einem Textilkord mit einem Durchmesser
von vorzugsweise im Bereich zwischen 0,6 mm und 1,2 mm oder von
einem Metallkord mit einem Durchmesser vorzugsweise im Bereich zwischen
0,3 mm und 2,1 mm gebildet werden.
-
Erforderlichenfalls
können
die fadenförmigen Elemente 15 vorteilhafterweise
in dem fortlaufenden streifenförmigen
Element 2a so positioniert werden, dass die dadurch erhaltene
Karkassenlage 3 unerwartete Eigenschaften der Kompaktheit
und Homogenität
aufweist.
-
Für diesen
Zweck können
die fadenförmigen Elemente 15 beispielsweise
mit einer Dichte angeordnet werden, die sechs fadenförmige Elemente
pro Zentimeter, gemessen am Umfang auf der Karkassenlage 3 in
der Nähe
der Äquatorialebene
des Reifens, überschreitet.
Auf jeden Fall wird vorzugsweise dafür gesorgt, dass die fadenförmigen Elemente 15 in
dem streifenförmigen
Element 2a mit einem Abstand zwischen ihren jeweiligen
Mitten angeordnet werden, der nicht kleiner als das 1,5-fache des Durchmessers
der fadenförmigen
Elemente ist, um eine ausreichende Gummierung zwischen benachbarten
Drähten
zu ermöglichen.
-
Vorteilhafterweise
kann das aus dem Siebkopf-Extruder
16 austretende, fortlaufende
fadenförmige
Element
2a gegebenenfalls durch eine Akkumulier-Kompensiervorrichtung
17a auf
eine Ablegevorrichtung geleitet werden, deren bauliche und betriebliche
Eigenschaften im Einzelnen in dem Dokument
EP 928680A im Namen der gleichen
Anmelderin beschrieben sind, deren Inhalt hier als eingeschlossen
angesehen wird.
-
Diese
Ablegevorrichtung ist in der Lage, das fortlaufende streifenförmige Element 2a aufeinander folgend
zur Erzielung von streifenförmigen
Segmenten 13, 14 vorgegebener Länge durchzuschneiden.
-
Auf
die Ausführung
des Schneidens eines jeden streifenförmigen Segments 13, 14 folgt
unmittelbar das Ablegen des Segments auf dem torusförmigen Träger 11,
wobei das streifenförmige
Segment in eine "U"-Form um das Querschnittsprofil
des torusförmigen
Trägers
gebracht wird, so dass bei dem streifenförmigen Segment 13, 14 zwei
seitliche Abschnitte 19, 20, die sich radial zur
Achse des torusförmigen
Trägers 11 in
Positionen abwickeln, die axial voneinander beabstandet sind, und
ein Kronenabschnitt 21, 22 identifiziert werden
können,
der sich in einer radial äußeren Position
zwischen den seitlichen Abschnitten erstreckt.
-
Die
Klebrigkeit des rohen elastomeren Materials, das die Schicht 18 bildet,
die die fadenförmigen Elemente 15 bedeckt,
gewährleistet
das stabile Haften der streifenförmigen
Segmente 13, 14 an den Oberflächen des torusförmigen Trägers 11 auch
bei Fehlen der Dichtungsschicht 10 auf dem torusförmigen Träger. Insbesondere
zeigt sich die oben beschriebene Haftung, sobald das streifenförmige Segment 13, 14 in
Kontakt mit dem torusförmigen
Träger 11 in
einem radial äußeren Bereich
seines Querschnittsprofils kommt.
-
Zusätzlich zu
oder anstelle der Nutzung der natürlichen Klebrigkeit des elastomeren
Materials, wie sie vorstehend beschrieben ist, kann das Halten von
einem oder mehreren streifenförmigen
Segmenten 13, 14 auf dem torusförmigen Träger 11 mit
Hilfe einer Ansaugwirkung erreicht werden, die durch ein oder mehrere
geeignete Löcher
erzeugt wird, die an dem torusförmigen
Träger
vorgesehen sind.
-
Der
torusförmige
Träger 11 kann
in eine Winkeldrehung mit einer Schrittbewegung synchron zu der
Betätigung
der erwähnten
Ablegevorrichtung betätigt
werden, so dass auf jede Schneideinwirkung auf jedes streifenförmige Segment 13, 14 eine
Ablage in einer am Umfang beabstandeten Position bezüglich des
vorher abgelegten Segments 13, 14 folgt.
-
Insbesondere
erfolgt die Drehung des torusförmigen
Trägers 11 mit
einer Winkelteilung, der eine Umfangsverschiebung entspricht, die
gleich einem Vielfachen, oder genauer dem Doppelten, der Breite eines
jeden streifenförmigen
Segments 13, 14 ist.
-
Zu
erwähnen
ist, für
die Zwecke der vorliegenden Erfindung, dass, wenn es nicht anders
angegeben ist, der Ausdruck "am
Umfang" sich auf
einen Umfang bezieht, der in der Äquatorialebene und in der Nähe der Außenfläche des
torusförmigen
Trägers 11 liegt.
-
Erfindungsgemäß erfolgt
die vorstehend beschriebene Betriebssequenz so, dass eine erste
vollständige
Umdrehung des torusförmigen
Trägers 11 um
seine eigene Achse das Ablegen der ersten Reihe von streifenförmigen Segmenten 13 am
Umfang verteilt mit einer Umfangsteilung bestimmt, die gleich der
zweifachen Breite eines jeden von ihnen ist. Deshalb verbleibt,
wie 4 deutlich zeigt, zwischen dem einen und dem anderen
der zu der ersten Reihe gehörenden
Segmente ein Leerraum "S", der wenigstens
in Übereinstimmung
mit den Kronenabschnitten 21 der Segmente zur letzteren
in der Breite gleich ist.
-
Die
Herstellung des Karkassenaufbaus 2 geht dann weiter mit
der Phase, bei der die vorstehend erwähnten, nicht dehnbaren ringförmigen Aufbauten 4,
und insbesondere Hauptabschnitte 4a von ihnen, in der Nähe eines
jeden der inneren Umfangsränder
der in Fertigung befindlichen Karkassenlage 3 angebracht
werden, um die Karkassenbereiche zu erhalten, die als "Wulste" bekannt sind, welche
speziell dazu bestimmt sind, die Verankerung des Reifens an einer
entsprechenden Montagefelge zu gewährleisten.
-
Der
Hauptabschnitt 4a einer jeden der vorstehend erwähnten ringförmigen Verstärkungsaufbauten 4 hat
eine erste am Umfang nicht dehnbare, ringförmige Einlage 23,
die im Wesentlichen nach Art einer kreisförmigen Krone geformt ist, die
konzentrisch zur geometrischen Drehachse des torusförmigen Trägers 11 ist
und sich in einer am Umfang inneren Position an den Endrändern 19a befindet,
die die zu der ersten Reihe gehörenden
streifenförmigen Segmente 13 haben.
-
Die
erste ringförmige
Einlage 23 besteht aus wenigstens einem metallischen, langgestreckten
Element, das in mehrere, im Wesentliche konzentrische Windungen 23a gelegt
ist. Die Windungen 23 können von
einer fortlaufenden Wendel oder von konzentrischen Ringen gebildet
werden, die von den jeweiligen langgestreckten Elementen geformt
werden.
-
Die
erste ringförmige
Einlage 23 ist mit einer zweiten am Umfang nicht dehnbaren,
ringförmigen Einlage 24 kombiniert,
die sich im Wesentlichen entsprechend einem jeweiligen Ring erstreckt,
der koaxial nebeneinander bezüglich
der ersten ringförmigen Einlage 23 in
einem geeigneten Abstand davon eingestellt ist.
-
Die
zweite ringförmige
Einlage 24 wird vorzugsweise ebenfalls von wenigstens einem
metallischen, langgestreckten Element gebildet, das in eine Vielzahl
von im Wesentlichen konzentrischen Windungen 24 gelegt
ist, die von einer fortlaufenden Wendel oder von konzentrischen
Schleifen gebildet werden können,
die von den jeweiligen langgestreckten Elementen gebildet werden.
-
Die
zweite ringförmige
Einlage 24 hat eine radiale Erstreckung, die durch die
Differenz zwischen dem minimalen Innenradius und dem maximalen Außenradius
der ringförmigen
Einlage bestimmt ist und die vorzugsweise kleiner ist als die radiale
Erstreckung der ersten ringförmigen
Einlage 23 und insbesondere in einem Bereich zwischen 1/3
und 2/3 der radialen Erstreckung der ersten ringförmigen Einlage 23 liegt.
-
Zwischen
der ersten und der zweiten ringförmigen
Einlage 23, 24 ist wenigstens ein Füllkörper 25 aus
elastomerem Material, vorzugsweise aus einem Thermoplast, angeordnet,
der eine Shore-D-Härte
im Bereich zwischen 48° und
55° hat,
gemessen bei einer Temperatur von 23°C.
-
Die
Herstellung des ersten Abschnitts 4a kann die Ausbildung
des ersten Füllkörpers 25 getrennt
von der ersten ringförmigen
Einlage 23 und die anschließende Vereinigung des ersten
Füllkörpers mit
der ersten ringförmigen
Einlage 23 erfordern, die vorher an den Endrändern 19a der
auf dem torusförmigen
Träger 11 abgelegten
streifenförmigen
Segmente 13 angebracht wurde.
-
Insbesondere
wird bei einer bevorzugten Ausführungsform
die erste ringförmige
Einlage 23 direkt an den Endrändern 19a der streifenförmigen Segmente 13 hergestellt,
indem wenigstens ein langgestrecktes Element in konzentrischen Windungen 23a,
die in einer gegenseitigen Nebeneinanderbeziehung angeordnet sind,
auf Umfängen
mit fortschreitend zunehmendem Durchmesser um ihre geometrische
Wickelachse gelegt wird, die der Drehachse des fertigen Reifens
entspricht.
-
Das
Legen des fadenförmigen
Elements in Windungen kann mit der möglichen Hilfe von Walzen oder
anderen zweckmäßigen Einrichtungen
bewirkt werden, die im Gegensatz zu der Oberfläche des torusförmigen Trägers 11 wirken.
-
Die
Klebrigkeit der elastomeren Schicht 18, die die zur ersten
Reihe gehörenden
streifenförmigen Segmente
abdeckt, sowie der möglichen
Dichtungsschicht 10, die vorher auf der Trommel abgelegt
wurde, gewährleistet
die stabile Positionierung der einzelnen auszubildenden Windungen 23a.
-
Danach
kann der Füllkörper 25 seinerseits direkt
an der ringförmigen
Verankerungseinlage 23 ausgebildet werden, beispielsweise
durch Anbringen eines fortlaufenden Streifens aus elastomerem Material,
das aus einem Siebkopf-Extruder austritt, der angrenzend an die
Trommel 11 angeordnet ist. Der fortlaufende Streifen kann
die Endquerschnittsform des Füllkörpers 25 bereits
haben, wenn er aus dem jeweiligen Siebkopf-Extruder austritt. Alternativ
hat der fortlaufende Streffen einen Querschnitt, der kleiner ist als
der des Füllkörpers, wobei
letzterer dadurch erhalten wird, dass der Streifen in mehrfachen
Windungen angebracht wird, die nebeneinander und/oder aufeinander
gelegt sind, um den Füllkörper 25 in
seiner Endform zu bilden.
-
Danach
kann die zweite Einlage 24 direkt an dem vorher ausgebildeten
Füllkörper 25 hergestellt werden,
indem ein langgestrecktes Element in konzentrischen Windungen 24a, ähnlich wie
unter Bezug auf die erste Einlage 23 beschrieben, gelegt
wird.
-
Nach
dem Anbringen der Hauptabschnitte 4a der jeweiligen ringförmigen Verstärkungsaufbauten 4 wird
die Bildung der ersten Karkassenlage 3 dadurch abgeschlossen,
dass die zweite Reihe von streifenförmigen Segmenten 14 abgelegt
wird, die durch Schneiden auf Maß des fortlaufenden streifenförmigen Elements 2a erhalten
und auf den torusförmigen
Träger 11 ähnlich wie
für die
zur ersten Reihe gehörenden
streifenförmigen
Segmente 13 beschrieben aufgebracht werden.
-
Jedes
zu der zweiten Reihe gehörende
Segment 14 wird in einer "U"-Form
um das Querschnittsprofil des torusförmigen Trägers 11 zwischen zwei aufeinander
folgenden, zur ersten Reihe gehörenden Segmenten 13 abgelegt.
Insbesondere ist der jeweilige Kronenabschnitt 22 eines
jeden zur zweiten Reihe gehörenden
Segments 14 am Umfang zwischen den Kronenab schnitten 21 der
zu der ersten Reihe gehörenden
Segmente 13 so abgelegt, dass der Raum "S" gefüllt wird,
der zwischen ihnen und einem Paar von seitlichen Abschnitten 20 vorhanden
ist, welche die Endränder 20a des
Segments in eine Lage auf den jeweiligen primären Abschnitten 4a der ringförmigen Verstärkungsaufbauten 4 in
axial gegenüberliegende
Positionen bezüglich
der Endränder 19a der
zu der ersten Reihe gehörenden
Segmente 13 bringen.
-
D.h.
mit anderen Worten, dass der Hauptabschnitt 4a eines jeden
ringförmigen
Verstärkungsaufbaus 4,
der ein Querschnittsprofil hat, das im Wesentlichen wie ein Dreieck
geformt ist, dessen Spitze von der Achse des Reifens weggerichtet
ist, eine axial innere Seite, die zu den Endrändern der zu der ersten Reihe
gehörenden
streifenförmigen
Segmente 13 ausgerichtet ist, und eine axial äußere Seite
hat, die zu den Endrändern 20a der
zur zweiten Reihe gehörenden
Segmenten 14 ausgerichtet ist.
-
Die
seitlichen Abschnitte 20 eines jeden zu der zweiten Reihe
gehörenden
Segments 14 können auch
teilweise die seitlichen Abschnitte 19 von zwei aufeinander
folgenden, zu der ersten Reihe gehörenden Segmenten 13 jeweils
auf einer Länge
abdecken, die zwischen dem radial äußeren Rand 25a des
jeweiligen Hauptabschnitts 4a und dem Übergangsbereich zwischen dem
seitlichen Abschnitt und dem Kronenabschnitt 21 liegt.
-
Die
Bereiche mit Aufeinanderlage der streifenförmigen Segmente 13,
die zu der ersten Reihe gehören,
sind in 6 bei 13a gezeigt.
-
Aufgrund
der gegenseitigen Konvergenz zwischen den benachbarten seitlichen
Abschnitten 19, 20, die radial zur geometrischen
Achse des torusförmigen
Trägers 11 ausgerichtet
sind, nimmt die Aufeinanderlage der Abdeckung der seitlichen Abschnitte 19 der
zu der ersten Reihe gehörenden
Segmente 13, d.h. die Umfangsamplitude der Aufeinanderlagebereiche 13a,
ausgehend von einem Maximalwert in der Nähe des radial äußeren Randes 25a des
Hauptabschnitts 4a eines jeden ringförmigen Verstärkungsaufbaus 4 bis
zu einem Wert von null entsprechend dem Übergangsbereich zwischen den seitlichen
Abschnitten 19, 20 und den Kronenabschnitten 21, 22 fortschreitend
ab.
-
Wenn
in der Nähe
der Wulste eine homogenere Verteilung der fadenförmigen Elemente 15,
die jeweils die Segmente 13, 14 der ersten und
zweiten Reihe bilden, erhalten wird, kann ein Auslenkschritt sequenziell
an dem fortlaufenden streifenförmigen Element 2a in
den Berei chen seiner Längsabwicklung
entsprechend den Enden der streifenförmigen Segmente 13, 14 ausgeführt werden,
die nach den Schneidaktionen erhalten werden. Auf diese Weise werden
bei der Abwicklung des streifenförmigen Segments 13, 14 Bereiche
mit vergrößerter Breite gebildet,
die in Übereinstimmung
mit den inneren Umfangsrändern
der so gebildeten Karkassenlage 3 positioniert sind.
-
Diese
Ablenkwirkung verursacht eine Verringerung der Dicke der elastomeren
Schicht 18 und eine Zunahme der Breite des streifenförmigen Elements 2a mit
der daraus folgenden gegenseitigen Trennung der fadenförmigen Elemente 15.
Wenn dies durchgeführt
wird, können
die Endränder 19a, 20a eines
jeden Segments 13, 14 geweitet werden, bis sie
in Übereinstimmung
mit den am Umfang inneren Enden eine Breite haben, die das Doppelte
der Breite der Kronenabschnitte 21, 22 beträgt, so dass die
jeweiligen inneren und äußeren Seiten
der Hauptabschnitte 4a eines jeden ringförmigen Verstärkungsaufbaus 4 vollständig abgedeckt
sind.
-
Nach
dem Ablegen der zu der zweiten Reihe gehörenden streifenförmigen Segmente 14 in
der vorstehend beschriebenen Weise ist die Ausbildung der ringförmigen Wulstverstärkungsaufbauten 4 abgeschlossen.
-
Für diesen
Zweck wird für
jeden der Verstärkungsaufbauten 4 eine
dritte am Umfang nicht dehnbare, ringförmige Einlage 26 gebildet,
die sich im Wesentlichen mit einer entsprechenden Ringeinstellung koaxial
Seite an Seite bezüglich
der zweiten ringförmigen
Einlage 24 erstreckt.
-
Die
dritte ringförmige
Einlage 26 wird ebenfalls vorzugsweise von wenigstens einem
metallischen langgestreckten Element gebildet, das in mehrere, im
Wesentlichen konzentrische Windungen 26a gelegt wird, die
von einer fortlaufenden Wendel oder von konzentrischen Schleifen
gebildet werden, die von den jeweiligen langgestreckten Elementen
gebildet werden. Darüber
hinaus hat die dritte ringförmige Einlage
vorzugsweise auch eine radiale Erstreckung, die von der Differenz
zwischen dem minimalen Innenradius und dem maximalen Außenradius
der ringförmigen
Einlage gebildet wird, die kleiner ist als die radiale Erstreckung
der ersten ringförmigen
Einlage 23 und vorzugsweise im Bereich zwischen 1/3 und 2/3
der radialen Erstreckung der ersten ringförmigen Einlage 23 liegt.
-
Die
dritte Einlage 26 bildet somit einen zusätzlichen
Teil des Verstärkungsaufbaus 4,
der an den Endrändern 20a der
zu der zweiten Reihe gehörenden
streifenförmigen
Segmente 14 aufgebracht wird, indem beispielsweise das
In-Windungen-Legen des jeweiligen langgestreckten Elements direkt
an den Endrändern
bewirkt wird.
-
Nach
diesem Vorgang wird jeder der Endränder 20a der zu der
zweiten Reihe gehörenden
Segmente 14 vorteilhafterweise zwischen der zweiten ringförmigen Einlage 24 und
der dritten ringförmigen Einlage 26 eingeschlossen.
-
Ebenfalls
vorgesehen ist die Hinzufügung
eines zusätzlichen
Füllkörpers 27 aus
elastomerem Material, der in einer axial äußeren Position an der Karkassenlage 3 angeordnet
wird und sich radial von der dritten ringförmigen Einlage 26 weg
erstreckt.
-
Vorzugsweise
ist die Härte
des zusätzlichen Füllkörpers 27 im
Wesentlichen glich der Härte
des Füllkörpers 25.
-
Bei
Gürtelreifen
wird gewöhnlich
ein Gurtaufbau 5 auf den Karkassenaufbau 2 aufgebracht.
-
Dieser
Gurtaufbau 5 kann auf irgendeine, für den Fachmann zweckmäßige Weise
erhalten werden. Bei der gezeigten Ausgestaltung hat er im Wesentlichen
einen ersten und einen zweiten Gurtstreifen 6a, 6b,
die Korde mit jeweils gekreuzter Ausrichtung haben. Auf die Gurtstreifen
wird ein zusätzliches Gurtband 7 aufgelegt,
das beispielsweise dadurch erhalten wird, dass wenigstens ein fortlaufender
Kord in Windungen gelegt wird, die axial Seite an Seite auf dem
ersten und zweiten Gurtstreifen 6a, 6b angebracht
werden.
-
Auf
dem Gurtaufbau 5 werden dann das Laufflächenband 8 und die
Seitenwände 9 angebracht,
die ebenfalls in irgendeiner für
den Fachmann zweckmäßigen Weise
erhalten werden.
-
Ausführungsformen
eines Gurtaufbaus, der Seitenwände
und des Laufflächenbandes,
die vorteilhafterweise für
die vollständige
Fertigung des Reifens
1 auf dem torusförmigen Träger
11 verwendet werden
können,
sind in dem Dokument
EP
919406 A im Namen der gleichen Anmelderin beschrieben.
-
Der
so gefertigte Reifen 1 kann nun nach dem Entfernen vom
Träger 11 einer
Vulkanisierphase ausgesetzt werden, die in irgendeiner bekannten
und herkömmlichen
Weise durchgeführt
werden kann.
-
Die
vorliegende Erfindung erreicht wesentliche Vorteile.
-
Der
Karkassenaufbau kann direkt auf einem torusförmigen Träger erhalten werden, auf dem
in vorteilhafter Weise der gesamte Reifen mit einer beträchtlichen
Reduzierung der Verarbeitungszeit verglichen mit dem in dem Dokument
US 5,362,343 beschriebenen
Verfahren ausgebildet werden kann.
-
Das
konstruktive und bauliche Konzept des Reifens, insbesondere in Bezug
auf seinen Karkassenaufbau 2, ermöglicht es, beträchtliche
Verbesserungen hinsichtlich strukturellem Widerstand, insbesondere
in der Nähe
der Seitenwände
und Wulste, wo eine größere strukturelle
Festigkeit normalerweise gefordert wird, sowie ein Verhalten insbesondere in
Bezug auf die Wirkungen der Driftdrucke zu erhalten, die während des
Durchfahrens von Kurven entstehen, während alle Vorteile genutzt
werden, die gewöhnlich
mit einem Einzellagen-Karkassenaufbau verbunden sind.
-
Insbesondere
sind die konstruktiven Merkmale der nicht dehnbaren, ringförmigen Ausbauten 4 sowie
die Art und Weise, in der sie in die Karkassenlage integriert sind,
so beschaffen, dass der hervorragende strukturelle Widerstand des
Reifens 1 in den Bereichen der Wulste und Seitenwände weiter
gesteigert wird.
-
Das
Vorhandensein der am Umfang nicht dehnbaren ringförmigen Einlagen 23, 24 und 26,
die innig mit der Karkassenlage 3 verbunden sind, gibt eine
hervorragende "Bindung" mit den zu den verschiedenen
Reihen der streifenförmigen
Segmente gehörenden
fadenförmigen
Elemente 15. Der Karkassenaufbau 2 wird dadurch
weiter in den Bereichen verstärkt,
die den Wulsten des Reifens 1 entsprechen, ohne dass es
für diesen
Zweck erforderlich ist, zusätzliche
streifenförmige
Einlagen, wie sie stattdessen beim Stand der Technik verwendet werden,
und die üblicherweise "Wulstfahnen" genannt werden,
einzusetzen, die in Schleifen um die ringförmigen Verstärkungsaufbauten 4 gelegt
sind.
-
Insbesondere
sorgt das Vorhandensein der zweiten und dritten ringförmigen Einlagen,
die die Endränder 20a der
zweiten Reihe der streifenförmigen Segmente 14 einschließen, für eine spezielle
Stärke des
Wulstes, ohne dass eine übermäßige radiale
Abwicklung der ringförmigen
Einlagen bezüglich
der ersten ringförmigen
Einlage erforderlich wird. Die verringerte radiale Abwicklung der
zweiten und dritten Einlage 24, 26 ermöglicht somit,
einen Raum für
das mögliche
Einfügen
des zusätzlichen
Füllkörpers 27 zu
erhalten, der beispielsweise vorgesehen werden kann, um dem gesamten
Reifen eine größere Festigkeit
und Eigentragkapazität
zu geben.
-
Die
Steigerung der strukturellen Festigkeit in Übereinstimmung mit den Seitenwänden wurde
vorteilhafterweise erreicht, ohne dass eine übermäßige Steifigkeit des Karkassenaufbaus
in der Krone entsteht, wo die Segmente der Einzellage 3 am
Umfang nebeneinander bei Fehlen einer gegenseitigen Aufeinanderlage
angeordnet werden. Dieser Aspekt ist besonders vorteilhaft bezüglich Hochleistungsreifen mit
abgesenktem Profil, wo der Strukturwiderstand der Seitenwände ein
sehr kritischer Punkt auch aufgrund der hohen Drehmomentwerte ist,
für deren Übertragung
der Reifen in der Lage sein muss.