DE602004012908T2

DE602004012908T2 - Verfahren zur Herstellung einer Karkassenlage für Reifen

Info

Publication number: DE602004012908T2
Application number: DE602004012908T
Authority: DE
Inventors: James Thomas Weissert; Mark Anthony Sieverding; Andres Ignacio Delgado; William Dudley Currie; Ernest Joseph Rodia
Original assignee: Goodyear Tire and Rubber Co
Current assignee: Goodyear Tire and Rubber Co
Priority date: 2003-02-11
Filing date: 2004-02-05
Publication date: 2009-05-28
Anticipated expiration: 2024-02-06
Also published as: BRPI0400211A; EP1447209A3; EP1447209A2; JP2004243770A; BRPI0400211B1; DE602004012908D1; US20040154727A1; US20060162848A1; EP1447209B1; JP4746274B2

Description

Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer ringförmigen, kreisringförmigen kordverstärkten Lage für einen Reifen nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Hintergrund der Erfindung
Historisch ist der Luftreifen als eine lagenförmig aufgebaute Struktur von genereller Kreisringform mit Wülsten, einer Lauffläche, Gürtelverstärkung und einer Karkasse gefertigt worden.
In der ersten Montagestufe umfasst die Karkasse des Standes der Technik normalerweise eine oder mehrere Lagen und ein Paar Seitenwände, ein Paar Kernprofile, eine Innenisolierung (für einen schlauchlosen Reifen), ein Paar Wulstschutzstreifen und vielleicht ein Paar Gum-Schulterstreifen. Ringförmige Wulstkerne können während dieser ersten Stufe des Reifenbaus hinzugefügt werden und die Lagen können um die Wulstkerne herumgeschlagen werden, um die Lagenumschläge zu bilden.
Dieses Halbfertigprodukt würde an diesem Punkt in der ersten Montagestufe zylindrisch geformt. Die zylindrische Karkasse wird dann nach Vollendung der ersten Reifenbaustufe zu einer Kreisringform aufgeweitet. Verstärkungsgürtel in der Lauffläche werden während einer zweiten Reifenfertigungsstufe zu diesem Zwischenprodukt hinzugefügt, was unter Verwendung der gleichen Bautrommel oder Arbeitsstation stattfinden kann.
Diese Form der Herstellung eines Reifens aus flachen Komponenten, die dann kreisringförmig geformt werden, schränkt die Fähigkeit des Reifens ein, auf eine höchst gleichförmige Weise produziert zu werden.
US-A 3 935 894 offenbart, dass Karkassenlagen in Schlaufen oder Bögen gelegt werden könnten, wobei die Enden der Karkassenkordlagen sich in einer Umfangsrichtung erstrecken. Somit könnte ein Reifen ohne jeglichen kreisförmigen Wulstkern in den Wülsten auskommen und hätte die Karkasse keine radial nach oben umgeschlagenen seitlichen Teile, wobei die Kanten durch abgeschnittene Drahtseile begrenzt sind. Während dieser Reifen zu seiner Zeit nicht kommerziell umsetzbar war, sind neue Erfindungen beschrieben worden, die ebenfalls die Lage unter Verwendung von Schlaufen aus kreisförmigen Bögen konstruieren, sodass die einzelnen Lagenkorde im frühen Stadium der Fertigung des konvexen kreisringförmigen Querschnitts gelegt werden, im Gegensatz zur Herstellung in der flachen Konstruktion. Ein solches Konzept wird von Michelin in einem C3M genannten Verfahren angewendet, wobei die Korde sich in linearen Bahnen über die Karkasse erstrecken. Frühe Versionen des C3M-Verfahrens umfassen das Herumschlagen der Lagenkorde um Wulstkerne, um. einen Wechsel der Kordrichtung zu bewerkstelligen. Diese Lagenkorde wurden im Verlauf der Fertigung stets um eine kreisförmige Bogenform unter Zugspannung gesetzt. Spätere Versionen des C3M-Verfahrens umfassten das Drehen dieser linear verlaufenden Korde in eine entgegengesetzte Richtung und Einlegen dieser Korde zwischen radial verlaufende Wulstlagen. Durch Dazwischensetzen des schlaufenförmigen Endes von Lagenkorden zwischen radial verlaufende Wulstkorde scheint die Herstellung der Karkasse in einem gewissen Ausmaß vereinfacht zu sein. Ein gleichartiges Verfahren ist in EP-A- 0897813 beschrieben.
Bei all diesen Verfahren zur Herstellung von Lagenkorden auf einer kreisringförmigen Fläche wurde ermittelt, dass eine Zugspannung erforderlich war und dass die Korde in einer geraden Linie auf einer konvexen Fläche von Richtungsänderung zu Richtungsänderung verlegt werden mussten. Mit anderen Worten, der Kordwinkel konnte anders als 90° angeordnet werden, 90° sind jedoch im Stand der Technik ein bevorzugter Weg zur Ausrichtung der Kordbahn, da 90° jegliche Wahrscheinlichkeit des aus dem Winkel Rutschens verhindert, da 90° die kürzeste Lagenbahn ist. Diese Winkel konnten nicht auf irgendeine andere Weise eingestellt werden, um eine andere als eine lineare Bahn zu verschaffen. Das stimmt, da die dem Kord während der Fertigung auferlegte Zugspannung erforderlich war, da der Kord auf der runden oder konvexen Fläche angebracht wird. In jedem Schritt wenden die bekannten Verfahren des Standes der Technik zur Fertigung einer solchen Karkassenlage eine „Wickeln" genannte Technik an, worin die Richtungsänderungen Zugspannung über den gesamten Lagenweg anlegten. Ein solcher Reifenwickelvorgang zur Anbringung von Lagenkorden kann nur auf einer konvexen Fläche funktionieren und lässt kein „Plazieren" auf einer Kreisringform zu, die eine Konkavität aufweist, wie dies in der tatsächlichen Fertigung des formwerkzeugbehandelten Reifens in den Seitenwandbereichen in Nähe der Wülste üblich ist.
Es ist ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung von Lagenkorden bereitzustellen, das die Plazierung auf konkaven und konvexen Flächen ähnlich dem fertigen Reifen zulassen kann. Es ist ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung, keine Zugspannung von Richtungsänderung zu Richtungsänderung zu erfordern, wenn der Kordweg festgelegt wird, wodurch die Erzielung nichtlinearer Kordwege gestattet wird. Es ist ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung, zuzulassen, dass die Kordschlaufenenden oder Richtungsänderungen bei unterschiedlichen Durchmessern auftreten. Es gibt noch einen weiteren Gegenstand der Erfindung, dass die Plazierung der Lagenkorde so sein kann, dass kreisringförmige Lagenkorde plaziert werden können, die weiter die Bildung von Umschlägen umfassen und das Verankern der Lage unter Verwendung der Wulstkerne zulassen würden. Weiterhin ist ein anderer Gegenstand der Erfindung, zu ermöglichen, dass die Steigung zwischen den Korden gleichförmig zunimmt, wenn der Durchmesser entlang dem Kordweg zunimmt. Bevorzugt nimmt die Kordsteigung gleichförmig zu, wenn der Durchmesser entlang dem Lagenweg zunimmmt, aufgrund einer koordinierten Differentialbewegung zwischen dem Anbringen des Kords und der Bewegung der kreisringförmigen Fläche.
US-A 2001/0020518 beschreibt ein Verfahren nach dem Oberbegriff von Anspruch 1. Gleichartige Verfahren sind in EP-A 1 101 597 und US-A 2002/0117265 beschrieben. Anderer relevanter Stand der Technik zur Herstellung von Karkassenverstärkung ist in EP-A 0 916 522 , JP-A 2001-233016 und JP-A 11-198247 offenbart.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorgenannten Gegenstände werden erfindungsgemäß durch das Verfahren zur Herstellung einer ringförmigen, kreisringförmigen kordverstärkten Lage für einen Reifen nach Anspruch 1 erzielt. Besondere Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Bevorzugt umfasst das Verfahren weiter das Abgeben des einen oder der mehreren Korde von Spulen und Führen des Kords in einer vorbestimmten Bahn beim Abgeben des Kords. Dieses Verfahren lässt zu, dass der Schritt des Formens von Schlaufenenden auf mehr als einem Durchmesser auf der kreisringförmigen Fläche stattfindet.
Bevorzugt legt das intermittierende Voranbewegen der kreisringförmigen Fläche die Kordsteigung gleichförmig in diskreter Winkelbeabstandung bei spezifischen Durchmessern fest.
Das Verfahren, wie vorangehend beschrieben, gestattet die Bildung von Lagenumschlägen durch Verlaufenlassen der Elastomerschlaufen und der Schlaufenenden auf jeder Seite der kreisringförmigen Fläche.
Das obige Verfahren gestattet das Nehmen einer ungewöhnlichen Anzahl von Lagenkordbahnen in relativ einzigartigen Mustern. In einer Ausführungsform umfasst die Bildung von Schlaufenenden das Anordnen eines Schlaufenendes an einem radial inneren Durchmesser, eines oder mehrerer benachbarter Schlaufenenden an radial äußeren Durchmessern in einem sich wiederholenden Muster auf jeder Seite der kreisringförmigen Elastomerfläche. Die Schlaufenenden können vom Standort her variiert werden, sodass eine Vielzahl von Schlaufenenden an einem ersten radial inneren Durchmesser d_i vorkommen kann und eine Vielzahl anderer Schlaufenenden an einem oder mehreren radial äußeren größeren Durchmessern d₀, wobei D_o größer als d_i ist, wodurch Lagenbahnen gebildet werden, die variierende Kordsteigungsbeträge an verschiedenen Stellen auf der Kreisringfläche haben.
Das vorgenannte Verfahren wird am besten unter Verwendung einer Vorrichtung zum Formen einer ringförmigen kreisringförmigen kordverstärkten Lage durchgeführt, die einen kreisringförmigen Dorn, ein Mittel zum Abgeben eines oder mehrerer Korde, ein Mittel zum Führen der abgegebenen Korde entlang vorbestimmten Bahnen, ein Mittel zum Plazieren einer Elastomerlage auf dem kreisringförmigen Dorn, ein Mittel zum Anrollen der Korde auf der Elastomerlage und ein Mittel zum Festhalten der Korde, während Schlaufenenden gebildet werden, aufweist.
Der kreisringförmige Dorn ist bevorzugt um seine Achse drehbar und ein Drehmittel ist vorgesehen, das zulässt, dass der Dorn in Umfangsrichtung intermittierend voranbewegt wird, wenn der Kord in einer vorbestimmten Kordbahn plaziert wird. Das Führungsmittel umfasst bevorzugt ein mehrachsiges rechnergesteuertes Robotersystem und einen Lagenmechanismus, um zuzulassen, dass die Kordbahn der Kontur des Dorns einschließlich der konkaven und konvexen Profile folgt.
Definitionen
"Axial" bedeutet Linien oder Richtungen, die parallel zur Rotationsachse des Reifens verlaufen.
„Wulst" oder „Wulstkern" bedeutet allgemein denjenigen Teil des Reifens, der ein ringförmiges Zugelement umfasst, die radial inneren Wülste sind dem Festhalten des Reifens auf der Felge zugeordnet, wobei sie durch Lagenkorde eingeschlagen und, mit oder ohne andere Verstärkungselemente, wie etwa Kernfahnen, Wulstverstärker, Kernprofile oder Kernreiter, Zehen-Gummistreifen und Wulstschutzstreifen, geformt ist.
„Gürtelstruktur oder „Verstärkungsgürtel" bedeutet mindestens zwei ringförmige Schichten oder Lagen paralleler Korde, gewebt oder nicht gewebt, die unter der Lauffläche liegen, nicht am Wulst verankert, und sowohl linke als auch rechte Kordwinkel im Bereich von 17° bis 27° in Bezug auf die Äquatorebene des Reifens aufweisen.
"Umfangsgerichtet" oder "in Umfangsrichtung" bedeutet Linien oder Richtungen, die sich entlang dem Außenumfang der Oberfläche der ringförmigen Lauffläche senkrecht zur axialen Richtung erstrecken.
„Karkasse" bedeutet die Reifenstruktur außer der Gürtelstruktur, Lauffläche, Unterlauffläche, über den Lagen, jedoch einschließlich der Wülste, falls verwendet, oder jeder alternativen Felgenbefestigung.
„Plazierung" bedeutet Positionieren eines Kords auf einer Oberfläche mittels Anlegen von Druck, um den Kord an der Plazierungsstelle entlang der gewünschten Lagenbahn anzuheften.
"Radial" bedeutet Richtungen radial zu oder weg von der Rotationsachse des Reifens.
„Wickeln" bedeutet ein Herumschlagen eines Kords unter Zugspannung auf eine konvexe Fläche entlang einer linearen Bahn.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird als Beispiel und unter Verweis auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, worin:
1 eine Perspektivansicht der Vorrichtung zeigt, die zur Ausführung der vorliegenden Erfindung nutzbar ist. Die
2 und 3 veranschaulichen Querschnittsansichten des kreisringförmigen Dorns.
Die 4 bis einschließlich 9 zeigen eine vereinfachte schematische Ansicht eines einzelnen Kords, der in einer vorbestimmten Kordbahn plaziert wird, zwecks einfacheren Verständnisses in einer Draufsicht.
Die 10 bis einschließlich 15 zeigen eine vereinfachte Ansicht der Korde, wenn sie auf dem kreisringförmigen Dorn angebracht werden.
16 zeigt ein vereinfachtes Schema zur gleichzeitigen Abgabe einer Mehrzahl von Korden.
17 ist eine Teil-Seitenansicht einer beispielhaften Kordbahn.
18 ist eine Teil-Draufsicht der beispielhaften Kordbahn von 14, die beide Seiten der Lagenbahn zeigt.
Die 19 bis einschließlich 25 zeigen eine Vielfalt beispielhafter Lagenbahngestaltungen.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Unter Bezugnahme auf 1 ist eine Perspektivansicht einer Vorrichtung veranschaulicht. Wie gezeigt, hat die Vorrichtung 100 ein Führungsmittel, das, zusätzlich zu dem Lagenmechanismus 70, ein rechnergesteuertes Robotersystem 110 zum Plazieren des Kords 2 auf die kreisringförmige Fläche 50 aufweist. Ein Mittel zum Anbringen einer Elastomerlage 4 auf dem Dorn 52 ist vorgesehen, das einen Servermechanismus umfassen kann, um dem Dorn 52 Streifen der Lage 4 zuzuführen.
Das rechnergesteuerte Robotersystem 110 weist einen Rechner 120 und vorprogrammierte Software auf, welche die für eine bestimmte Reifengröße anzuwendende Lagenbahn 10 diktiert. Jede Bewegung des Systems 110 kann mit sehr präzisen Bewegungen ausgedrückt werden.
Der Roboter 150, der auf einem Untergestell 151 montiert ist, hat einen Roboterarm 152, der in vorzugsweise sechs Achsen bewegt werden kann. An dem Manipulationsarm 152 ist der Lagenmechanismus 70 befestigt, wie gezeigt.
Schlaufenendeformmechanismen 60 sind an jeder Seite 56 des kreisringförmigen Dorns 52 positioniert. Der Roboterarm 152 führt den Lagenkord 2 in vorbestimmten Bahnen 10 zu und der Schlaufenendeformmechanismus 60 hält den Kord 2 an seinem Platz, wenn ein schlaufenförmiges Ende 12 geformt wird. Jedesmal, wenn ein Ende 12 geformt wird, wird der kreisringförmige Dorn 52 weitergedreht, um sich intermittierend zu der nächsten Steigung P und der benachbarten Lagenbahn 10 um den kreisringförmigen Dorn 52 herum zu bewegen.
Die Bewegung des Lagenmechanismus 70 lässt zu, dass konvexe Krümmungen mit konkaven Krümmungen in Nähe der Wulstbereiche gekoppelt werden, wodurch die Form des Reifens nach der Formwerkzeugbehandlung nachgeahmt wird. Ein Mittel 63 zum Drehen des Dorns 52 um seine Achse 64 sind alle an einem starren Gestell 65 montiert, wie gezeigt.
Unter Bezugnahme auf die 2 und 3 ist eine Querschnittsansicht des kreisringförmigen Dorns 52 gezeigt. Wie veranschaulicht, haben die radial inneren Teile 54 an jeder Seite 56 des kreisringförmigen Dorns 52 eine konkave Krümmung, die sich radial auswärts zu dem Zenitbereich 55 des kreisringförmigen Dorns 52 erstreckt. Beim Verlauf des konkaven Querschnitts radial auswärts zu dem oberen Seitenwandteil 57 geht die Krümmung in eine konvexe Krümmung in dem ansonsten als Zenitbereich 55 des kreisringförmigen Dorns 52 bekannten Bereich über. Dieser Querschnitt dupliziert sehr eng den Querschnitt eines Reifens nach Formwerkzeugbehandlung.
Unter Bezugnahme auf die 4 bis einschließlich 9 weist das Mittel zum Führen der abgegebenen Korde einen Lagenmechanismus 70 auf, wie in einer schematischen Form gezeigt, die veranschaulicht, wie der Lagenkord 2 auf eine Elastomerfläche 4 in einer vorbestimmten Lagenbahn 10 aufgelegt wird. Die schematischen Ansichten veranschaulichen einfach die grundlegenden Arbeitskomponenten des Lagenmechanismus 70 und geben eine sehr gute Illustration davon wieder, wie der Mechanismus 70 arbeitet, um die Korde 2 an einer sehr präzisen Stelle zu plazieren.
Zum Voranbewegen der Korde 2 auf einer spezifizierten Bahn 10 wird der Mechanismus 80, der zwei Paare paralleler Stifte oder Walzen 40, 42 enthält, wobei das zweite Paar 42 auf 90° bezüglich dem ersten Paar 40 und in einem physikalischen Abstand von etwa einem Zoll über dem ersten Paar 40 plaziert ist und eine zentrale Öffnung 30 zwischen den zwei Walzenpaaren bildet, was ermöglicht, dass die Kordbahn 10 in diesem Zentrum gehalten wird. Wie veranschaulicht, werden die Korde 2 durch eine Kombination des Einbettens des Kords in die Elastomerverbindung 4, die zuvor auf der kreisringförmigen Oberfläche 50 plaziert worden war, und der Oberflächen-Klebrigkeit der unvulkanisierten Verbindung an ihrem Platz gehalten. Sobald die Korde 2 richtig um den gesamten Umfang der kreisringförmigen Oberfläche 50 angebracht sind, kann eine anschließende Laminierung elastomerer Überzugsmischung (nicht dargestellt) verwendet werden, um den Aufbau der Lage 20 zu vollenden. Wie veranschaulicht, verwendet das untere Paar Walzen 40 eine erste Walze 40A, um den Kord 2 in einer Vorwärtsbewegung über die kreisringförmige Oberfläche 50 einzubetten, wie in 4 veranschaulicht. In 5 stoppt der Mechanismus 100, sobald die Kordbahn 10 über die kreisringförmige Oberfläche 50 befördert worden ist, und der Haltemechanismus und Schlaufenform-Plattenmechanismus 60 fährt bis zu dem Kord 2 vor und presst den Kord 2 gegen die kreisringförmige Oberfläche 50, wie in 6 veranschaulicht. Der Mechanismus 100 kehrt dann seine Bahn 10 um, wobei er eine Schlaufe 12 in der Lagenkordbahn 10 bildet. An diesem Punkt zieht die zweite Walze 40B des ersten Paars 40 den Kord 2 über die kreisringförmige Oberfläche 50 zurück. Das obere zweite Paar 42 positioniert den Kord 2 in einer parallelen Bahn 10 und erzeugt den Abstand zwischen den Korden 2, der hierin nachstehend als die Steigung bezeichnet wird, wenn der Dorn 52, der die kreisringförmige Oberfläche 50 aufweist, die von dem unteren Überzugsmischungslaminat 4 bedeckt ist, sich für die Rückweg voranbewegt. Mit anderen Worten, wie in 7 der bevorzugten Ausführungsform gezeigt, wird die kreisringförmige Oberfläche 50 intermittierend voranbewegt oder etwas vorangeschoben, wodurch das Auftreten eines umfangsgerichteten Abstands oder Steigung (P) zwischen dem ersten Lagenweg bis in die zweite Rückweg-Lagenbahn zugelassen wird. Wie in 7 veranschaulicht, ist die beim Zurückfahren gebildete Schlaufe 12 etwas verschoben und daher wird zugelassen, dass sie gegen den Schlaufenformmechanismus 60 gezogen wird, wenn der Kord 2 gegen den Stift anschlägt, um die gewünschte Schlaufenposition zu erzeugen. Wie in 8 gezeigt, wird ein schlaufenförmiges Ende 12 gebildet und wird die zweite Lagenbahn 10 parallel zu der ersten Lagenbahn 10 auf die kreisringförmige Oberfläche 50 aufgelegt. Wie in 9 gezeigt, fährt der Schlaufenmechanismus 60 dann ein und wird die zweite Lagenbahn 10 fertiggestellt. Dieser Vorgang wird wiederholt, um eine Serie von Korden 2 zu bilden, die mindestens innerhalb bestimmter Bereiche der Lagenbahn 10 kontinuierlich und parallel sind. Das wird bewerkstelligt, indem der kreisringförmige Dorn 52 mit der kreisringförmigen Oberfläche 50 mit einer darauf laminierten Elastomermischung 4 bei jedem Durchgang des Paars von Walzenstiften 40, 42 intermittierend voranbewegt oder gleichförmig um seine Achse vorgeschoben wird, um eine gleichförmig über die kreisringförmige Oberfläche 50 verteilte linear parallele Bahn zu erzeugen. Durch Variieren des Vorschubs des Kords 2 beim Durchgang des Mechanismus 100 ist es möglich, nicht-lineare parallele Kordbahnen 10 zu erzeugen, um die Reifensteifigkeit abzustimmen und das Walken mit der Last zu variieren.
Bevorzugt ist der Kord 2 um einen Spann- oder Lagenmechanismus 70 herumgeschlagen, um die erforderliche Zugspannung in dem Kord 2 einzustellen und aufrechtzuerhalten. Wenn sie zu stramm ist, wird sie den Kord von dem Überzugslaminat abheben, wenn die Walzenstifte 40, 42 die Richtung umkehren. Wenn sie zu locker ist, erzeugt sie keine Schlaufe auf der korrekten Länge um den Schlaufenstiftmechanismus 60 herum. Als Beispiel wird Zugspannung an dem Kord 2 erzeugt, wenn er zwischen einer Serie von Walzen 72 durchläuft, die fähig sind, die Zugspannung einzustellen und aufrechtzuerhalten, wie für den Vorgang und die Walze 40, 42 benötigt. Was bei der vorliegenden Technik anders ist, ist, dass der Betrag der angelegten Zugspannung klein genug sein muss, damit er die Korde 2 nicht von ihrer plazierten Position auf der kreisringförmigen Oberfläche 50 abhebt. Mit anderen Worten, der Kord 2 liegt auf der kreisringförmigen Oberfläche 50 auf, auf einer Elastomerlage 4 positioniert und angerollt, sodass die Haftung zwischen dem Kord 2 und der Elastomerlage 4 größer als die von dem Lagermechanismus 70 angelegte Zugspannung ist. Dies gestattet, dass die Korde 2 während der Lagenaufbauzeitspanne frei auf der kreisringförmigen Oberfläche 50 aufliegen, ohne sich zu bewegen oder abzulösen. Das unterscheidet sich erheblich von den Mechanismen des Standes der Technik, die lineare Bahnen erforderten und einen großen Zugspannungsbetrag erforderten, um die Kordbahnen 10 zu halten, wenn die Ausrüstung über eine konvexe Fläche läuft, um eine lagenförmig aufgebaute Lage zu erzeugen.
Unter Bezugnahme auf die 10–15 wird die Aufmerksamkeit auf die dreidimensionale Ansicht eines Zylinders gelenkt, der darstellt, wie die Lagenbahn 10 entlang dem begonnen wird, was allgemein als Wulstbereich 22 der Karkasse 20 angesehen würde, entlang der Reifenseitenwand 24 zum Schulterbereich 25 der kreisringförmigen Oberfläche 50 und dann über die kreisringförmige Oberfläche 50 zu einem üblicherweise als Zenit 26 bestätigten Gebiet verläuft, wie in 11 veranschaulicht. In 11 ist zu sehen, dass die Lagenkordbahn 10 mit einem geringen Winkel verlegt wird. Während die Lagenbahn 10 in gleich welchem Winkel verlaufen kann, einschließlich radial bei 90° oder weniger, kann die Lagenbahn 10 auch auf nichtlineare Weise angebracht werden. Wie in 12 gezeigt, wird die Schlaufe 12, sobald der Lagenkord 2 vollständig über die kreisringförmige Oberfläche 50 und die entgegengesetzte Seite hinunter geführt ist, geformt wie vorangehend erörtert und wird der Kord 2 über den Zenit 26 zurückgebracht, wie in 12 gezeigt. In 13 verläuft der Kord 2 dann die Reifenseitenwand 24 hinunter zu dem Wulstbereich 22, wo er umgekehrt wird, wobei er eine Schlaufe 12 bildet, wie vorangehend erörtert, und verläuft dann zurück über die kreisringförmige Oberfläche 50 in einer linearen Bahn 10, wie veranschaulicht, welche parallel zu der ersten und der zweiten Lagenkordbahn 10 ist. Dieser Vorgang wird in den 14 und 15 wiederholt, wenn die kreisringförmige Oberfläche 50 intermittierend voranbewegt wird, wodurch eine sehr gleichförmig und gleichmäßig beabstandete Lagenkordbahn 10 erzeugt wird.
Unter Bezugnahme auf 16 kann der Lagenmechanismus 70 mit zusätzlichen Walzen 40 versehen werden, sodass mehrfache Bahnen 10 um die kreisringförmige Oberfläche 50 gefahren werden können. Wie veranschaulicht, sind drei Abgabespulen 74 gezeigt, die drei Walzen 40A, 40B, 40C überqueren, die in einer versetzten Abfolge beabstandet sind, wodurch zugelassen wird, dass die Öffnungen zwischen jedem Walzenpaar fortfahren, die Korde 2 zu führen, während das untere oder unterste Paar von Walzen 40A, 40B das Anrollen der Korde 2 an der kreisringförmigen Oberfläche 50 vorsieht. Wieder kann der gleiche Schlaufenmechanismus 60 zum Anschlagen der Korde 2 an jedem Schlaufenende 12 verwendet werden. Wie veranschaulicht, ist nur ein Schlaufenmechanismus 60 gezeigt. Es versteht sich jedoch, dass ein Paar Schlaufenmechanismen vorhanden wäre, wobei einer an jeder Seite der kreisringförmigen Oberfläche 50 wäre.
Unter Bezugnahme auf 17 ist eine Lagenbahn 10 gezeigt, wobei die Schlaufenenden 12B radial auswärts angepasst werden können. Wie veranschaulicht, ist die Schlaufe 12, während sie Teil einer durchlaufenden Litze von Kord 2 ist, nur teilweise gezeigt, wie sie bis zur Seitenwand 26 verläuft und dort endet. Diese durchlaufende Litze von Kord 2 würde eine Bahn 10 erzeugen, wobei die Schlaufenenden 12B des ersten Satzes benachbarter Paare von Kordbahnen 10 Schlaufenenden 12B auf einem Durchmesser aufweisen, der etwas höher als der des zweiten Paars von Schlaufenenden 12A ist. Das wird abwechselnd wiederholt. Diese bestimmte Kordbahn 10 erzeugt die Kordbahn 10, wie in 18 veranschaulicht, in einer flachgelegten Position gezeigt. Der Vorteil dieser Art von Kordbahn 10 ist, dass weniger Kordenden 12A an dem Wulstbefestigungsbereich 22 beabstandet sind, während im Zenitbereich 26 zusätzliche Lagenkordbahnen 10 hinzugefügt sind. Das ist dadurch ein äußerst wichtiges Merkmal des vorliegenden Mechanismus 100, dass, abhängig von dem Lagenkorddurchmesser, die Enden pro Zoll physikalisch durch den Durchmesser des Kords begrenzt sind. Beispielsweise können Personenwagenreifen typisch nicht 30 Enden pro Zoll mit minimalem Zwischenabstand oder Gummi zwischen den Korden 2 beabstandet überschreiten. Um eine höhere Endenzahl pro Zoll zu erzielen, müssen feine Korde 2 verwendet werden, und es besteht eine Grenze für die Festigkeit solcher feiner Korde 2. Wenn die Reifenkarkasse mit einer flach geformten Lage sich jedoch zu der kreisringförmigen Konfiguration aufweitet, wird die Lagenkordbeabstandung oder -steigung so gedehnt, dass die Korde pro Zoll in Nähe des Zenitbereichs 26 des Reifens oftmals mindestens die halbe Anzahl im Wulstbereich betragen. Diese physikalische Begrenzung kann durch die umsichtige Verwendung der Lagenenden 12 in verschiedenen Durchmessern korrigiert werden, wie in den 18 bis einschließlich 21 veranschaulicht. In 18 könnte eine Kordbeabstandung von 30 Enden pro Zoll eine Zenitkordbeabstandung von 30 Enden pro Zoll erzielen, wobei der Grund dafür die Verdoppelung der Korde im Zenitbereich ist, die durch das Verschieben des schlaufenförmigen Endes 12B etwas über den Wulstbereich 22 erzielt wird. Somit ist es bei der kreisringförmigen Lagenbahn 10 möglich, eine gleichförmige Lagenbahn die ganze Strecke über die Karkassenstruktur aufrechtzuerhalten. Das ermöglicht es dem Reifenkonstrukteur, eventuell feinere Korde oder weniger Korde zu verwenden und dennoch die gleiche Festigkeit heutiger Reifen zu erzielen.
Unter Bezugnahme auf 19 ist veranschaulicht, dass eine lange Lagenkordbahn 10A über den Reifen verwendet werden kann und dann die zwei kurzen Lagenkordbahnen 10B angebracht werden können, dann eine lange Kordlagenbahn 10A an der gegenüberliegenden Seite. Die langen Lagenkordbahnen 10A sind in Umfangsrichtung versetzt auf einem Muster von zwei kurzen Bahnen 10B, die sich zwischen jeder in Umfangsrichtung versetzten langen Lagenkordbahnen 10A befinden; dadurch befinden sich vier solcher kurzer Lagenkordbahn-Enden 12B auf jeder Seite zwischen den langen Enden 12A, wie in 19 veranschaulicht.
20 zeigt eine Lagenbahnkonstruktion, wobei nur eine solche kurze Lagenkordbahn 18B sich zwischen in Umfangsrichtung versetzten langen Bahnen 10A befindet. In 21 erzeugt jede Lagenkordbahn 10 eine in Umfangsrichtung versetzte lange Lagenbahn 10A. Somit befindet sich auf jeder Hälfte der Lagenkordbahn 10A, wie in 21 gezeigt, eine lange 10A, dan eine kurze 10B, dann eine lange Lagenkordbahn 10A, gebildet durch Schlaufenenden 12A, 12B und 12C, wie dargestellt.
Unter Bezugnahme auf 22 sind zwei Lagenkordbahnen 10A, 10B gezeigt, die sich auf sich wiederholende Weise Ende zu Ende erstrecken. Die Lagenkordbahnen 10A, 10B, wie veranschaulicht, zeigen die Möglichkeit, zwei Schichten zu erzeugen. Eine erste Schicht paralleler Lagenkordbahnen 10A ist mit einer Krümmung in einer Richtung dargestellt. Die zweite Lagenkordbahn 10B von 22 könnte eine zweite Schicht von Lagenkordbahnen sein, die durchlaufend über der Oberseite der ersten Lagenkordbahn 10A angebracht werden könnte. Beide dieser Lagenkordbahnen 10A, 10B, wie in 22 veranschaulicht, illustrieren die Fähigkeit, nichtlineare Kordbahnen auf gleichförmige Weise herzustellen. Diese Technik erleichtert sehr die Konstruktion wahrer geodätischer Lagenbahnkordreifen als funktionsfähiger und von der Fertigung her durchführbarer Reifen. Nahezu alle nichtlinearen oder geodätischen Lagenkordbahnen 10 sind einfach Annäherungen, aufgrund der Tatsache, dass die Korde 2 nicht auf eine Weise verlegt sind, die wirklich repräsentativ für die innere Form des Reifens oder befüllte Form im vulkanisierten Zustand ist. Wie Purdy in seinem Buch Mathematics Underlying the Design of Pneumatic Tires auf Seite 84 notierte, „Es ist praktisch unmöglich, durch irgendein akzeptables Mittel Reifenwülste durch das Wickelverfahren zu produzieren, die in den Korden im Wulstbereich gleichförmig in Größe, Form oder in Zugspannung sind. Großenteils aus diesen Gründen waren die Kordwickelmaschinen beim Bilden geodätischer Kordbahnen von begrenztem Wert." Die vorliegende Erfindung gestattet die Plazierung der Lagenkordbahnen in nahezu exakt der gleichen Position wie bei dem vulkanisierten Reifen, wodurch solche nichtlinear mit Lagen versehene Reifen durchführbar werden.
Unter Bezugnahme auf 23 zeigt die Lage 20, wie ein derzeit hergestellter Standardreifen gebaut werden könnte, wenn alle Lagenenden 12 sich an der gleichen Stelle befinden.
Unter Bezugnahme auf 24 und 25 sind vorbestimmte Lagenbahnen 10 so gestaltet, dass die Seitenwand eine erhöhte Anzahl von Korden aufweist, die sich bis zum Zenitbereich 26 erstrecken, jedoch kurz vor dem Überqueren des Zenits 26 am Schlaufenende 12B stoppen und zurückkehren, wobei sie zurücklaufen und dann eine durchlaufende Lage über die gesamte kreisringförmige Oberfläche 50 erzeugen. Diese Lagenbahnen 10, wobei nur ein Teil der Lagenkorde 2 tatsächlich die Mittellinie des Reifens unter dem Zenitbereich 26 überquert, können vorteilhaft genutzt werden. Bei den meisten Leichtgewicht-Personenkraftwagen- und Lastkraftwagenreifen sind die Korde 2, die die Mittellinie überqueren, von geringem strukturellem Wert, was zum Teil durch die Gürtelverstärkungsstruktur des Reifens begründet ist, die wohl alle Lasten über den Reifenzenitbereich 26 überträgt. Folglich ist die Anwendung einer großen Anzahl von Lagenkorden 2 über den Zenitbereich 26 eine Redundanz, die keinen großen strukturellen Wert hinzufügt. Was interessant an den Lagenkordbahnen 10 der 24 und 25 ist, ist, dass sie einen Vorteil aus dem ziehen, was ansonsten als geteiltes Lagenkonzept bezeichnet werden könnte, jedoch mit dem Vorteil, dass mindestens jede zweite oder jede dritte Lagenkordbahn 10 den Zenit 26 überquert, wodurch ein erhöhter struktureller Wert erzeugt wird. Mit anderen Worten, statt sich einfach auf getrennte Lagenbahnen 10B zu verlassen, haben diese eine abwechselnde durchlaufende Lagenbahn 10A über den Zenit 26, die zusätzliche Sicherheits- und Zuverlässigkeitsfaktoren bereitstellt.

Claims

Verfahren zur Herstellung einer ringförmig toroidal geformten kordverstärkten Lage für einen Reifen, umfassend die Schritte des: – Anbringens einer Elastomerlage (4) auf einer toroidförmigen Oberfläche (50); – Platzierens und Anrollens eines oder mehrerer Korde (2) in kontinuierlichen Längen auf der Elastomerlage (4) in vorbestimmten Kordbahnen; – Haltens jedes Kords (2) gegen die Elastomerlage (4), nachdem der Kord (2) platziert und angerollt ist; – intermittierenden Weiterbewegens der Kordbahn zu einem nächsten Umfangsort; – Bildens eines Schlaufenendes (12) durch Umkehren der Richtung des Kords (2); und – Loslassens des gehaltenen Kords (2), nachdem das Schlaufenende (12) gebildet und die Kordbahnrichtung umgekehrt ist; wobei die toroidförmige Oberfläche (50) einen radial inneren Teil (54) an jeder Seite (56) aufweist, der eine konkave Krümmung hat, und einen Zenitbereich (55), der eine konvexe Krümmung hat, wobei die konkave Krümmung sich radial auswärts zu dem Zenitbereich (55) erstreckt, und wobei der Schritt des Platzierens und Anrollens jedes Kords (2) das Führens des Kords (2) in Querrichtung über eine Bahn umfasst, die mindestens eine der konkaven Krümmungen und mindestens einen Teil des konvexen Zenitbereichs (55) beinhaltet, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Bildens der Schlaufenenden (12) das Anordnen eines oder mehrerer Schlaufenenden an einem radial inneren Durchmesser und einer oder mehrerer Schlaufenenden an einem radial äußeren Durchmesser in einem sich wiederholenden Muster an jeder Seite der toroidförmigen Elastomerfläche beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 1, weiter den Schritt umfassend des: – Abgebens des einen oder der mehreren Korde von Spulen (74), und/oder – Führens des Kords (2) in vorbestimmten Bahnen bei der Abgabe des Kords (2).
Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter das Bilden von Lagenumschlägen durch Verlängern der Elastomerschlaufen und der Schlaufenenden an jeder Seite der toroidförmigen Oberfläche umfassend.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Bildens der Schlaufenenden das Anordnen einer Vielzahl der Schlaufenenden an einem ersten radial inneren Durchmesser und einer Vielzahl anderer Schlaufenenden an einem oder mehreren radial äußeren Durchmessern beinhaltet, wodurch Lagenbahnen mit variierenden Kordanzahlen pro cm an unterschiedlichen Stellen auf der toroidförmigen Oberfläche gebildet werden.