-
Gebiet der Erfindung
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur gleichzeitigen
Produktion von Produktionsserien von Reifen auf einem sequentiellen
Mehrstations-Reifenherstellungssystem
gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1.
-
Hintergrund der Erfindung
-
Es
ist bekannt, dass bei der Produktion von Kraftfahrzeugreifen die
Fertigung einer sogenannten Karkasse zunächst durch aufeinanderfolgenden
Zusammenbau mehrerer verschiedener Bauteile erzielt wird.
-
Mit
anderen Worten können
die in einer Produktionspalette enthaltenen verschiedenen Karkassentypen
abhängig
von dem Vorhandensein der verschiedenen Zubehörbauteile und/oder der Typologie der
Zubehörbauteile
selbst voneinander unterschieden werden.
-
Beispielsweise
umfassen, wenn Karkassen für
schlauchlose Reifen zu produzieren sind, die Hauptbauteile eine
sogenannte „Innenisolierung", das heißt, eine
Schicht aus luftundurchlässigem Elastomermaterial,
eine Karkassenlage, ein Paar ringförmiger Metallelemente, die üblicherweise
als Wulstkerne bezeichnet werden, um die die entgegengesetzten Enden
der Karkassenlage herumgeschlagen werden, sowie ein aus Elastomermaterial
hergestelltes Paar Seitenwände,
die sich in lateral entgegengesetzten Positionen über die
Karkassenlage erstrecken. Die Zubehörbauteile können ihrerseits eine oder mehrere
zusätzliche
Karkassenlagen, ein oder mehrere Verstärkungsbänder, um an den um die Wulstkerne
nach oben umgeschlagenen Bereichen (Wulstschutzstreifen) über der
Karkassenlage oder -lagen zu liegen, und andere umfassen.
-
US-A- 5,554,242 offenbart
einen Zweistufen-Reifenbau mit einer Reifenbautrommel für die erste
Stufe in Kombination mit einer Reifenbautrommel für die zweite
Stufe. Für
dieses System werden individuelle Protektoranbringung und einstückiger Laufflächengummi
in der zweiten Stufe angebacht, während Bauteile wie etwa Kernprofil-Wulstschutzstreifen
und Schulterkeile in der ersten Stufe angebracht werden.
-
Während das
Zweistufen-Bauverfahren in seinen getrennten Stufen Server für die verschiedenen
Bauteile einsetzte, wies es die Probleme auf, dass es eine große Arbeitsfläche für die zwei
getrennten Positionen erforderte, sowie die Notwendigkeit, sowohl
die getrennten Funktionen zu koordinieren als auch alle Bauteile
an den richtigen Stationen zusammenzubringen. Folglich wurden die
Bauteile oft gelagert und wurden Alterung unterworfen, wobei sie
manchmal, beispielsweise während
der Handhabung der individuell angebrachten Bauteile, ihre Haftfähigkeit
verloren. Das Bewegen der Reifen-Unterbaugruppen von einer Stufe
zur anderen war sogar mit der Verwendung mechanischer Server zur
Unterstützung
der Bedienpersonen beim Auflegen der Bauteile auf den Reifen auf
den Trommeln der ersten und zweiten Stufe ein höchst arbeitsintensiver Vorgang.
Folglich war der Vorgang kostspielig.
-
US-A- 5,354,404 offenbart
ein System zum Zusammenbau von Reifenrohlingen mit einem Zweistufenverfahren,
wobei der Zusammenbau automatisch ist und einen geringen Platzbedarf
hat. Während
dieses System einige Platzbedarfprobleme überwunden hat, ist sein Ausstoß noch stets
begrenzt.
-
Weiter
wird, wie in
US-5,354,404 offenbart, ein
anderes System zur Herstellung von Reifen in einer Produktionslinie
mit einer Vielzahl von Bautrommeln „die in einer Kette oder Serie
angeordnet sind und wobei ein Verbindungsmittel zum Übertragen
der Kerne von einer Vorrichtung zur nächsten vorgesehen ist" veranschaulicht.
Der Vernetzungsgrad zwischen den Reifenbaukernen führt zur
Unfähigkeit,
die Maschine zu verändern,
um sie an Reifenkonstruktionen verschiedener Größen anzupassen.
-
Das
Problem bei Fertigungssystemen des Standes der Technik ist, dass
der Standort bzw. die Position der Bautrommeln nicht präzise genug
ist, um zu gewährleisten,
dass die Reifen, die aufgebaut werden, von adäquater Gleichförmigkeit
für die
Anforderungen an moderne Hochleistungsreifen sind. Das heißt, wenn
die sich entlang dem Montageweg bewegenden Reifenbautrommeln an
jeder Arbeitsposition in einer Halteposition angehalten werden,
liegt keine Lehre oder Vorschlag vor, wie die Position der Reifenbautrommel
in einer präzisen
Position positioniert war. Weiter scheint es, dass die Kraft zum
Betreiben jeder Bautrommel an Bord jeder Trommel mitgetragen wird.
Das würde
bedeuten, dass jede Trommel komplizierter und teurer zu produzieren
ist.
-
Es
ist geläufig,
dass die Bauteile der meisten Luftreifenkonstruktionen in einer
Weise zusammengebaut werden müssen,
die eine gute Reifengleichförmigkeit
fördert,
um eine richtige Reifenleistung zu verschaffen. Unter Reifengleichförmigkeit
werden im allgemeinen Reifenabmessungen und -Massenverteilungen
verstanden, die radial, lateral, in Umfangsrichtung und meridional
gleichförmig
und symmetrisch sind, wodurch akzeptable Resultate für Messungen
der Reifengleichförmigkeit
einschließlich
statischer und dynamischer Wucht produziert werden, und auch einschließlich Radialkraftschwankung,
Seitenkraftschwankung und Tangentialkraftschwankung, gemessen auf
Reifengleichförmigkeitsmaschinen,
die den Reifen unter Last auf einem Straßenrad laufenlassen.
-
Obwohl
gewisse Grade von Reifenungleichförmigkeit in der Fertigung nach
Zusammenbau (z. B. durch Schleifen) und/oder im Gebrauch (z. B.
Anbringen von Auswuchtgewichten an der Felge einer Reifen-/Rad-Baugruppe) korrigiert
werden können,
ist es zu bevorzugen (und generell effizienter), Reifengleichförmigkeit
soweit als möglich
einzubauen.
-
Der
Stand der Technik hat Probleme damit, das Bauen von Reifen mit komplizierter
Konstruktion, wie etwa Notlaufreifen, auf einer einzigen Fertigungslinie
zu ermöglichen,
die in der Lage ist, auf leichte Weise verändert zu werden, um sich an
verschiedene Konstruktionsgrößen anzupassen.
-
EP-A-1 295 701 offenbart
ein Verfahren zum gleichzeitigen Bauen einer Vielzahl von Reifenkarkassen.
Das Verfahren umfasst die Reifenbauschritte des Erstellens einer
Abfolge von mindestens drei und bis zu zehn Arbeitsstationen; Voranbewegens
von mindestens drei abgekoppelten, zylindrisch geformten Reifenbautrommeln
entlang einer Arbeitsachse, die sich durch die mindestens drei Arbeitsstationen erstreckt;
und Anbringens eines oder mehrerer Reifenbauteile an den Reifenbautrommeln
an jeder der Arbeitsstationen. Dann wird der resultierende flache gebaute
Reifenkarkassenrohling an der letzten Arbeitsstation entfernt. Schließlich wird
die Reifenbautrommel, nachdem der flache gebaute Karkassenrohling
entfernt worden ist, von der letzten Arbeitsstation zu der ersten
Arbeitsstation voranbewegt. Danach wird das Gürtel- und Laufflächenpaket um
den zylindrischen oder flachen gebauten Reifenkarkassenrohling angebracht,
wodurch die Reifenkarkasse in eine Lauffläche und Gürtel aufgeweitet wird, um einen
Reifenrohling zu bilden.
-
Man
glaubt, dass eine primäre
Einschränkung
des Verfahrens von
EP-A-1
295 701 das Anbringen der Bauteile für die Karkassenbaugruppe auf einer
flachen Bautrommel und dann das Aufblasen der Trommel zu einer Kreisringform
vor dem Anbringen der Gürtel-Laufflächen-Baugruppe ist.
-
Eine
andere primäre
Einschränkung
ist die Anbringung der Profilgürtelbaugruppe
an dem kreisringförmigen
Karkassenmittel. Die Reifenrohlingsbaugruppe muss aufgeblasen und
weiter aufgeweitet werden, um sich an die Innenflächen des
Formenhohlraums anzupassen.
-
Im
Wesentlichen führte
der gesamte automatisierte Zusammenbau zu einer höchst konventionellen
Baugruppe aus Reifenkarkassenrohling und Gürtel, um, mit allen inhärenten Mängeln, zur
Herstellungsverfahren mit flachem Reifenbau zu führen.
-
Die
vorliegende Erfindung schlägt
einen neuen Weg zum Bauen eines Reifens in einer Form vor, die ein
fertiges Produkt nahe simuliert, während hohe Niveaus von Automatisierung
und Präzisions-Teileplazierung
erzielt werden.
-
Ein
anderer Zweck der vorliegenden Erfindung ist die Erzielung der Fähigkeit,
Reifengrößen in der
Produktionslinie zu verändern,
um das simultane Bauen einer Vielfalt von Größen zu gestatten, ohne die
Produktionslinie zwecks Größenumstellungen
zu unterbrechen. Diese Fähigkeit
ermöglicht
es, dass Reifen auf automatisierte Weise mit Chargengrößen, die
nur einen Reifen umfassen, gebaut werden.
-
US-A-2002/0189744 offenbart
ein Verfahren zur Herstellung von Reifen gemäß dem Oberbegriff von Anspruch
1. Gleichartige Verfahren sind in
WO-A-01/89818 ,
US-B-4,504,919 und
WO-A-01/32409 gezeigt.
Weitere Verfahren zum Bauen von Reifen sind in
EP-A-0876 364 ,
US-B-6,139,668 und
EP-A-0448 407 beschrieben.
-
Zusammenfassung der Erfindung
-
Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur gleichzeitigen Herstellung
von Produktionsserien von Reifen auf einem sequentiellen Mehrstations-Reifenherstellungssystem
gemäß Anspruch
1.
-
Besondere
Ausführungsformen
der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
-
Der
Schritt des Formens einer Karkasse umfasst bevorzugt weiter das
Auflegen oder Formen von Karkassenbauteilen auf die bzw. der Bautrommel
an einer Vielzahl von Arbeitsstationen an vordefinierten Standorten
entlang einer Arbeitsachse und durch die Vielzahl von Arbeitsstationen
verlaufend, wobei der Umfang der Bautrommel senkrecht zu der Arbeitsstation
entlang der Arbeitsachse bewegt wird.
-
Definitionen
-
„Axial" bedeutet Linien
oder Richtungen, die auf oder parallel zu der Rotationsachse des
Reifens liegen. „Gürtelstruktur" oder „Verstärkungsgürtel" oder „Gürtelpaket" verweist auf mindestens
zwei ringförmige
Lagen oder Karkassenlagen aus parallelen Korden, gewebt oder nicht
gewebt, die unter der Lauffläche
liegen, nicht am Wulst verankert, und sowohl linke als auch rechte
Kordwinkel im Bereich von 18 bis 30 Grad in Bezug auf die Äquatorebene
des Reifens aufweisen. „Karkasse" bedeutet die Reifenstruktur
außer
der Gürtelstruktur
und der Lauffläche, jedoch
einschließlich
Seitenwandgummi, Wülsten, Karkassenlagen,
und, im Fall von EMT- oder Notlaufreifen, der Keileinsatz-Seitenwandverstärkungen.
-
„Mantel" bezieht sich auf
die Karkasse, Gürtelstruktur, Wülste, Seitenwände und
alle anderen Bauteile des Reifens, mit Ausnahme von Lauffläche und
Unterlauffläche.
-
„EMT-Reifen" (Extended Mobility
Tire) bezieht sich auf Technologie für erweiterte Mobilität und einen
Reifen, der dazu gestaltet ist, unter Bedingungen, wenn der Reifen
wenig bis keinen Fülldruck
aufweist, mindestens eine begrenzte Betriebsleistung bereitzustellen.
-
„Lateral" oder „seitlich" bedeutet eine Richtung
parallel zur axialen Richtung.
-
„Meridionalprofil" verweist auf ein
Reifenprofil, das entlang einer Ebene geschnitten ist, welche die
Reifenachse beinhaltet. „Karkassenlage" bezieht sich auf
ein kordverstärktes
Karkassenverstärkungselement
(Lage) aus kautschuküberzogenen,
radial eingesetzten oder anderweitig parallelen Korden.
-
„Laufstreifenoberteil" bezieht sich auf
die Lauffläche
und das darunterliegende Material, in das das Profilmuster eingeformt
wird.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
Es
wird im einzelnen auf bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
Bezug genommen, wovon Beispiele in den begleitenden Zeichnungsfiguren veranschaulicht
sind.
-
1 ist
eine schematische Ansicht eines automatisierten Reifenfertigungssystems
gemäß der Erfindung.
-
2A ist
eine Draufsicht einer beispielhaften Anfangs-Arbeitsstation des
automatisierten Reifenfertigungssystems, welche eine an eine Einlaufstation
gekoppelte Reifenbautrommel zeigt, gemäß der Erfindung.
-
2B ist
eine Draufsicht der Anbringung eines Reifenbauteils an der beispielhaften
Anfangs-Arbeitsstation.
Die
-
3A, 3B, 3C sind
Ansichten einer beispielhaften Zwischen-Arbeitsstation gemäß der Erfindung.
Die
-
4A–4E sind
Ansichten der mobilen Reifenbautrommel gemäß der vorliegenden Erfindung.
-
5 ist
eine Perspektivansicht der Profilgürtelmontagetrommel. Die
-
6 und 7 sind
eine Perspektivansicht und eine Explosionsansicht des selbstsperrenden Reifenformwerkzeugs.
Die
-
8A, 8B und 8C sind
Querschnittsansichten der Profilgürtelbaugruppe, die in das selbstsperrende
Formwerkzeug geladen, von dem Formwerkzeug eingeschlossen und darin
zusammengeklappt wird, wodurch die Profilgürtelbaugruppe in das Formwerkzeug übertragen
wird.
-
9 ist
eine Querschnittsansicht der Karkassentrommelbaugruppe und Karkasse,
in dem Formwerkzeug installiert und bereit zum Vulkanisieren gezeigt.
-
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
-
Unter
Verweis auf 1 ist eine schematische Ansicht
eines automatisierten Reifenfertigungssystems 10 gemäß der vorliegenden
Erfindung veranschaulicht. Dieses System 10 sorgt für die gesamte
Fertigung von Luftreifen und sieht zwei getrennte, parallel arbeitende
erste und zweite Reifenbaulinien vor, wobei eine Linie 20 die
Reifenkarkassen-Unterbaugruppe 4 formt und die andere Linie 30 die
Reifen-Gürtel-Laufflächen-Unterbaugruppe 3 formt.
Diese zwei Unterbaugruppen 3, 4 werden, nachdem
ihr Zusammenbau abgeschlossen ist, in einem Reifenvulkanisationsformwerkzeug 50 kombiniert.
Wenn sie so an dem Reifenbauformwerkzeug zusammengefügt sind,
wird das Formwerkzeug 50 dann in eine Formwerkzeug-Vulkanisationsschleife 100 übertragen,
die das Aushärten,
Vulkanisieren und Rückführen der
Reifen 200 zwecks Entfernen aus dem Formwerkzeug 50 gestattet.
-
Wie
in 1 gezeigt, steht am Anfang des Bauens eines Reifens
ein Karkassenkern-Zwischenspeichergebiet 120. Jeder Kern
stellt eine spezifische Reifenbautrommelbaugruppe 22 dar,
die dazu gestaltet ist, die Fabrikation der Reifenkarkasse 4 auf der
kreisringförmig
aufgeweiteten Bautrommelbaugruppe 22 zu gestatten, sodass,
wenn die Reifenkarkasse 4 gebildet wird, sie in der kreisringförmigen Form
sehr nah an den fertigen Reifenabmessungen ist, wenn sie zusammengebaut
wird. Dieses Karkassenkern-Zwischenspeichergebiet 120 hat
Vielzahlen von Bautrommeln 22 spezifischer Reifengrößen verfügbar, sodass
das System 10 die richtige Anzahl von Bautrommeln 22 für die richtigen
Reifengrößen vorsehen
kann. Die Bautrommeln 22 werden montiert mit Transportervorrichtungen,
die Trommelgehäuse-Transportergehäuse 60 genannt
werden. Diese Gehäusetransporter 60 nehmen
die Bautrommel 22 auf und verfahren entlang einer Linie 20,
wie in 1 gezeigt. Jeder Gehäusetransporter 60 sieht
ein Mittel 62 zum Drehen der Reifenbautrommel 22 an
jeder Arbeitsstation vor, wenn das spezifische Reifenbauteil angebracht
wird. Die Arbeitsstationen (11, 12, 13, 14, 15, 16)
und die Reifengehäusetransporter 60 haben
die Software in jede der Arbeitsstationen programmiert, sodass das
richtige Bauteil der Reifenbautrommel 22 zur gewünschten
richtigen Zeit und am richtigen Standort an zugeführt wird.
Wie in der beispielhaften schematischen Darstellung von 1 veranschaulicht,
bringt die Anfangs-Arbeitsstation 11 einen Wulstschutzstreifen
in Bauteil 41 an der Reifenbautrommel an und eine zweite
Zwischen-Arbeitsstation 13 sieht eine Innenisolierung 42 vor.
Eine dritte optionsweise Arbeitsstation 13 sieht Einsätze 43 vor,
falls Notlaufreifen 200 gefertigt werden.
-
Ein
Beispiel von einer der Arbeitsstationen 11, 12, 13, 15 oder 16,
die ein Bauteil anbringt, ist in 2A und 2B veranschaulicht. 2A zeigt eine
Draufsicht der Arbeitsstation. 2A zeigt
die Arbeitsstation beim Anbringen einer Reifeninnenisolierung 42.
Wie veranschaulicht, tragen die Robotmechanismen die Innenisolierung 42 direkt
auf die Reifenbautrommel 22 auf oder bringen sie darauf
an. Wie angemerkt, wird, wenn ein Wulstschutzstreifenbauteil 41 zuvor
unter Anwendung einer ähnlichen Technik
angebracht worden ist, die Innenisolierung 42 direkt über dem
Wulstschutzstreifen 41 angebracht, wie durch die Reifenbauspezifikation
erfordert. Wenn ein Einsatzbauteil 43 erforderlich ist
oder zusätzliche
Elastomerbauteile angebracht werden, können zusätzliche Arbeitsstationen vorgesehen werden,
um diese Bestandteile bereitzustellen. Diese Anfangs-Arbeitsstationen
bringen die Bauteile auf einer kreisringförmigen Bautrommel an, die entlang
der Produktionslinie transportiert wird, wie gezeigt. Jede Reifenbautrommel
ist an einer Achse positioniert, die grundsätzlich senkrecht zu der Arbeitsstation
ist, und wird direkt vor die Arbeitsstation transportiert und stoppt
an einem präzisen
Standort, um die Anbringung der Reifenbauteile zu gestatten. Während gezeigt
wird, dass die Elastomerbauteile unter Verwendung eines Auftragswerkzeugs 90A am
Ende eines Zuführschlauchs 90,
das mit einem rechnergesteuerten Roboter 90 verbunden ist,
direkt auf der Bautrommel und anderen darunterliegenden Karkassenbauteilen
angebracht und direkt darauf extrudiert und darauf aufgetragen werden,
ist es möglich,
diese Bauteile unter Verwendung herkömmlicherer Elastomerstreifenanbringmittel
anzubringen, durch Vorsehen notwendiger Servermechanismen und durch
Zuführen
der Bauteile in Lagen auf die Bautrommel 22, wobei jedes
Bauteil auf Länge
geschnitten und zugeführt
wird, wie üblicherweise
in herkömmlicheren
Reifenherstellungssystemen vorgefunden. Diese Systeme erfordern
jedoch eine zusätzliche
Komplexität
im Reifenbau, um die erforderlichen Spleiße und Überlappungen durchzuführen, und
sind daher nicht die beste Art und Weise der Praktizierung der vorliegenden
Erfindung, welche die Verwendung der Auftragstechnologie erwägt, wie
in den 2A und 2B veranschaulicht.
-
Nachdem
die Elastomer-Ausgangsbauteile 11, 12 und 13 an
der Reifenbautrommelbaugruppe 22 angebracht worden sind,
wird die Baugruppe dann zu den Zwischen-Arbeitsstationen 14 gebracht,
worin die Karkassenlage 44 und die Wülste 45 an der Bautrommel 22 angebracht
werden. Diese können unter
Verwendung herkömmlicher
Streifen oder Verbundstofflagen der Karkassenlage 44 und
vorgeformter Wülste 22 angebracht
werden, oder alternativ kann die Karkassenlage 44 unter
Verwendung eines Kordplazierungsmechanismus 80 produziert
werden, wie in den 3A, 3B und 3C gezeigt.
Bei Verwendung dieses Mechanismus werden die Lagenkorde 42A präzise auf
die Bautrommel mit den zuvor angebrachten Karkassenbauteilen plaziert
und werden die Lagenbahnen auf sehr rasche und genaue Weise sehr
präzise
auf der Reifenbautrommel positioniert, wie illustriert. Sobald die
Lagenkorde 42A positioniert sind, kann eine zusätzliche
Elastomerlage über
den Lagenkorden 42A angebracht werden und dann können die
ringförmigen
Wulstkerne 45 auf der Lagenbaugruppe positioniert werden.
-
Die
gesamte Baugruppe 22 wird dann zu der nächsten Baustation oder Arbeitsstation 15 bewegt, worin
Keile 47, zusätzliche
Wulstschutzstreifen 48 und Bauteile der Seitenwand 49 an
der Karkassenunterbaugruppe angebracht werden können, entweder unter Verwendung
der zuvor erörterten
Auftrags-Anbringtechniken oder durch Verwendung von Elastomerlagen,
die durch herkömmlichere
Mittel angebracht werden. Nachdem die Seitenwände 49 und letzte
Elastomerbauteile an der Karkassenbaugruppe auf der kreisringförmigen Bautrommel 22 angebracht
sind, wird die gesamte Bautrommelbaugruppe 22 mit der Karkasse 4 von
dem Gehäusetransportergehäuse 60 entfernt.
Der Gehäusetransporter
verfährt
dann seitwärts
und wird dann in die Anfangsstation 11 des Systems 10 zurückbewegt,
um zu dem nächsten
Reifenbau zurückzukehren,
worauf er einen neuen Baukern 22 erhalten wird und für einen weiteren
Durchlauf durch das System 10 geleitet wird, um eine zweite
Reifenkarkasse 4 zu bauen.
-
Während dieser
gesamte Vorgang des Bauens der Karkasse 4 vollzogen wird,
findet eine zeitgleiche Herstellung der Profilgürtelbauguppe 3 statt. Unter
Verweis auf 5 ist ein Profilgürtel 3 auf
einer radial einklappbaren und ausweitbaren Laufflächen-Bautrommelbaugruppe 32 gezeigt.
Diese Laufflächen-Bautrommelbaugruppe 32 ist,
wie die Karkassenbautrommelbaugruppe 22, an einem Mechanismus
eines Gehäusetransporters 60 befestigt,
und die Profilgürteltrommelbaugruppe 32 ist
lösbar
befestigt, sodass sie bei Abschluss der Fabrikation der Profilgürtelbaugruppe 3 von
dem Gehäusetransportergehäuse 60 entfernt
werden kann. Beim anfänglichen
Einstellen empfängt
eine Gehäusetransporter 60-Einheit
ein spezifisches Profilgürteldeck
einer bestimmten Größe zum Bauen
einer bestimmten Größe oder
eines bestimmten Modells.
-
Der
Mechanismus des Gehäusetransporters 60 ist
dazu programmiert, diesen bestimmten Profilgürtel zu bauen. An der ersten
Arbeitsstation 71 werden die Gürtellagen 1 und 2 an
der äußeren peripheren
Oberfläche
oder dem Deck 34 der Profilgürtelbaugruppen-Bautrommel 32 angebracht,
wie illustriert, und direkt auf der Deckoberfläche 34 angebracht.
Nachdem der erste breite Gürtel 1 angebracht ist
und der zweite schmale Gürtel 2 angebracht
ist, wird ein Gumstreifen 5 an jeder Kante der ersten Gürtellage 1 in
einer zweiten Arbeitsstation 72 angebracht, wie in 1 veranschaulicht.
Nötigenfalls wird
eine optionsweise Auflagen-Arbeitsstation 73 vorgesehen,
worin Auflagen 6 mit im Wesentlichen 0° oder sehr niedrigen Winkeln
in Umfangsrichtung auf und über
die darunterliegende Gürtelstruktur 1, 2 gewickelt
werden. Sobald diese Bauteile auf die äußere periphere Oberfläche des
Decks 34 aufgelegt sind, wird die Lauffläche 7 an
den darunterliegenden Bauteilen angebracht, wie illustriert. Sobald
die Lauffläche
angebracht ist, entweder als ringförmiger Streifen oder als spiralförmig gewickelte
Vielzahl von Streifen, um ein unvulkanisiertes Laufflächenbauteil 7 zu
bilden, vervollständigt
dies die Profilgürtelverstärkungsstrukturbaugruppe 3.
An dieser letzten Arbeitsstation 74 wird die Profilgürtelbautrommel 32 von
dem Gehäusetransporter 60 entfernt
und wird der Gehäusetransporter 60 seitwärts auf
und entlang den Schienen 21 bewegt, um den Vorgang für die nächste Reifenprofilgürtelbaugruppe
zu wiederholen, angenommen, dass die gleiche Deckbaugruppe benötigt wird.
Wenn eine unterschiedliche Deckbaugruppe benötigt wird, wird der Bautrommel-Gürtel- und
Laufflächen-Zwischenlagerbereich 30 angelaufen
und wird ein spezifisches Bautrommeldeck 34 vorgesehen,
indem das anfängliche
Bautrommeldeck 34 entfernt und je nach Bedarf durch ein
zweites Bautrommeldeck 34 einer unterschiedlichen Größe ersetzt
wird.
-
Sobald
die Profilgürtelbaugruppe 3 vollständig ausgebildet
ist, wird die gesamte Bautrommel der Profilgürtelbautrommel 32 mit
der daran montierten Profilgürtelverstärkungsstruktur
von dem Transportergehäuse 60 entfernt
und zu einem offenen segmentierten Formwerkzeug 50 am Standort 140 geliefert
(siehe 6 und 7). Dieses Formwerkzeug 50 ist
in Perspektivansicht gezeigt und hat eine obere Platte 52,
die entfernt wird, und die Segmente 54 sind radial expandiert,
um die Profilgürteltrommel 32 mit der
daran montierten Profilgürtelverstärkungsstruktur 3 aufzunehmen.
Sobald der Profilgürtel 3 in
das offene Formwerkzeug 50 eingesetzt ist, wie in 8A illustriert,
wird die obere Platte 52 des Formwerkzeug 50 auf
die Laufflächenbautrommelbaugruppe 32 geschlossen und
werden die Segmente 52 radial einwärts zusammengezogen, wobei
sie gegen die Lauffläche 7 drücken, wie
in 8B gezeigt. Sobald sie 32 fest in dem
Formwerkzeug 50 im Eingriff ist, wird die Laufflächenbautrommel 32 zusammengeklappt, wodurch
die Profilgürtelverstärkungsstruktur 3 auf die
Innenflächen 56 des
Formwerkzeugs 50 übertragen
wird. Sobald sie zusammengeklappt ist, wird die obere Platte 52 entfernt,
wie in 8C veranschaulicht, und kann
die Laufflächenbautrommel 32 aus dem
Formwerkzeug 50 entfernt und dann zu dem Gürtel- und
Laufflächen-Zwischenspeicherbereich 130 zurücktransportiert
werden, wie in 1 veranschaulicht.
-
Wie
in 9 gezeigt, können
die jetzt aus dem Gehäusetransportermechanismus 60 entfernte Karkasse 4 und
Bautrommelbaugruppe 22 in das Formwerkzeug 50 eingebracht
werden und wird der Gehäusetransporter 60 zu
einer Anfangs-Arbeitsstation 11 an dem Karkassenkern-Zwischenspeichergebiet 120 bewegt,
um die Instruktionen für
die nächste Reifenkarkassenbaugruppe
zu erhalten.
-
Wenn
die obere Platte 52 des Formwerkzeugs 50 offen
ist, kann die gesamte Bautrommelbaugruppe 22 mit der daran
montierten Karkasse 4 direkt in das Formwerkzeug 50 eingebracht
werden. Dies wird aufgrund der Tatsache ermöglicht, dass ein oberer Teil 55 des
Laufflächenformabschnitts
des Formwerkzeugs an der oberen Platte 52 befestigt ist. Dies
gestattet, dass die gesamte Karkasse 4 in der Lage ist,
direkt in das Formwerkzeug 50 zu passen, mit der Profilgürtelbaugruppe 3 bereits
an Ort und Stelle. Nach Einbringen in das Formwerkzeug 50 kann
das Formwerkzeug 50 geschlossen und die Karkassenunterbaugruppe 4 durch
Anlegen von Innendruck an die Bautrommelbaugruppe 22 aufgeblasen werden.
Sobald dies vollzogen ist, kann das Formwerkzeug 50 auf
Vulkanisationstemperaturen und -drücke erhitzt und druckbeaufschlagt
werden, und das Formwerkzeug 50 wird dann in eine beheizte Überkopf-Tunnelvulkanisationsschleife 100 übertragen,
um die gesamte Vulkanisation des in dem Formwerkzeug 50 eingeschlossenen
Reifens 200 fertigzustellen. In manchen Vulkanisationszyklen
können
die Formwerkzeuge 50 sich zu einer Halteposition oder einem
Formwerkzeug-Vulkanisationsstillstand 101 bewegen,
um die erforderliche Vulkanisationszeit zu erzielen. Wenn das Formwerkzeug 50 die
Heizvulkanisationsschleife 100 durchläuft, wird es nach dem Vulkanisieren
zu einer Nach-Vulkanisations-Formwerkzeug-Öffnungs- und Entnahmestation 154 zurückgeleitet.
An diesem Punkt ist das Formwerkzeug offen, die Formwerkzeugsegmente
werden radial expandiert und der Bautrommelkern 22 mit
dem daran montierten Reifen wird aus dem Formwerkzeug 50 entfernt.
-
Unter
Verweis auf die 4A, 4B, 4C, 4D und 4E ist
zum besseren Verständnis
der Erfindung zu würdigen,
dass der Karkassenbautrommelkern 22 radial expandierbar
und einklappbar ist. Wie in 4 illustriert,
können
innere Mechanismen 21 radial einwärts geklappt werden, wenn die
Bautrommel 22 axial auswärts expandiert wird. Da die
Bautrommel an beiden Enden axial einwärts bewegt wird, bewegen sich
die als ineinandergreifende Dreiecke 21A, 21B, 21C gezeigten
Seitenwandstützmechanismen
radial auswärts
bis in eine vollständig
geschlossene Position; diese Mechanismen 21A, 21B und 21C strecken
sich nahezu vollständig
radial aus, wie in 4C veranschaulicht. Das Ergebnis
ist, dass während
des Reifenbaus eine Elastomerabdeckung 23, die auch mindestens
im Zenitbereich teilweise verstärkt
ist, über diesen
Seitenwandstützstrukturen 21 montiert
ist, wie in 4D gezeigt. Dies erzeugt eine
generell starre Bauoberfläche,
worauf alle Karkassenbauteile gefertigt werden können. Da die Bautrommel 22 mobil
ist, wie vorangehend erörtert,
kann sie in diesem radial aufgeweiteten Zustand aus dem Gehäusetransporter 60 entfernt
werden und kann dann zum Vulkanisieren direkt in das Formwerkzeug 50 übertragen
werden, wie vorangehend beschrieben. Sobald dies vollendet ist, muss
jedoch der Reifen 200 entfernt werden, und, wie in 4E veranschaulicht,
wird das vollzogen, indem einfach die axialen Enden auswärts ausgedehnt
werden, was die Seitenwandstützen 21 nach unten
zieht, und die stützende
Elastomerabdeckung 23 kann radial abgesenkt werden, sodass
der Reifen 200 von der Reifenbautrommelbaugruppe 22 entfernt werden
kann.
-
Sobald
das vollzogen ist, kann die Reifenbautrommel 22 zu dem
Kernzwischenspeicherbereich 120 zurückgehen, worauf sie, wenn sie
für einen
zweiten Reifenbau benötigt
wird, von einem Gehäusetransportermechanismus 60 aufgenommen oder
direkt zu einem Gehäusetransportermechanismus 60 bewegt
wird, worauf sie den Vorgang zum Bauen einer zweiten Reifenkarkasse
wiederholen wird.
-
Das
automatisierte System 10, wie in 1 gezeigt,
gestattet die Fertigung von Reifen in Chargengrößen von nur einem zu produzierenden
Reifen, während
gleichzeitig andere Reifengrößen an verschiedenen
Arbeitsstationen produziert werden. Das Softwarepaket teilt jeder
Arbeitsstation die für
den spezifischen Reifenbauvorgang erforderliche Kautschukmenge und
den Bauteiltyp mit. Beim Voranbewegen der Bautrommeln 22, 32 vor
der Arbeitsstation wird das geeignete Material an der geeigneten
Stelle angebracht, entweder an der Karkassentrommelbaugruppe 22 oder
an der Profilgürtelbautrommelbaugruppe 32.
All diese Funktionen finden parallel auf zwei getrennten Produktionslinien 20, 30 statt.
Sobald diese Bauteile geformt sind, erzeugen sie eine komplette
Reifenkarkasse 4 und eine separate, jedoch komplette Profilgürtelverstärkungsstruktur 3.
-
Ein
Vorteil der vorliegenden Erfindung gegenüber Erfindungen des Standes
der Technik ist, dass diese Profilgürtelunterbaugruppe 3 dann
direkt in ein Formwerkzeug 50 eingebracht wird, worauf
das Formwerkzeug 50 so über
der Profilgürtelbaugruppe 3 geschlossen
wird, dass diese direkt in das Formwerkzeug 50 übertragen
wird. Das einzigartige selbstsperrende Formwerkzeug 50 wird
dann geöffnet,
um das Entfernen der Profilgürteltrommelbaugruppe 32 zu
gestatten, wie vorangehend erörtert, und
dann wird die gesamte Karkasse 4, die dem Profilgürtel 3 für diese
bestimmte Reifengröße entspricht,
in das Formwerkzeug 50 eingebracht, während sie an ihrer Bautrommel 22 montiert
ist. Das Formwerkzeug 50 wird dann geschlossen und für einen
Vulkanisationsvorgang weitergeleitet, der entweder durch herkömmliche
Dampfverfahren, Bestrahlung, elektromagnetische Felder oder anderweitig vollzogen
werden kann. Sobald die Vulkanisationsschleife 100 durchlaufen
ist, kehrt das Formwerkzeug 50 zu einer Nach-Vulkanisations-Demontagestation 154 zurück, wo das
Formwerkzeug 50 geöffnet
und die Bautrommel 22 entfernt wird. Dies wird alles vollzogen,
während
andere Reifen 200 durchlaufend an den verschiedenen Arbeitsstationen
des Systems 10 gefertigt werden.
-
Wie
angemerkt, gestattet dies die Fertigung von Chargengrößen aus
sehr kleinen Produktionsserien auf sehr leichte Weise. Es erfordert
jedoch, dass Karkassenkernzwischenspeicherbereiche 120 mehrere
Kerne zum Bauen von Karkassen verschiedener Größen vorsehen, welche Kerne
an den Gehäusetransportern 60 befestigt
werden können.
Der Kernzwischenspeicherbereich 120 sieht einen bereitstehenden
Vorrat von Bautrommelkernen zur Karkassenherstellung vor, und auf
gleichartige Weise sieht der Gürtel-
und Laufflächen-Zwischenspeicherbereich 130 einen
entsprechenden Vorrat von Laufflächenbautrommeln 32 für jeden
erforderten spezifischen Reifen vor. Dies bedeutet, dass eine Tagesproduktion
von Reifen geplant werden kann, wobei eine Vielfalt von Chargengrößen und
Reifenspezifikationen ohne jede Ausfallzeit für Reifengrößenumstellungen gebaut werden
kann. Herkömmliche
Reifenproduktionslinien mit hohen Produktionszahlen und hohem Volumen
erfordern eine erhebliche Menge an Ausfallzeit sowohl zum Ersetzen
der Formwerkzeuge als auch zur Neueinstellung der gesamten Bauspezifikationen
für die
verschiedenen Arbeitsstationen an den Reifenbaustationen. Dies gilt
insbesonders für herkömmliche
Reifenbausysteme mit erster und zweiter Stufe. Die vorliegende Erfindung
sieht vor, dass solche Umstellungen ohne Ausfallzeit stattfinden
können.
Während
die Ausführungsform
von 1 den beispielhaften Reifenbauherstellungsvorgang
bzw. -system 10 zeigt, der bzw. das üblicherweise für Personenkraftwagen-
und Kleinlastwagenreifen, sowie Flugzeug-, Motorrad- und Geländereifen
angewendet würde,
ist zu würdigen,
dass zusätzliche
Arbeitsstationen vorgesehen sein können und dass diese Arbeitsstationen
dazu verwendet werden können,
andere Bauteile in der Reifenbaufertigung hinzuzufügen, ohne
die insgesamte Flexibilität
des Reifenbauens zu gefährden,
wie vorangehend erörtert.
Es versteht sich, dass die zusätzlichen
Bauteile entweder verwendet werden können oder nicht, wenn der ausgewählte spezifische
Reifen gebaut wird. Oftmals erfordern viele Reifen Bauteile, die
in anderen Reifen optional sind, und daher können die Bauweisen unterschiedlich
sein. Die vorliegende Erfindung gestattet diesem Reifenzusammenbau,
solche Schwankungen zu handhaben, und dass das Voranbewegen der
Bauteile durch die Produktionslinie eine Fähigkeit zum raschen Reifenbau
verschafft.
-
Einer
der interessanten Unterschiede der vorliegenden Erfindung im Vergleich
zur Reifenherstellung des Standes der Technik ist, dass sie das Anbringen
der Bauteile, wenn diese heiß sind,
auf die Bautrommeln beabsichtigt und dass, während diese heißen Bauteile
frisch an den Karkassenbau- und Profilgürtelbaugruppen-Arbeitsstationen
produziert werden, sie dann direkt in ein Formwerkzeug plaziert werden,
während
sie heiß sind,
das Formwerkzeug geschlossen wird, während alle Bauteile ihre eigene Wärme vom
Geformtwerden beibehalten und dann direkt in einen Reifenvulkanisationstunnel
geleitet werden, um vulkanisiert zu werden. Dies hat einen enormen
Vorteil darin, dass Bauteilmaterialien vorgesehen werden können, die
ansonsten ausblühen würden oder
das Auslaugen einer Schwefel genannten pulverigen Substanz aus dem
Bauteil vor der Vulkanisation verursachen würden. Historisch werden Reifen
aus Streifen hergestellt und dann gelagert. Diese Streifen setzen
sich über
einen Zeitraum, und das Material neigt zum Ausblühen oder dazu, dass Schwefel
oder andere Komponenten an die Oberfläche auslaugen. Das ruft Situationen
hervor, in denen die Reifen während
der Fertigung aufgrund der Schwankungen in der Frische der verschiedenen Bauteile
Probleme haben können.
Die vorliegende Erfindung gewährleistet,
dass die Kautschukmaterialien annähernd so frisch als möglich angewendet werden.
Mit anderen Worten, sie sind noch warm, wenn sie in dem Formwerkzeug
angebracht werden. Es hat keine Gelegenheit gegeben, dass aufgrund von
Unterbaugruppenlagerung und -Handhabung eine Verschmutzung hätte auftreten
können.
Dies verbessert die Herstellungsqualität des fertigen Produkts sehr
und gewährleistet,
dass die Bauteile zu der Zeit, wenn sie angebracht werden, richtig
plaziert und richtig gemischt sind.
-
Während die
Bauteile zweifellos angebracht werden, wo sie geformt sind, wodurch
sie einen enormen Herstellungsvorteil in Hinblick auf die Frische
erzeugen, ist ein zusätzlicher
Vorteil, dass die Bauteilmaterialien jeder Arbeitsstation praktisch
in einer Massengutform zur Verfügung
gestellt werden können.
Das Material kann ohne die Verwendung von Verarbeitungshilfsmitteln,
wie etwa Alterungsschutzbestandteilen und Vulkanisationsbeschleunigern,
die in der Lage sind, die Lagerung zu überstehen, hergestellt werden,
was die Materialkosten stark reduziert. Weiterhin kann viel von
der üblicherweise
im Reifenbau vorgefundenden Bauteilhandhabungsausrüstung eliminiert
werden. Daher wird die Lagerhaltung von Zwischenbauteilen auf eine
sehr niedrige Menge reduziert, und im Fall der Elastomerbauteile
wird die Lagerung von Zwischenartikeln praktisch eliminiert.