DE60133780T2

DE60133780T2 - Schwingarmvorrichtung zur Herstellung einer Reifenverstärkungsstruktur mit einem einzigen Reifenkord

Info

Publication number: DE60133780T2
Application number: DE60133780T
Authority: DE
Inventors: Jean-Claude Mayet
Original assignee: Manufacture Francaise des Pneumatiques Michelin SAS
Current assignee: Manufacture Francaise des Pneumatiques Michelin SAS
Priority date: 2000-02-01
Filing date: 2001-01-25
Publication date: 2009-05-07
Anticipated expiration: 2021-01-26
Also published as: EP1464472A3; JP2001260245A; EP1122057A3; US20010020518A1; EP1464472B1; CN1311094A; EP1122057A2; ATE393012T1; DE60133780D1; ATE298660T1; KR20010078188A; KR100724296B1; EP1122057B1; EP1464472A2; DE60111656D1; DE60111656T2; US6463978B2; FR2804367A1; BR0100238A; FR2804367B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Reifen. Genauer gesagt bezieht sie sich auf das Anordnen von Fasern zur Verstärkung des Reifens. Genauer gesagt werden Mittel vorgeschlagen, die dazu geeignet sind, eine derartige Verstärkung in einer Form herzustellen, die identisch oder ähnlich zu der Form des Innenraums des Reifens ist, das heißt im Wesentlichen in Form eines Toroids, als Unterstützung bei der Herstellung des Reifenrohlings.
Auf diesem technischen Gebiet sind bereits Verfahren und Vorrichtungen bekannt, die die Integration bei der Herstellung von Verstärkungen des Reifens in dem eigentlichen Reifenaufbau ermöglichen. Dies bedeutet, dass man, anstatt zu Vorprodukten wie Verstärkungsschichten zurückkehren zu müssen, die Verstärkungen in situ und zu dem Zeitpunkt, zu dem der Reifen hergestellt wird, herstellt, und zwar mit nur einer einzigen Faserspule. Beispielsweise ist die Vorrichtung aus der Anmeldung EP 0 962 304 bekannt, auf die der Oberbegriff von Anspruch 1 zurückgeht. Unter den Verfahren und Vorrichtungen ist die Lösung aus der Patentanmeldung EP 0 580 055 besonders geeignet zur Herstellung von Verstärkungen der Karkasse auf einem festen Kern, dessen Außenoberfläche im Wesentlichen der Form des Innenraums des fertiggestellten Reifens entspricht. Dort ist eine Apparatur dargestellt, bei der die Faser, die zur Verstärkung der Karkasse dienen soll, in aneinander anliegenden Bögen auf einem festen Kern angeordnet wird, und zwar mit einer fixierten Blende auf einer Kette, die derart auf Rollen montiert ist, dass der Kern gabelförmig umgeben wird. Die Blende führt eine Hin- und Herbewegung um den Kern aus, so dass nach und nach und durchgehend ein Bogen gelegt wird, nämlich ein Bogen bei jeder Hinfahrt und ein Bogen bei jeder Rückfahrt, wobei geeignete Pressfinger verwendet werden, um die Enden der Bögen je nach Bedarf auf den festen Kern zu drücken, der mit Rohgummi bedeckt ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Apparatur weiterzuentwickeln, so dass im Wesentlichen in der gleichen Art eine Faser zur Verstärkung auf einen Kern aufgebracht werden kann.
Erfindungsgemäß wird ein Gerät zur Herstellung einer Verstärkung für Luftreifen nach Anspruch 1 vorgeschlagen, wobei das Gerät dazu bestimmt ist, eine Verstärkung herzustellen, die von einem Draht, der kontinuierlich und auf Anforderung von einem geeigneten Verteiler geliefert wird, gebildet ist, wobei das Gerät dazu bestimmt ist, durch Zusammenwirken mit einer im Wesentlichen torischen Form verwendet zu werden, auf der nach und nach die Verstärkung hergestellt wird, wobei Bögen des Drahtes nach einer für den Draht gewünschten Verlaufsbahn auf der Oberfläche der Form verwirklicht werden, wobei das Gerät umfasst:

– ein Führungselement, in dem der Draht frei gleiten kann,
– Mittel zum Verschieben des Führungselements entlang einer zyklischen Hin- und Herbewegung, um das Führungselement in aufeinander folgenden Zyklen in die Nähe jedes der für den Draht in der Verlaufsbahn gewünschten Enden zu bringen,
– Druckvorrichtungen in der Nähe jedes Endes der Verlaufsbahn, um den Draht an die Form an den Enden anzulegen, dadurch gekennzeichnet, dass:
– das Verschiebemittel umfasst mindestens einen Basisarm, wobei der Basisarm einen Drehmittelpunkt und einen Transportkopf und Steuermittel umfasst, um dem Basisarm eine Schwenkbewegung um seinen Drehmittelpunkt zu verleihen, wobei das Gerät derart angeordnet ist, dass der Transportkopf des Basisarms direkt oder indirekt das Führungselement von einem Ende der Verlaufsbahn zum anderen transportiert,
– die Geometrieachse des Drehmittelpunkts in der Arbeitsposition zur Gänze außerhalb der Form liegt.

Vorteilhafte Formen der Erfindung sind Gegenstand der unabhängigen Ansprüche.
Es wird auf die oben genannte Patentanmeldung EP 0 580 055 verwiesen, da in der vorliegenden Erfindung nicht nur das dort beschriebene Verfahren aufgegriffen wird, sondern auch weitgehend die Pressfinger verwendet werden, um eine Schlaufe legen zu können und diese Schlaufe gegen den Kern drücken zu können. Es sei daran erinnert, dass die Pressfinger im Wesentlichen jeweils eine Gabel und einen Hammer umfassen. Abgesehen von gewissen Einzelheiten kann das Ausführungsbeispiel der Pressfinger, das hier beschrieben wird, direkt verwendet werden, selbst wenn weiter unten eine neue Form für die genannten Pressfinger vorgeschlagen wird.
Was die Elemente für das Ablegen der Faser und insbesondere die Bewegung des Führungselements betrifft, in dem die Faser frei gleiten kann (nämlich die Blende), so weist die Erfindung grundsätzliche Unterschiede auf. Anders gesagt ist das System oder sind die Systeme mit oszillierendem Arm, die weiter unten beschrieben werden, dazu gedacht, die Stelle von Systemen mit Kettenantrieb einzunehmen, die in dem genannten Patent beschrieben werden.
Bevor Einzelheiten dieser neuen Bewegungseinrichtungen für das Element zur Führung der Faser beschrieben werden, seien einige nützliche Punkte wiederholt.
Zunächst beachte man, dass wie in dem genannten Patent der Begriff "Faser" in einem ganz allgemeinen Sinn verstanden werden muss und einzelne Fasern, mehrere Fasern, eine Struktur wie zum Beispiel ein Kabel oder Zwirn darunter fallen, oder eine kleine Anzahl von Kabeln oder gruppierten Zwirnfäden, und zwar unabhängig von der Natur des Materials, und dass die "Faser" mit Kautschuk bedeckt sein kann oder nicht. In dieser Beschreibung wird der Begriff "Bogen" verwendet, um einen Abschnitt der Faser zu beschreiben, der in der Verstärkungsstruktur von einem singulären Punkt zu einem anderen führt. Die Gruppe dieser Bögen auf dem gesamten Umfang des Reifens bilden die eigentliche Verstärkung. Ein Bogen in dem hier definierten Sinne kann Teil einer Karkasse oder einer Verstärkung des Mantels oder einer Verstärkung irgendeines anderen Typs sein. Diese Bögen können durch Auseinanderschneiden der Faser im Verlauf der Positionierung unabhängig voneinander gemacht werden, oder sie können in der endgültigen Verstärkung alle zusammenhängen, beispielsweise in der Form von Schlaufen.
Grundsätzlich bezieht sich die Erfindung auf das fortlaufende Ablegen von Verstärkungsfasern in einer Konfiguration, die der Konfiguration im fertiggestellten Produkt so nahe wie möglich kommt. Da die Faser je nach Bedarf durch einen geeigneten Verteiler zugeliefert wird, der beispielsweise eine Faserspule und gegebenenfalls eine Vorrichtung zur Überwachung der Spannung der Faser umfasst, die von der Spule kommt, wirkt die Vorrichtung zur Herstellung einer Verstärkung aus einer einzigen Faser mit einer Form (fester Kern oder verstärkte Membran) zusammen, auf der der Reifen hergestellt wird. Es ist nicht so wichtig, ob die Verstärkung, um vollständig zu sein, die in mehreren sukzessiven Schritten mit den beschriebenen Positionierungselementen hergestellt wird, Schnitte der Faser zwischen zwei Schritten aufweist oder nicht.
Wenn man Positionen oder Richtungen mit den Worten "radial, axial, in Umfangsrichtung" definiert, oder wenn man von Radien spricht, so bezieht man sich auf den Kern, auf dem der Reifen hergestellt wird, oder auf den Reifen selbst, was auf dasselbe hinausläuft. Die geometrische Bezugsachse ist die Drehachse der Form.
Ähnlich, wie es in dem oben genannten Patent bereits ausgeführt wurde, ermöglichen die hier beschriebenen Elemente zur Positionierung der Faser außerdem die Herstellung einer Verstärkung, beispielsweise einer Karkassenverstärkung, bei der die Schrittweite beim Anordnen der Faser variabel ist. Unter "Schrittweite" wird hier der Abstand verstanden, der sich aus der Summe der Abstände zwischen zwei benachbarten Fasern und dem Durchmesser der Faser ergibt. Es ist allgemein bekannt, dass bei einer Karkassenverstärkung der Abstand zwischen den Fasern je nach dem Radius variiert, bei dem gemessen wird. Dies sind nicht die Schwankungen, auf die hier Bezug genommen wird, sondern eine variable Schrittweite bei einem gegebenen Radius. Es reicht daher, ohne die Arbeitsgeschwindigkeit des Führungselements zu ändern, in geeigneter Art und Weise die Drehgeschwindigkeit der Form zu variieren. Man erhält so einen Reifen, dessen Fasern zur Verstärkung der Karkasse, beispielsweise bei einer radialen Karkasse, mit einer Schrittweite angeordnet sind, die bei einer gegebenen radialen Position eine genau vorgegebene Variation aufweisen.
Es sind verschiedene Ausführungsformen der Erfindung vorstellbar. Im Folgenden werden drei grundsätzliche Ausführungsarten beschrieben. Die erste Ausführungsart beruht auf der Verwendung einer Kaskade von drei oszillierenden Arbeitsarmen. Außerdem werden mögliche Varianten dieser ersten Ausführungsform angegeben. Vorzugsweise wird eine Kaskade von drei oszillierenden Arbeitsarmen eingesetzt, um die Karkassenbögen, die von einem Wulst zum anderen Wulst des Reifens verlaufen, anzuordnen. Die zweite Ausführungsart basiert auf der Verwendung einer Kaskade mit zwei oszillierenden Arbeitsarmen. Außerdem wird eine Ausführungsvariante für diese zweite Ausführungsform angegeben. Als Beispiel wird eine Kaskade von zwei oszillierenden Arbeitsarmen für das Positionieren von Karkassenbögen von einem Wulst zu einer Schulter des Reifens eingesetzt. Die dritte Ausführungsform basiert auf der Verwendung eines einzigen oszillierenden Arbeitsarm, der ausreicht, um die einfachsten Positionierungen durchzuführen.
Wenn man "n" oszillierende Arbeitsarme in kaskadenförmiger Reihenfolge (n > 1) verwendet, so wird als "n-ter Arm" der oszillierende Arbeitsarm bezeichnet, an dem das Element zum Führen der Faser direkt befestigt ist, der Basisarm wird immer als oszillierender "erster Arm" bezeichnet. Die oszillierenden Arme sind in Kaskadenform angeordnet, so dass ganz allgemein der Transportkopf des oszillierenden Arms "p" (mit p < n) das Drehzentrum des oszillierenden Arms "p + 1" transportiert. Dies ist der Grund, warum oben genau dargelegt wurde, dass der Transportkopf das Führungsorgan für die Faser direkt oder auch nur "indirekt" trägt (das heißt über einen oder mehrere oszillierende Arbeitsarme). In allen beschriebenen Beispielen liegt die geometrische Achse des Rotationszentrums des ersten oszillierenden Arms in Arbeitsposition vollständig außerhalb der Form, mit der sie nie in Kontakt kommt, das heißt nicht einmal über ihre Verlängerungen.
Die Vorrichtung sorgt dafür, dass das Führungselement für die Faser eine Bewegung ausführt, die im Wesentlichen in einer Ebene – Bewegungsebene – senkrecht zur geometrischen Achse der Rotation des Basisarms verläuft. Unter einem anderen Aspekt der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der Basisarm oder je nach Variante jeder oszillierende Arm planar, langgliedrig, und der Basisarm oszilliert in dieser Bewegungsebene, oder alle oszillierenden Arme bewegen sich in parallelen, benachbarten Ebenen, wobei einer von ihnen sehr nahe an dieser Bewegungsebene ist oder sogar mit dieser Bewegungsebene zusammenfallen kann, je nach Art des verwendeten Führungselements.
Alle Aspekte der Erfindung werden in der folgenden Beschreibung erläutert, wobei Bezug genommen wird auf die beigefügten Figuren.
1 zeigt schematisch in Perspektive eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
2 zeigt einen Teil eines Pressfingers dieser Vorrichtung.
3 zeigt eine erste Variante der ersten Ausführungsform.
4 zeigt genauer eine Arbeitsphase der Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform.
5 zeigt einen Ausschnitt der ersten Ausführungsform, die in 1 nicht sichtbar ist.
6 zeigt eine zweite Variante der ersten Ausführungsform.
7 zeigt aufeinanderfolgende Zustände im Betrieb der zweiten Variante der ersten Ausführungsform.
8 ist ein radialer Schnitt durch eine zweite Ausführungsform einer Vorrichtung gemäß der Erfindung.
9 zeigt eine Variante der zweiten Ausführungsform.
10 ist eine Draufsicht (Schnitt durch die Ebene, die in 1 durch die Achse MM und die geometrische Achse der Welle 3D gespannt wird, auch genannt "Medianebene") des Mechanismus für die Steuerung, die in der ersten Ausführungsform in 1 dargestellt wird.
11 ist ein Schnitt entlang AA in 10.
12 zeigt schematisch eine perspektivische Ansicht einer dritten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
In 1 (wie auch übrigens in allen beschriebenen Beispielen, wobei dies allerdings keine Einschränkung ist) erkennt man, dass die Form ein Kern 1 ist (fest und abnehmbar), durch den die Geometrie der Innenfläche des Reifens definiert wird. Dieser wird mit Kautschuk 10 bedeckt (siehe 7), beispielsweise mit einer Schicht aus Gummi zur Abdichtung auf der Basis von Butyl-Gummi, und einer Gummischicht, die sicherstellt, dass die Fasern der Karkasse ummantelt sind. Der den Kern 1 bedeckende Kautschuk 10 macht es möglich, dass eine Faser 4 auf Grund einer Klebewirkung so auf dem Kern 1 gehalten wird, wie sie angeordnet wurde. Selbstverständlich wird der Kern 1 durch eine beliebige, nicht dargestellte Vorrichtung in Drehung versetzt.
Die Elemente zum Anordnen selbst umfassen im Wesentlichen ein System mit oszillierenden Armen 3^1a einerseits und Pressfingervorrichtungen 2^G und 2^D andererseits. Was die Bezugszeichen in den Figuren betrifft, folgt man hier der Konvention, ähnliche Teile mit gleichen Bezugsziffern zu bezeichnen, beispielsweise "3" für das System oszillierender Arme, und eine spezielle Zugehörigkeit zu einer Ausführungsform oder einer Variante durch einen Exponenten anzudeuten, zum Beispiel ^" ^1a" die erste Ausführungsform (mit einer Folge von drei oszillierenden Armen) in der Variante "a". Eine Bezugsziffer ohne speziellen Zusatz bezieht sich auf ein Teil, das bei den verschiedenen Varianten immer das gleiche ist oder das gemeint ist als Bezeichnung aller Varianten bei allen Ausführungsformen ohne Unterschied.
In der ersten Ausführungsform in 1 umfasst das System mit oszillierenden Armen 3^1a drei oszillierende Arbeitsarme 31^1a , 32^1a , 33^1a , die kaskadenförmig angeordnet sind, sowie einen Hilfsarm 34^1a . Diese Anordnung mit drei oszillierenden Arbeitsarmen macht es ohne weiteres möglich, das Führungselement von einem Wulst zum anderen zu bewegen und damit zusammen mit den Pressfingervorrichtungen 2^G und 2^D die Vorrichtung von einem Wulst zum anderen zu bewegen. Eine Blende 6 bildet in allen hier beschriebenen Beispielen das eigentliche Führungselement für die Faser 4 (ohne dass dies eine Einschränkung ist). Die Blende ist immer auf dem letzten oszillierenden Arm angebracht. Bevor weitere Einzelheiten folgen, sei hier einfach angemerkt, dass das System mit oszillierenden Armen 3 die Funktion erfüllt, die das System mit Kettenantrieb in der bereits genannten Patentanmeldung EP 0 580 055 hat, und die Pressfingervorrichtungen 2^G und 2^D derart angeordnet sind, dass sie entsprechend die Rolle übernehmen, die in der bereits genannten Patentanmeldung EP 0 580 055 beschrieben wurde.
Das System mit oszillierenden Armen 3^1a ist auf einer Platte 30^1a montiert und sorgt dafür, dass die Blende 6^1a eine Bewegung ausführt, die den Kern 1 überfliegt, und ihn in vielen Ausführungsbeispielen sogar umfährt. In jedem Fall veranlasst das System der oszillierenden Arme 3 die Blende 6 zu einer Bewegung in einer Ebene. Die Blende 6 ist konisch erweitert: sie bildet einen Trichter mit einer großen Öffnung 61 auf der Ankunftsseite der Faser 4 und einer kleineren Öffnung 62 auf der Ausgangsseite der Faser 4 (siehe auch 3). Es ist die kleine Öffnung 62, die eine Bewegung in der Bewegungsebene des Führungselements beschreibt. Es ist durchaus sinnvoll, sich bei der Herstellung der Ränder der Öffnung 62 Gedanken zu machen, um die Faser 4 nicht zu beschädigen, da sich deren Endstück allgemein im Wesentlichen in der Bewegungsebene befindet, das heißt in einer Ebene, die senkrecht zu der Führungsrichtung der Blende 6 liegt. In einer Variante kann man die Blende derart orientierten, dass sie sich der mittleren Ausrichtung der Faser am Ausgang der Blende annähert.
Die Platte 30^1a umfasst eine oszillierende Welle 3D^1a (siehe auch 3D in den 10 und 11), mit der das System mit oszillierenden Armen angetrieben wird, wobei die geometrische Achse der oszillierenden Welle 3D^1a radial außerhalb des Kerns 1 angeordnet ist. Anders gesagt ist die geometrische Achse der oszillierenden Welle 3D^1a außerhalb der Oberfläche des Kerns 1 angeordnet, ohne dass ihre Verlängerung auf den Kern 1 trifft. Die oszillierende Welle 3D^1a hat keinen Einfluss auf die durchgehende Rotation, sondern sie oszilliert in den Grenzen eines Bogens, der kleiner als 360° ist, wobei der genaue Wert von dem exakten Aufbau des Systems mit oszillierenden Armen 3 und der gewünschten Anwendung abhängt.
Das System mit oszillierenden Armen 3 insgesamt ist selbst ziemlich kompakt. Die Einheit der Positionierungselemente, nämlich das System mit oszillierenden Armen 3 und die Pressfingervorrichtungen 2, darin enthalten der Motor und der Antriebsmechanismus, bilden eine Teileinheit, die ohne weiteres in geeigneter Form dem Kern gegenübergestellt werden können und verborgen gehalten werden kann, um beispielsweise dem Kern weitere Vorrichtungen gegenüberzustellen, die für die Herstellung eines Reifens benötigt werden, oder um den Kern zu anderen Posten für die Fertigung eines Reifens fortzubewegen.
Ein Basisarm (oder erster Arm) 31^1a (1) ist auf der oszillierende Welle 3D^1a um den Drehpunkt 31R^1a montiert. Der erste Arm 31^1a umfasst einen Transportkopf 31T^1a am Ende gegenüber dem Drehpunkt 31R^1a . Ein zweiter Arm 32^1a , beweglich um einen Drehpunkt 32R^1a des zweiten Arms befestigt, ist auf dem Transportkopf 31T^1a des ersten Arms 31^1a montiert. Dieser zweite Arm 32^1a umfasst einen Transportkopf 32T^1a . Um die relative Position des zweiten Arms 32^1a in Bezug auf den ersten Arm 31^1a zu steuern, wird bei diesem Beispiel ein Parallelogramm mit einem Hilfsarm 34^1a gebildet, der an dem Drehpunkt 34R^1a oszillierend um eine oszillierende Welle 34D^1a montiert ist. Der Drehpunkt 34R^1a ist radial außerhalb der Oberfläche des Kerns 1 und radial zwischen diesem und dem Drehpunkt 31R^1a des ersten Arms 31^1a angeordnet. Der Hilfsarm 34^1a umfasst einen Transportkopf 34T^1a , beweglich an dem zweiten Arm 32^1a befestigt, der zu diesem Zweck einen Zwischendrehpunkt 32I^1a zwischen dem Drehpunkt 32R^1a und dem Transportkopf 32T^1a des zweiten Arms 32^1a aufweist.
Man beachte, dass es nicht notwendig ist, dass die einzelnen Punkte, die die Drehpunkte 31R^1a , 34R^1a und die Transportköpfe 31T^1a , 34T^1a sind, ein Parallelogramm bilden. Vorzugsweise sind diese Punkte exakt ausgerichtet entlang dem Durchgang der mittleren Position in der Mittelebene, definiert durch die Achse MM, die die Drehpunkte 31R^1a , 34R^1a verbindet, und durch die geometrische Achse der Welle 3D (wie auch durch die geometrische Achse der Welle 34D^1a , die selbstverständlich zu der ersteren parallel ist). Auf die Art beschreibt die Blende 6 eine Bewegung, deren Spur symmetrisch in Bezug auf diese Mittelebene ist, und sie kommt in einer perfekt symmetrischen Bewegung, selbst unter Steuerung, in die Nähe von jeder der Wulstzonen, die auf den Kern 1 definiert werden. Dies schließt selbstverständlich nicht aus, dass die Enden der Blendenbewegung sich nicht an symmetrischen Punkten in Bezug auf die Mittelebene befinden, beispielsweise bei der Herstellung eines Reifens, bei dem die Trajektorie der Bögen nicht symmetrisch ist. Dies ist der Fall bei der Herstellung von Reifen, bei denen der Durchmesser am Sitz (üblicher Begriff zum Bezeichnen des Montagesitzes) bei jeder der Wülste unterschiedlich ist.
Schließlich umfasst die Vorrichtung einen dritten Arm 33^1a , der über seinen Drehpunkt 33R^1a beweglich am Transportkopf 32T^1a des zweiten Arms 32^1a befestigt ist. Dieser dritte Arm 33^1a umfasst einen Transportkopf 33T^1a , an dem die Blende 6 direkt befestigt ist. Im Folgenden werden anhand von 5 die Steuereinrichtungen für die relative Position des dritten Arms 33^1a in Bezug auf den zweiten Arm 32^1a beschrieben, die nicht in 1 dargestellt sind, um diese nicht zu überfrachten. Es sei lediglich zu diesem Zeitpunkt darauf hingewiesen, dass die Verwendung eines derartigen dritten oszillierenden Arms, beweglich in Bezug auf den zweiten oszillierenden Arm, dazu beiträgt, dass eine Annäherung an die Wülste des Transportendes, das direkt die Blende 6 trägt, möglich ist, das heißt dazu beiträgt, die Wand des Kerns 1 in Bezug auf den Drehpunkt des ersten Arms zu umlaufen, um in die Zonen zu gelangen, die durch die Wand in Hinterschneidung in Bezug auf die radiale Beobachtungsrichtung verdeckt werden. Schließlich sei darauf hingewiesen, dass es durch die relative Orientierung des dritten Arms 33^1a in Bezug auf den zweiten Arm 32^1a ohne weiteres ermöglicht wird, den funktionalen Freiheitsgrad unter den Armen sichtbar zu machen.
Ein Motor 35^1a steuert die Bewegung der Einheit der Arme 31^1a , 32^1a , 33^1a , 34^1a vorzugsweise durch Antrieb über zwei Wellen 3D^1a und 34D^1a , wie es im Einzelnen anhand der 10 und 11 erläutert wird. Der Motor 35^1a versetzt eine Platte 70 in Drehung. Eine Achse 71 ist in die Platte 70 in einer exzentrischen, vorgegebenen Position eingepasst. Die Achse 71 trägt eine Walze 72. Ein Schlitten 73 bewegt sich auf Gleitlagern 74 auf dem Gehäuse der Platte 30^1a . Der Schlitten 73 weist eine rechteckige Aussparung 75 auf, die senkrecht zur Bewegungsrichtung des Schlittens 73 auf den Gleitlagern 74 verläuft. Eine Kette (mit Spanner) 76 ist auf zwei identischen Zahnrädern 77 montiert und an ihren Enden mit dem Schlitten 73 verbunden. Die identischen Zahnräder 77 sind einerseits an der Welle 3D und andererseits an der Welle 34D befestigt.
Unter der Annahme, dass der Motor 35 die Steuerwelle 350 in eine Drehbewegung mit konstanter Geschwindigkeit versetzt, führt die Walze 72 eine Kreisbewegung 70R mit konstanter Geschwindigkeit aus. Dies hat zur Folge, dass die Walze 72 in der Aussparung 75 aufsteigt und absinkt und den Schlitten 73 bewegt, so dass eine Drehbewegung mit konstanter Geschwindigkeit in eine Hin- und Herbewegung, wechselnd und linear, umgesetzt wird, wobei sich die Geschwindigkeit sinusförmig ändert. Über die Kette 76 und die identischen Zahnräder 77 wird diese alternativ variierende lineare Bewegung auf die Wellen 3D und 34D umgewandelt in Oszillation, die über einen Bogen von weniger als 360° absucht. Die Amplitude dieser Oszillation kann man einstellen, indem man den Radius einstellt, in welchem die Achse 71 (und damit die Walze 72) abseits der Mitte auf der Platte 70 montiert ist. Auf Grund der Umwandlung einer Bewegung, die auf diese Art mechanisch hervorgerufen wurde, kann man für die Drehung des Rotors des Motors 35 selbstverständlich irgendeine spezielle Ansteuerung überlagern.
Im Folgenden wird nochmals Bezug auf 1 genommen. Eine Faser 4 wird von einer (nicht dargestellten) Spule geliefert und dann auf einer Versorgungsvorrichtung 5^1a eingefädelt, um die Faser 4 den Positionselementen korrekt zuzuführen und zur Verfügung zu stellen. Vorzugsweise umfasst die Versorgungsvorrichtung 5^1a Einrichtungen, die die Steuerung der Spannung der Faser 4 und gegebenenfalls die notwendige Kompensation zwischen den Positionierungselementen 3^1a und der Spule sicherstellen, da die Faser den Positionierungselementen mit einer zyklisch variierenden Bewegung zugeführt wird, die sogar negativ sein kann. Die Faser 4 wird in einen ersten Ring 51^1a eingefädelt, der sich in einem bestimmten Abstand von der Bewegungsebene befindet, in der die Blende 6 ihre zyklische Bewegung ausführt. Der Ring 51^1a ist in Bezug auf den Kern 1 in einer mittleren Art und Weise angeordnet. Die Faser 4 wird dann in einen Ring 52 eingefädelt, der am zweiten Arm 32^1a befestigt wird.
Diese Faser 4 wird in eine Blende 6 eingefädelt. Die Blende 6 beschreibt eine Hin- und Herbewegung von einem Wulst zum anderen oder genauer gesagt von einem Ort in der Nähe von einem Wulst zu einem Ort in der Nähe von dem anderen Wulst. Der Basiszyklus im Betrieb der Vorrichtungen gemäß der Erfindung umfasst die folgenden Schritte:

– die Faser wird über eine ausreichende Zeit gegen die Form gedrückt, wobei die Blende (Führungselement) in einer Bewegungsebene der Blende bis zu einem ersten Ende bewegt wird,
– die Faser wird an diesem ersten Ende an der Form befestigt und dort mittels einer Pressfingervorrichtung wenigstens für eine ausreichende Zeit gehalten,
– der erste Schritt wird in umgekehrter Reihenfolge bis zu einem zweiten Ende wiederholt,
– die Faser wird auf der Form an diesem zweiten Ende befestigt und dort mittels einer weiteren Pressfingervorrichtung gehalten, und dieser Basiszyklus wird wiederholt, bis die gewünschte Anzahl von Bögen auf der Oberfläche der Form entsprechend der gewünschten Trajektorie für die Faser 4 auf der Oberfläche der Form angeordnet ist, indem die Form synchron mit der Bewegung des Führungselements bewegt wird.

2 zeigt den Pressfinger 2^D genauer, der eine Gabel 21^D und einen Hammer 22^D umfasst, die beide zwischen einer zurückgezogenen Position bei R (Position entfernt vom Kern 1) und einer ausgefahrenen Position bei A beweglich sind. Dabei ist der Hammer in ausgefahrener Position gestrichelt dargestellt. Bezüglich der Bezugsziffern in den Figuren folgt man hier der Konvention, jedes der Elemente der Pressfinger durch eine Hauptbezugsziffer zu bezeichnen, beispielsweise "21" für die Gabel, und die spezielle Zugehörigkeit zu dem Pressfinger einer Seite, die linke Seite oder die rechte Seite in 1, durch den jeweiligen Buchstaben "^G" oder "^D" im Exponenten zu kennzeichnen. Eine Bezugsziffer ohne spezielle Markierung bezeichnet in allgemeiner Art und Weise und ohne Unterschied den einen oder den anderen der Pressfinger oder der jeweiligen Elemente.
Der Leser wird bezüglich der Erläuterung der jeweiligen Funktionen der Gabel und des Hammers 22 und bezüglich der Erläuterung der jeweiligen Rollen der Positionen, die ausgefahren mit A und eingezogen mit R bezeichnet sind, wiederum auf die entsprechenden Abschnitte in der Beschreibung der genannten Patentanmeldung EP 0 580 055 hingewiesen. In 2 ist außerdem gut erkennbar, dass die Gabel 21 wie auch der Hammer 22 wie parallele Klingen aussehen. Die Gabel 21 ist in radialer Richtung bezüglich des Hammers immer auf der Seite der Drehachse des Kerns 1 angeordnet. Die Gabel 21 hat einen Kopf 210 in Form eines "V", so dass damit die Faser 4 genommen und zentriert werden kann. In der Greifphase liegt die Ebene, die durch das "V" aufgespannt wird, senkrecht zur Faser 4. Wenn die Faser 4 radial angeordnet werden muss, wie es in 1 der Fall ist, so wird die Klinge, die die Gabel 21 bildet, tangential zu einem Kreis angeordnet, der konzentrisch zu dem Kern 1 ist. Die Gabel 21 umfasst außerdem eine Vertiefung 211, deren Rolle später deutlich wird.
Es ist bekannt, dass die Gabel 21 dazu dient, die Faser 4 gegen den Kern 1 zu drücken. Zu diesem Zweck wird sie zum Kern 1 hin ausgefahren, wenn die Blende 6 die Faser 4 zu einem Ende der Hin- und Herbewegung gebracht hat, das heißt, wenn sie die Vorrichtung im Wesentlichen in der Konfiguration nach 4 befindet. Die Gabel 21. wird angehalten, wenn sich die Faser in dem Kautschuk verankert hat, der den Kern 1 bedeckt. Die Gabel 21 macht es daher möglich, die Faser 4 mit einer ausreichenden Kraft zu fixieren, so dass sie korrekt an dem gewünschten Ort haften bleibt. In 1 wird unter Berücksichtigung der gewünschten Schrittweite, die selbst von der Drehbewegung des Kerns 1 abhängt, die schematisch durch den Pfeil F dargestellt ist, durch den Ablauf der Bewegung des Systems mit oszillierenden Armen 3 die Bildung einer Schlaufe um den Punkt 212 bewirkt, was zu der Positionierung eines neuen Bogens 40 auf dem Kern 1 führt (siehe 1). Und der Durchlauf der Blende 6 außerhalb der Gabel 21 in ihrer Rückkehrphase wird durch die Vertiefung 211 ermöglicht, obgleich die Gabel 21 in dieser Phase der Herstellung gegen den Kern 1 gedrückt wird. Es sei darauf hingewiesen, dass die Größe der Schlaufe von der Dimension der Spitze 212 abhängt.
Der Hammer 22 kommt nach der Gabel 21 und nach der Phase, die als Rückkehr der Blende 6 bezeichnet wird. Der Hammer 22 stützt sich auf die Faser 4 in einer radialen Position, die etwas höher liegt. Vorzugsweise hält er die Faser 4 noch zurück, solange die Gabel 21 eingefahren ist. Das Halten des Hammers, während die Gabel eingefahren ist, trägt dazu bei, dass die Gabel 21 nicht die Faserschlaufe 4 mitnimmt, die sich um einen ihrer Punkte 212 bildet, und die, obgleich mit dem Kautschuk verklebt, fest an der Gabel hängen bleiben könnte. Die Verankerung der Faser 4 in dem Wulst ist sehr zuverlässig.
Selbstverständlich wird das Umschalten zwischen der ausgefahrenen Position und der Rückkehr in die eingezogene Position sowohl für die Gabel 21 als auch für den Hammer 22 synchron zu dem System mit oszillierenden Armen 3^1a gesteuert, und zwar durch irgendeine Vorrichtung, die entsprechend geeignet ist (Umkehrbewegung der Welle 3D durch eine geeignete mechanische Übertragung, beispielsweise mit Treibriemen oder einer Schnur oder durch die elektrische Synchronisierung mehrerer Motoren). Im Folgenden wird eine derartige Vorrichtung oder eine äquivalente Vorrichtung lediglich schematisch durch einen Pfeil angedeutet und mit der Bezugsziffer 2 versehen, wobei es sich versteht, dass hierdurch ganz allgemein eine Vorrichtung mit zwei aktiven Elementen wie eine Gabel und ein Hammer bezeichnet wird, durch die nacheinander die Faser 4 bearbeitet wird.
In 3 ist eine Variante der Ausführungsform der ersten Art mit einem System mit oszillierenden Armen 3^1b gezeigt, die sich von der oben beschriebenen im Wesentlichen durch Einrichtungen zur Steuerung der Bewegung des zweiten Arms 32^1b bezüglich des Basisarms (oder ersten Arms) 31^1b unterscheidet. Bei dieser Variante der ersten Ausführungsform umfasst das System mit Armen 3^1b noch drei weitere Funktionsarme 31^1b , 32^1b , 33^1b , die kaskadenförmig angeordnet sind, und die Steuereinrichtungen machen es außerdem möglich, zusammen mit den Pressfingervorrichtungen eine Bewegung der Vorrichtung von einem Wulst zum anderen durchzuführen. Ein Basisarm (oder erster Arm) 31^1b ist über einen Drehpunkt 31R^1b auf einer oszillierenden Welle 3D^1b befestigt. Der erste Arm 31^1b umfasst einen Transportkopf 31T^1b am gegenüberliegenden Ende des Drehpunkts 31R^1b . Ein zweiter Arm 32^1b , der an einem Drehpunkt 32R^1b des zweiten Arms beweglich befestigt ist, ist an dem Transportkopf 31T^1b des ersten Arms 31^1b befestigt. Dieser zweite Arm 32^1b umfasst einen Transportkopf 32T^1b . Schließlich umfasst die Vorrichtung einen dritten Arm 33^1b , der über seinen Drehpunkt 33R^1b an dem Transportkopf 32T^1b des zweiten Arms 32^1b beweglich befestigt ist. Dieser dritte Arm 33^1b umfasst einen Transportkopf 33T^1b , an dem die Blende 6 direkt befestigt ist.
Dargestellt ist eine antreibende Rolle 311^1b , die auf den Drehpunkt 31R^1b des ersten Arms zentriert ist. Die antreibende Rolle 311^1b ist mit einem Flansch 37^1b fest verbunden, der fest auf der (in 3 nicht dargestellten) Platte montiert ist. Eine angetriebene Rolle 312^1b ist fest mit dem zweiten Arm 32^1b verbunden (das heißt ohne dass eine relative Drehung möglich ist). Ein gezahnter Treibriemen 361^1b verbindet die antreibende Rolle und die angetriebene Rolle. Die Durchmesser der antreibenden Rolle und der angetriebenen Rolle sind identisch, so dass bei ihrer Bewegung der zweite Arm 32^1b immer parallel zu sich bleibt. Dem Fachmann ist klar, dass die Rollen, die eingesetzt werden, gezahnte Rollen sind, da die Positionen des oder der verschiedenen Arme präzise angefahren werden müssen. Die Treibriemen sind ebenfalls gezahnt und arbeiten ohne relativen Schlupf gegenüber den Rollen, auf denen sie montiert sind. Man kann selbstverständlich irgendein äquivalentes System verwenden, das ohne Schlupf arbeitet, um die Arme zu verbinden, deren Position angesteuert werden muss, wie beispielsweise eine Kette und Zahnräder. In dieser Beschreibung beinhalten die Begriffe "Rolle" und "Treibriemen" alle äquivalenten Systeme, mit denen ohne Schlupf die relativen Positionen einzustellen sind.
In diesem Beispiel ist der Flansch 37^1b fest im Raum angeordnet, jedoch ist es allgemein wichtig, dass seine Winkelposition unabhängig von der Ansteuerung der Oszillation des ersten Arms eingestellt werden kann.
Man kann beispielsweise einen Freiheitsgrad zwischen der Platte und dem Flansch 37^1b einführen und die relative Position des Flansches 37^1b in Bezug auf die Platte einstellen, um selektiv die räumliche Position der antreibenden Rolle 311^1b vorzugeben und um beispielsweise die Bewegung einzustellen, die durch die Blende 6 mit Formen verschiedener Größen ausgeführt wird.
Was die Einrichtungen zur Einstellung der relativen Position des dritten Arms 33^1b in Bezug auf den zweiten Arm 32^1b betrifft, so umfassen sie im Wesentlichen eine antreibende Rolle 321^1b , die um den Drehpunkt 32R^1b des zweiten Arms 32^1b zentriert ist, die fest mit dem ersten Arm 31^1b verbunden ist (keine relative Drehung möglich) und sie eine angetriebene Rolle 322^1b umfassen, die fest mit dem dritten Arm 33^1b verbunden ist (ebenfalls keine relative Drehung möglich). Ein gezahnter Treibriemen 362^1b verbindet die antreibende Rolle und die angetriebene Rolle. Die Durchmesser der antreibenden Rolle und der angetriebenen Rolle sind unterschiedlich, ihre jeweiligen Werte werden berechnet, so dass das Transportende 33T^1b während der Bewegung die Zone des Kerns 1 in der Nähe von dem Wulst erreicht (siehe 4), ohne dass der zweite Arm 32^1b gegen die Seite 11 des Kerns 1 stößt.
4 zeigt die Blende 6 in der Position 6(a) an einem Ende der Hin- und Herbewegung der oszillierenden Arbeitsarme 31^1b , 32^1b , 33^1b , die durch die oben beschriebene Vorrichtung angefahren wurde. Die entsprechende Konfiguration, die durch den zweiten und dritten Arm der Vorrichtung eingenommen wird, ist als 32^1b(a) bzw. 33^1b(b) dargestellt. Verschiedene weitere Positionen und Konfigurationen sind in der Darstellung mit (b), (c), (d) bezeichnet.
In einer Variante kann die antreibende Rolle 321^1b auch frei in Bezug auf den ersten Arm 31^1b montiert sein und durch einen Treibriemen angetrieben werden, der einerseits um eine Rolle läuft, die fest mit der antreibenden Rolle 321^1b verbunden ist, und andererseits um eine andere (nicht dargestellte) Rolle läuft, die konzentrisch zu der geometrischen Achse 3D^1b ist und unabhängig sowohl von der Bewegung des ersten Arms als auch von der Bewegung der Rolle 311^1b angetrieben wird. Das bietet mehr Spielraum bei der Ansteuerung der relativen Bewegung des dritten Arms in Bezug auf den zweiten.
5 zeigt eine äquivalente Steuerung, die auf dem System mit oszillierenden Armen 3^1a nach 1 montiert ist. Man sieht eine dritte Rolle 321^1a , die auf dem Zwischendrehpunkt 32I^1a des zweiten Arms 32^1a zentriert ist, fest verbunden mit dem Zwischenarm 34^1a (keine relative Drehung möglich), und eine vierte Rolle 322^1a , die mit dem dritten Arm 33^1a fest verbunden ist (ebenfalls keine relative Drehung möglich). Ein gezahnter Treibriemen 362^1a verbindet die antreibende Rolle und die angetriebene Rolle. Die Durchmesser der antreibenden Rolle und der angetriebenen Rolle sind unterschiedlich, ihre jeweiligen Werte werden so berechnet, dass das Transportende 33T^1a während der Bewegung die Zone des Kerns 1 nahe dem Wulst erreicht (siehe 4), ohne dass der zweite Arm 32^1a die Seite 11 des Kerns 1 trifft. Die obige Bemerkung bezüglich einer weiteren Möglichkeit der Steuerung der relativen Bewegung des dritten Arms in Bezug auf den zweiten bleibt auch bei dieser Variante gültig.
Es sei hier betont, dass eine weitere Besonderheit bei der Ausführung in 5 hervorgehoben wurde. In dieser Figur befindet sich das System mit dem Arm 3^1a im Wesentlichen in derselben Konfiguration wie in 1. Bei dieser Konfiguration ist der zweite Arm 32^1a auf einer Seite des ersten Arms 31^1a und des Zwischenarms 34^1a (und auf einer Seite der Mittelebene, die definiert ist durch die Achse MM und durch die geometrische Achse der Welle 3D^1a ) und bleibt auf dieser Seite während des Teils der Bewegung, bei dem die Blende 6 die Hälfte des Kerns 1 auf einer Seite der Mittelebene überfliegt. Im Verlauf der Bewegung von einer Seite des Kerns zur anderen Seite wird der zweite Arm 32^1a mit auf die andere Seite der Mittelebene genommen und dadurch auf die andere Seite des ersten Arms 31^1a und des Zwischenarms 34^1a . Im Verlauf der gleichen Bewegung passiert der Zwischenarm 34^1a den ersten Arm 31^1a oberhalb. Es ist daher erforderlich, dass die Arme korrekt übereinander angeordnet sind, damit diese Bewegung möglich wird. Dies ist der Sinn der Stege 381^1a und 382^1a . Diese Bemerkung gilt selbstverständlich ganz allgemein. Die oszillierenden Arme, die miteinander beweglich verbunden sind, müssen in dem Maße, in dem sie eine symmetrische Bewegung auf ihrem Pfad in Bezug auf eine Mittelebene durchführen, korrekt und genau übereinander angeordnet werden, damit alle gewünschten Kreuzbewegungen der Arme vollführt werden können.
Anhand der 6 und 7 wird nun eine weitere Variante der ersten Ausführungsform erläutert, wobei die Variante hier nochmals die Steuerung der Bewegung eines dritten Arms 33^1c betrifft. Bei dieser weiteren Variante der ersten Ausführungsform umfasst das System mit dem Arm 3^1c außerdem drei Arbeitsarme 31^1c , 32^1c , 33^1c , die kaskadenförmig angeordnet sind, und diese Steuerung ermöglicht außerdem in Verbindung mit den Pressfingervorrichtungen eine Bewegung der Vorrichtung von einem Wulst zum anderen.
Dargestellt ist ein Basisarm (oder erster Arm) 31^1c und ein zweiter Arm 32^1c , wobei die Beschreibung der relativen Bewegung zwischen dem ersten und dem zweiten Arm überflüssig ist, da sie identisch sein kann zu der, die für das System mit dem Arm 3^1a oder 3^1b beschrieben wurde. Der erste Arm 31^1c umfasst einen Transportkopf 31T^1c . Ein zweiter Arm 32^1c , der über einen Drehpunkt 32R^1c mit dem zweiten Arm beweglich zusammenhängt, wird an dem Transportkopf 31T^1c des ersten Arms 31^1c befestigt. Dieser zweite Arm 32^1c umfasst einen Transportkopf 32T^1c . Schließlich umfasst die Vorrichtung einen dritten Arm 33^1c , der über seinen Drehpunkt 33R^1c beweglich an dem Transportkopf 32T^1c des zweiten Arms 32^1c befestigt ist. Dieser dritte Arm 33^1c umfasst einen Transportkopf 33T^1c , an dem direkt die Blende 6 befestigt ist. Ein Nocken 381^1c wird in den Transportkopf 31T^1c des ersten Arms 31^1c eingebaut. Der Nocken umfasst einen neutralen Abschnitt 381N^1c , der mit einem konstanten mittleren Radius gearbeitet wurde, einen Steuerendabschnitt 381A^1c mit zunehmendem Radius, um die relative Bewegung des dritten Arms 33^1c auf einer Seite des Kerns zu steuern, und einen Steuerendabschnitt 381B^1c mit abnehmendem Radius, um die relative Bewegung des dritten Arms 33^1c auf der anderen Seite des Kerns zu steuern. Ein gezahntes Rad 322^1c ist auf dem Drehpunkt 33R^1c des dritten Arms 33^1c montiert und mit dem dritten Arm 33^1c fest verbunden (keine relative Drehung möglich). Ein Schwingarm 383^1c gleitet in einer Führung 384^1c , die fest mit dem zweiten Arm 32^1c verbunden ist. Der Schwingarm 383^1c wird auf diese Art gleitend in Bezug auf den zweiten Arm 32^1c geführt. Der Schwingarm 383^1c hat auf einer Seite einen Nockenfolger 382^1c , der mit dem Nocken 381^1c zusammenwirkt. Auf der gegenüberliegenden Seite des Nockenfolgers 382^1c umfasst der Schwingarm 383^1c eine Zahnstange 385^1c , die in das gezahnte Rad 322^1c eingreift. Das Profil des Nockens in den Steuerendabschnitte 381A^1c und 381B^1c wird so gewählt, dass die Blende 6, die am Transportende 33T^1c des dritten Arms 33^1c montiert ist, während der Bewegung des dritten Arms 33^1c den Bereich des Kerns 1 nahe dem Wulst erreicht (siehe Position 6a in 7), ohne dass der zweite Arm 32^1b gegen die Seite 11 des Kerns 1 stößt.
7 zeigt die Blende 6 in der Position 6(a'), die dank der oben beschriebenen Nockenvorrichtung an einem Ende der Hin- und Herbewegung der oszillierenden Arbeitsarme 31^1c , 32^1c , 33^1c erreicht wird. Die entsprechende Konfiguration, die durch den zweiten und dritten Arm der Vorrichtung eingenommen wird, ist als 32^1c(a') bzw. 33^1c(a') dargestellt. Verschiedene weitere Positionen und Konfigurationen sind mit den Bezeichnungen (b'), (c'), (d') dargestellt. Wenn man die 4 und 7 vergleicht, sieht man, dass die Positionen, wenn die mit (a) und (a') bezeichnet sind, identisch sind, die Positionen, die mit (b'), (c') und (d') in 7 bezeichnet sind, unterscheiden sich dagegen ein wenig von den Positionen (b), (c) und (d) in 4. Es sei betont, dass der Abstand auf Höhe der Seite 11 sehr viel größer ist und durch die Nockensteuerung offen gehalten und ermöglicht wird.
Dank der Nockensteuerung kann die Relativbewegung zwischen dem zweiten und dritten Arm je nach Bedarf frei eingestellt werden, da sie im Wesentlichen von dem Profil des Nockens abhängt. Man ist somit befreit von der Einschränkung, dass die relative Drehbewegung zwischen dem ersten und zweiten Arm proportional sein muss, was typisch ist für die Steuerung durch Treibriemen, wie es anhand der 3 und 5 beschrieben wurde. Man kann eine relative Position des dritten Arms in Bezug auf den zweiten Arm festlegen, So dass insbesondere die Blende 6 schnell von dem Kern 1 abgekoppelt werden kann. So wird ein Abstand zwischen dem Transportkopf 33T^1c und dem Kern 1 sichergestellt (siehe Positionen 6b, 6c und 6d), der immer ausreichend ist, indem man sich der Oberfläche des Kerns 1 in der Zone des Wulsts genügend nähert (siehe Position 6a). Bei dem Nocken 381^1c ist hervorzuheben, dass der Teil 381B^1c wie auch der Teil 381D^1c , in die andere Richtung gebogen, über kurze Bewegungen große Änderungen der Position und damit schnelle Änderungen der Position bewirken (die Bewegung entspricht der gekrümmten Abszisse des Nockens 381^1c ), um an den gegenüberliegenden Enden der Bewegung der Blende 6 den dritten Arm 33^1c jeweils von einer Seite auf die andere Seite des zweiten Arms 32^1c zu kippen, wenn man sich jedem der Wulste nähert.
In einer zweiten Ausführungsform, die in den 8 und 9 dargestellt ist, umfasst das System mit oszillierenden Armen 3^2a zwei oszillierende Arbeitsarme 31^2a und 32^2a in Kaskadenform. Dies ist für eine Bewegung von einem Wulst zu einer Schulter gedacht, beispielsweise zur Herstellung einer Halbkarkasse. Tatsächlich ist es bekannt, dass die Karkasse eines Radialreifens nicht von einem Wulst zum anderen durchgehend sein kann, sondern etwas unterhalb der Mantellauffläche unterbrochen werden kann, wobei die Gürtelverstärkung die Übertragung der Kräfte zwischen den Halbkarkassen sicherstellt. Die Karkassenverstärkung muss zwischen dem Wulst und einer Schulter angeordnet sein. Das System mit oszillierenden Armen 3^2a nimmt das Prinzip des Parallelogramms bei dem System mit oszillierenden Armen 3^1a wieder auf, außer dass selbstverständlich der dritte Arm fehlt. Eine Platte 30^2a trägt einen Antriebsmotor 35^2a . Der Antriebsmotor 35^2a treibt die Wellen 3D^2a und 34D^2a an, deren geometrische Drehachse in einer Mittelebene M^2a–M^2a liegt. Der Antriebsmotor 35^2a treibt außerdem die Pressfingervorrichtungen 2^G und 2^D an, die vom gleichen Typ sind wie die, deren Form in Zusammenhang mit 2 genauer erläutert wurde. Der Abstand der Pressfingervorrichtungen 2^G und 2^D in Bezug auf die Mittelebene M^2a–M^2a kann über die Scheibenräder 23^2a und 24^2a eingestellt werden.
Ein Basisarm (oder erster Arm) 31^2a ist mit seinem Drehpunkt 31R^2a auf der oszillierenden Welle 3D^2a angebracht. Indem man als Bezugspunkt die Mitte C des radialen Querschnitts des Kerns 1 nimmt, wird der Drehpunkt 34R^2a außerhalb der Oberfläche des Kerns 1 angeordnet. Der erste Arm 31^2a umfasst einen Transportkopf 31T^2a . Ein zweiter Arm 32^2a , der über einen Drehpunkt 32R^2a des zweiten Arms beweglich befestigt ist, ist montiert an dem Transportkopf 31T^2a des ersten Arms 31^2a . Der zweite Arm 32^2a umfasst einen Transportkopf 32T^2a . Um die relative Position des zweiten Arms 32^2a in Bezug auf den ersten Arm 31^2a einzustellen, bildet man in diesem Beispiel ein Parallelogramm mittels eines Hilfsarms 34^2a , der über seinen Drehpunkt 34R^2a oszillierend um die oszillierende Welle 34D^2a befestigt ist. Indem man als Bezugspunkt die Mitte C des radialen Querschnitts des Kerns 1 nimmt, wird der Drehpunkt 34R^2a außerhalb der Oberfläche des Kerns 1 zwischen diesem und dem Drehpunkt 31R^2a des ersten Arms 31^2a angeordnet. Der Hilfsarm 34^2a umfasst einen Transportkopf 34T^2a , der beweglich an dem zweiten Arm 32^2a befestigt ist, der zu diesem Zweck einen Zwischendrehpunkt 32I^2a zwischen dem Drehpunkt 32R^2a und dem Transportkopf 32T^2a des zweiten Arms 32^2a aufweist. Der Transportkopf 32T^2a des zweiten Arms 32^2a trägt direkt die Blende 6. Die Bewegung der Blende 6 ist durch die Linie der Achse 63^2a dargestellt.
Eine Vorrichtung nach diesem Prinzip mit zwei oszillierenden Arbeitsarmen kann auch genauso gut verwendet werden für die Bewegung von einem Wulst bis zu irgendeinem Punkt auf der Mantellauffläche, einschließlich bis zur gegenüberliegenden Schulter, wobei die Halbkarkassen zu einem gewissen Grad miteinander verschachtelt werden.
In 9 ist eine Variante mit einem System mit oszillierenden Armen 3^2b gezeigt, das sich im Wesentlichen durch die Steuereinrichtungen für die Bewegung des zweiten Arms 32^2b in Bezug auf den Basisarms (oder ersten Arm) zu 31^2b von dem unterscheidet, das als System in 8 beschrieben wurde. Anstelle einer Steuerung durch gezahnte Rollen und Treibriemen umfasst diese Variante ein antreibendes Zahnrad 311^2b , das auf dem Drehpunkt 31R^2b des ersten Arms zentriert ist.
Dargestellt ist ein Basisarm (oder erster Arm) 31^2b , der über seinen Drehpunkt 31R^2b auf einer oszillierenden Welle montiert ist. Der erste Arm 31^2b umfasst einen Transportkopf 31T^2b an dem Ende, das dem Drehpunkt 31R^2b gegenüberliegt. Ein zweiter Arm 32^2b , der über einen Drehpunkt 32R^2b des zweiten Arms beweglich befestigt ist, ist an dem Transportkopf 31T^2b des ersten Arms 31^2b montiert. Dieser zweite Arm 32^2b umfasst einen Transportkopf 32T^2b , an dem direkt die Blende 6 montiert ist. Das antreibende Zahnrad 311^2b ist fest verbunden mit einem Flansch 37^2b , der fest montiert ist auf einer (in 9 nicht dargestellten) Platte. Ein angetriebenes Zahnrad 312^2b ist fest verbunden mit dem zweiten Arm 32^2b (das heißt keine relative Drehung möglich). Eine Kette 361^2b verbindet das erste und zweite Zahnrad. Die Durchmesser des ersten und zweiten Zahnrades sind identisch, so dass der zweite Arm 32^2b während seiner Bewegung immer parallel zu sich selbst bleibt. Das System mit dem Arm 3^2b kann das System mit dem Arm 3^2a nach 8 ersetzen. Die vorangehende Bemerkung bezüglich der Möglichkeit, einen Freiheitsgrad zwischen der Platte und dem Flansch 37^1b zur Verfügung zu haben und die relative Position des Flansches 37^1b in Bezug auf die Platte einzustellen, gilt genauso für den Flansch 37^2b wie auch für alle ähnlichen Flansche.
Es sei daran erinnert, dass die Blende 6 in allen Varianten in eine zyklische Bewegung in einer Ebene versetzt wird, die hier als "Blendenbewegungsebene" bezeichnet wird. Im Übrigen bestimmt die vorbeschichtete Oberfläche des Kerns 1 die globale Geometrie der Oberfläche für die Anordnung der Verstärkungsfaser 4. Außerdem wird der Kern 1 in Drehung um seine Achse versetzt, während die Blende 6 ihre Hin- und Herbewegung in der Blendenbewegungsebene vollführt. Selbstverständlich ist die Bewegung des Kerns 1 synchron mit der Hin- und Herbewegung der Blende. Die tatsächliche Trajektorie der Bögen 40 der Faser 4 ist daher sowohl abhängig von der relativen Position zwischen der Blendenbewegungsebene und dem Kern als auch abhängig von der relativen Bewegung zwischen dem Kern 1 und der Hin- und Herbewegung der Blende 6.
In den 1, 4, 7 und 8 ist die Trajektorie des Bogens 40 im Wesentlichen radial, da hier die Herstellung einer Karkasse (oder einer Halbkarkasse) für einen Radialreifen beschrieben wird, wobei dies selbstverständlich nicht als Einschränkung zu verstehen ist. Ein weiteres Beispiel ist eine dritte Ausführungsform nach 12, bei der die Trajektorie des Bogens 40^3a nicht radial ist, sondern einen Winkel einschließt, der typisch für Gürtelverstärkungen ist (in der Ordnung zwischen 15° und 30°).
In dieser dritten Ausführungsform nach 12 ist ein System mit einem einzigen oszillierenden Arbeitsarm (dem Basisarm) 31^3a dargestellt, beispielsweise angepasst für die Herstellung von Verstärkungen in dem Gürtel eines Reifens. Es wurde beispielsweise eingerichtet für eine Bewegung von Schulter zu Schulter, um die Verstärkungen des Gürtels herzustellen. Der Basisarm 31^3a ist auf einer oszillierenden Welle 3D^3a über seinen Drehpunkt 31R^3a montiert. Der Basisarm 31^3a umfasst einen Transportkopf 31T^3a , am dem eine Blende 6 direkt befestigt ist. Die Bewegungsebene, in der die Blende 6 ihre Hin- und Herbewegung ausführt, bildet einen Winkel in der Ordnung von 20° in Bezug auf eine Ebene senkrecht zu der Drehachse des Kerns 1 gemäß den üblichen Konventionen, nach denen die Winkel auf dem Gebiet der Reifen gemessen werden. Die Pressfingervorrichtungen 2^G und 2^D agieren in derselben Bewegungsebene. Unter den Besonderheiten, die in 12 dargestellt sind, die nicht spezifisch für diese Ausführungsform sind, beachte man, dass die Faser 4 durch die hohle Mitte 51^3a der oszillierenden Welle 3D^3a geführt wird und dass ein Kompensationssystem mit hoher Rückholkapazität 52^3a vorgeschaltet wurde.
Um eine an den Seiten gekreuzte Karkasse herzustellen, kann man die Bewegungsebene der Blende mit einer rein radialen Orientierung durch Neigung des Trägers für Positionselemente (wie die Platte 30) um eine Achse, die parallel zu der Drehachse des Kerns 1 ist, wegbewegen. Selbstverständlich kann man diese Einstellung mit der kombinieren, die in dem vorangehenden Absatz zur Erläuterung der Herstellung von Gürtelverstärkungen angewendet wurde. Außerdem ist es möglich, ohne dass die Elemente der Vorrichtung wie beschrieben verändert werden, den Kern auf eine ziemlich hohe Geschwindigkeit zu bringen, beispielsweise 1/8 der Umdrehung pro Hin- und Herbewegung des Systems mit den Armen 3, so dass man einen Winkel für die Positionierung der Faser hat, der von dem Verhältnis zwischen der Geschwindigkeit des Kettenantriebes und der Geschwindigkeit des Kerns abhängt (wobei in allen vorangehenden Beispielen die Geschwindigkeit des Kerns 1 nur die Schrittweite betroffen hat).
Die folgende Bemerkung erläutert eine zusätzliche Variante, die auf alle hier beschriebenen Ausführungsformen in allen ihren Varianten angewendet werden kann. Man kann den Träger der Positionierungselemente (wie die Platte 30^1a – siehe 1) in eine alternierende Bewegung versetzen, so dass die Trajektorie bei der Positionierung der Faser 4 auf dem Kern 1 gekrümmt wird. Man kann beispielsweise den Träger der Positionierungselemente in eine alternierende Translationsbewegung versetzen (siehe Doppelpfeil P in 1), so dass die Bewegungsebene der Blende in eine Richtung senkrecht zur Bewegungsebene verschoben wird. Man kann außerdem den Träger für die Positionierungselemente in eine oszillierende Bewegung um eine geometrische Achse senkrecht zur der Oberfläche der Form bringen, die in der Ebene der Bewegung enthalten ist und die die geometrische Drehachse des Basisarms schneidet (siehe Doppelpfeil Q um die Achse M-M in 1), so dass die Bewegungsebene um eine parallele Achse zu der Bewegungsebene oszillieren kann. Es ist außerdem möglich, den Träger für die Positionierungselemente in eine oszillierende Bewegung um irgendeine Achse zu versetzen, die parallel zu der vorangehenden ist. Man muss eine derartige Konzeption von einfachen festen Regelungen (die in bestimmten Fällen ebenfalls möglich und nützlich ist) des Winkels unterscheiden, den die Platte 30^1a gegenüber der Achse MM einschließt. Alle diese speziellen Ausführungsformen ergeben einen zusätzlichen Freiheitsgrad für die Beeinflussung der exakten Form der Trajektorie der Faser 4.
Ein Vorteil der Erfindung ist es, dass die Vorrichtung, mit der das bereits bekannte Basisverfahren umgesetzt wird, mechanisch einfach und leicht ist und dass mit dieser Vorrichtung höchstens einfache Regelungen umgesetzt werden müssen, um Verstärkungen des Reifens in allen Varianten herstellen zu können bei größtmöglicher Bandbreite an Reifen. Das System mit oszillierenden Armen hat wenig Überhang, eine geringe Trägheit und eignet sich gut für hohe Arbeitsgeschwindigkeiten.
Man kann Karkassenverstärkungen in mehreren (n) Durchläufen herstellen, wobei jeder Durchlauf einer Bedeckung des gesamten Kerns entspricht. Die radialen Bögen innerhalb eines Durchlaufs werden mit einer Schrittweite P abgelegt, die Position auf dem Kern 1 der Bögen 40, die während n Durchläufen hintereinander abgelegt werden, können daher eine Umfangsphasenverschiebung aufweisen, die P/n entspricht. Dem Fachmann ist klar, dass die Erfindung auf vielerlei Arten eingesetzt werden kann, je nach Aufbau des Reifens, den er herstellen möchte.
Es sei außerdem hervorgehoben, dass es im Fall der Herstellung von Halbkarkassen (siehe 8 und 9) möglich ist, jede der Halbkarkassen simultan auf beiden Seiten des Kerns herzustellen, wobei zwei erfindungsgemäße Vorrichtungen gegenüber jeder Seite des Kerns eingesetzt werden. Oder es ist möglich, jede der Halbkarkassen nacheinander herzustellen.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass die Form bei zahlreichen Anwendungen umlaufen werden kann, einschließlich dem Fall, dass die Trajektorie der Bögen einen Winkel bildet, der deutlich von 90° abweicht (und beispielsweise in der Ordnung von 20° liegt). Selbst in diesem Fall kann man nacheinander noch zwei Punkte der Form erreichen, jeder in der Zone, die einem Wulst des Reifens entspricht, ohne dass man riskiert, die Form zu treffen.

Claims

Gerät zur Herstellung einer Verstärkung für Luftreifen, wobei das Gerät dazu bestimmt ist, eine Verstärkung herzustellen, die von einem Draht (4), der kontinuierlich und auf Anforderung von einem geeigneten Verteiler geliefert wird, gebildet ist, wobei das Gerät dazu bestimmt ist, durch Zusammenwirken mit einer im Wesentlichen torischen Form verwendet zu werden, auf der nach und nach die Verstärkung hergestellt wird, wobei Bögen des Drahtes nach einer für den Draht gewünschten Verlaufsbahn auf der Oberfläche der Form verwirklicht werden, wobei das Gerät umfasst: – ein Führungselement (6), in dem der Draht frei gleiten kann, – Mittel zum Verschieben des Führungselements entlang einer zyklischen Hin- und Herbewegung, um das Führungselement in aufeinander folgenden Zyklen in die Nähe jedes der für den Draht in der Verlaufsbahn gewünschten Enden zu bringen, – Druckvorrichtungen (2) in der Nähe jedes Endes der Verlaufsbahn, um den Draht (4) an die Form an den Enden anzulegen, – das Verschiebemittel umfasst mindestens einen Basisarm (31), wobei der Basisarm einen Drehmittelpunkt (31R) und einen Transportkopf (31T) und Steuermittel umfasst, um dem Basisarm eine Schwenkbewegung um seinen Drehmittelpunkt zu verleihen, wobei das Gerät derart angeordnet ist, dass der Transportkopf (31T) des Basisarms direkt oder indirekt das Füh rungselement von einem Ende der Verlaufsbahn zum anderen transportiert, dadurch gekennzeichnet, dass die Geometrieachse des Drehmittelpunkts in der Arbeitsposition zur Gänze außerhalb der Form liegt.
Gerät nach Anspruch 1, bei dem der Transportkopf (31T) des Basisarms (31) das Führungselement (6) direkt stützt.
Gerät nach Anspruch 1 mit einem zweiten Arm (32), der über einen Drehmittelpunkt (32R) des zweiten Arms angelenkt ist, wobei der Drehmittelpunkt des zweiten Arms am Transportkopf (31T) des Basisarms montiert ist, wobei der zweite Arm einen Transportkopf (32T) hat, um das Führungselement direkt oder indirekt von einem Ende der Verlaufsbahn zum anderen zu transportieren, sowie mit Mitteln zum Steuern der Position bezüglich des zweiten Arms in Bezug auf den Basisarm.
Gerät nach Anspruch 3, bei dem die Mittel zur Steuerung der relativen Position des zweiten Arms (32) in Bezug auf den Basisarm (31) im Wesentlichen eine antreibende Rolle (311), die auf dem Drehmittelpunkt des Basisarms zentriert ist, wobei die Winkelposition der antreibenden Rolle unabhängig von der Steuerung des Schwenkens des Basisarms kontrolliert wird, und eine angetriebene Rolle (312) umfasst, die mit dem zweiten Arm fest verbunden ist, wobei ein Zahnriemen (361) die Rollen verbindet.
Gerät nach Anspruch 4, bei dem die antreibende Rolle (311) im Raum feststehend ist.
Gerät nach Anspruch 1, umfassend einen zweiten Schwenkarm (32), wobei der Drehmittelpunkt (32R) des zweiten Arms am Transportende (31T) des Basis arms (31) montiert ist, wobei der zweite Arm einen Transportkopf (32T) hat, um das Führungselement direkt oder indirekt von einem Ende der Verlaufsbahn zum anderen zu transportieren, sowie einen Hilfsarm (34), der um einen Drehmittelpunkt (34R) schwenkt, wobei sich die geometrische Drehachse des Drehmittelpunktes des Hilfsarms zur Gänze außerhalb der Oberfläche der Form, zwischen dieser und der geometrischen Drehachse des Basisarms, befindet, wobei der Hilfsarm einen Transportkopf (34T) aufweist, wobei der zweite Arm einen Zwischendrehmittelpunkt (32I) zwischen dem Drehmittelpunkt (32R) des zweiten Arms und dem Transportkopf (32T) des zweiten Arms aufweist, wobei der Zwischendrehmittelpunkt auf dem Transportkopf (34T) des Hilfsarms angelenkt ist.
Gerät nach Anspruch 3 oder 6, bei dem der Transportkopf (32T) des zweiten Arms direkt das Führungselement (6) trägt.
Gerät nach einem der Ansprüche 3 bis 6, umfassend einen dritten Schwenkarm (33), der mit seinem Drehmittelpunkt (33R) am Transportkopf (32T) des zweiten Arms angelenkt ist, wobei der dritte Arm einen Transportkopf (33T) aufweist, um direkt oder indirekt das Führungselement von einem Ende der Verlaufsbahn zum anderen zu transportieren, und umfassend Mittel zur Steuerung der relativen Position des dritten Arms in Bezug auf den zweiten Arm.
Gerät nach Anspruch 8, bei dem der Transportkopf (33T) des dritten Arms direkt das Führungselement (6) trägt.
Gerät nach Anspruch 8 und 4 oder 9 und 4, bei dem die Mittel zur Steuerung der relativen Position des dritten Arms in Bezug auf den zweiten Arm im Wesentlichen eine antreibende Rolle (321), die auf dem Drehmittelpunkt (32R) des zweiten Arms zentriert ist, wobei die antreibende Rolle fest mit dem Basisarm (31) verbunden ist, und eine angetriebene Rolle (322) umfassen, die fest mit dem dritten Arm (33) im Drehmittelpunkt desselben verbunden ist, wobei ein Zahnriemen (362) die antreibende und die angetriebene Rolle verbindet.
Gerät nach Anspruch 8 und 6 oder 9 und 6, bei dem die Mittel zur Steuerung der relativen Position des dritten Arms in Bezug auf den zweiten Arm im Wesentlichen eine antreibende Rolle (321), die auf dem Zwischendrehmittelpunkt (32I) des zweiten Arms zentriert ist, wobei die antreibende Rolle fest mit dem Zwischenarm (34) verbunden ist, und eine angetriebene Rolle (322) umfasst, die fest mit dem dritten Arm (33) im Drehmittelpunkt desselben verbunden ist, wobei ein Zahnriemen (362) die antreibende und die angetriebene Rolle verbindet.
Gerät nach Anspruch 8 oder 9, bei dem die Mittel zur Steuerung der relativen Position des dritten Arms in Bezug auf den zweiten Arm im Wesentlichen eine Nocke, die im Transportkopf des Basisarms angeordnet ist, ein fest mit dem dritten Arm verbundenes Zahnrad, einen in Bezug auf den zweiten Arm gleitend geführten Schwingarm, der auf einer Seite eine Nockennachführeinrichtung, die mit der Nocke zusammenwirkt, und auf der anderen Seite eine in das Zahnrad eingreifende Zahnstange trägt, umfassen.
Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 12, umfassend einen Träger für die Mittel zum Verschieben des Führungselements und Mittel, um den Träger eine Wechselbewegung ausführen zu lassen, die es ermöglicht, die Verlegebahn des Drahtes (4) auf dem Kern (1) zu biegen.