DE60221763T2

DE60221763T2 - Ausdehnbare Reifenaufbautrommel

Info

Publication number: DE60221763T2
Application number: DE60221763T
Authority: DE
Inventors: William Dudley Stow Currie; Emile Reding; Kolbjoern John Roedseth
Original assignee: Goodyear Tire and Rubber Co
Current assignee: Goodyear Tire and Rubber Co
Priority date: 2001-09-21
Filing date: 2002-09-19
Publication date: 2008-06-05
Anticipated expiration: 2022-09-20
Also published as: EP1295703A2; JP2003118013A; BR0203741A; US6863106B2; CN100418747C; MXPA02008781A; CN1410257A; KR100894782B1; KR20030025845A; US7128117B2; EP1295703B1; CA2400282A1; JP4303456B2; DE60221763D1; US20040194892A1; US20030056904A1; EP1295703A3; AU2002301012B2

Description

Technisches Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft Reifenbautrommeln zum Auflegen von Reifenkarkassen, insbesondere Trommeln, die zwischen einer zusammengezogenen Position und einer ausgedehnten Position ausdehnbar sind.
Hintergrund der Erfindung
Es ist bekannt, dass bei der Herstellung von Reifen, beispielsweise für Kraftwagen, die Fertigung einer sogenannten Karkasse zuerst durch aufeinanderfolgendes Zusammenbauen mehrerer unterschiedlicher Komponenten erzielt wird. Mit anderen Worten, die in einer Produktionsspanne enthaltenen unterschiedlichen Karkassentypen können abhängig von dem Vorhandensein der verschiedenen Zubehörkomponenten daran und/oder der Typologie der Zubehörkomponenten selbst voneinander unterschieden werden.
Als Beispiel, wenn Karkassen für schlauchlose Reifen produziert werden sollen, das heißt, Reifen, die beim Gebrauch nicht das Vorhandensein eines Innenschlauchs erfordern, kann davon ausgegangen werden, dass die Hauptkomponenten eine sogenannte Innenisolierung, das heißt, eine Lage luftundurchlässigen Elastomermaterials, eine Karkassenlage, ein Paar ringförmiger Metallelemente, die im allgemeinen als Wulstkerne bezeichnet werden, um die die entgegengesetzten Enden der Karkassenlage herumgefaltet werden, sowie ein Paar aus Elastomermaterial hergestellter Seitenwände, die sich in seitlich entgegengesetzten Positionen über die Karkassenlage erstrecken, enthalten. Die Zubehörkomponenten können ihrerseits aus einer oder mehr zusätzlichen Karkassenlagen, einem oder mehr Verstärkungsbändern, um an den um die Wulstkerne umgeschlagenen Gebieten über der Karkassenlage oder -lagen zu liegen (Wulstschutzstreifen), und anderen bestehen.
Es ist wohlbekannt, dass die Komponenten der meisten Luftreifenkonstruktionen auf eine Weise zusammengebaut werden müssen, die eine gute Reifengleichförmigkeit fördert, um eine richtige Reifenleistung zu verschaffen. Beispielsweise wird eine Lauffläche, die sich "schlängelt", wenn sie um den Reifenumfang herumgeht, beim Betrieb des Reifens Flattern verursachen. Beispielsweise kann eine Karkassenlage, die schief ist (längere Korde auf einer Seite des Reifens als auf der anderen Seite) eine. Vielzahl von Reifen-Ungleichförmigkeitsproblemen einschließlich statischer Unwucht und Radialkraftschwankungen verursachen. Beispielsweise kann ein Reifen, der nicht meridional symmetrisch ist (z.B. Lauffläche nicht zwischen Wülsten zentriert), eine Vielzahl von Reifen-Ungleichförmigkeitsproblemen einschließlich Koppelunwucht, Seitenkraftschwankungen und Konizität verursachen. Daher verwendet die Reifenindustrie, um typischen Reifenleistungsanforderungen nachzukommen, im allgemeinen beträchtliche Anstrengungen darauf, Reifen mit guter Gleichförmigkeit zu produzieren. Es wird davon ausgegangen, dass Reifengleichförmigkeit Reifenabmessungen und Massenverteilungen bedeutet, die radial, seitlich, umfangsgerichtet und meridional gleichförmig und symmetrisch sind, wodurch sie akzeptable Ergebnisse produziert für Messungen der Reifengleichförmigkeit einschließlich statischen und dynamischen Gleichgewichts, und auch einschließlich Radialkraftschwankung, Seitenkraftschwankung und Tangentialkraftschwankung, gemessen auf Reifenrundlaufmaschinen, die den Reifen unter Last auf einem Straßenrad fahren.
Obwohl gewisse Grade von Reifenungleichförmigkeit in der Fertigung nach Montage (z.B. durch Schleifen) und/oder im Gebrauch (z.B. Anbringen von Auswuchtgewichten an der Felge einer Reifen-/Radeinheit) korrigiert werden können, ist es vorzuziehen (und im allgemeinen effizienter), Reifengleichförmigkeit soweit als möglich einzubauen. Typische Reifenbaumaschinen umfassen eine Reifenbautrommel, um die die Reifenkomponenten in aufeinanderfolgenden Lagen herumgewickelt werden, einschließlich beispielsweise einer Innenisolierung, einer oder mehr Karkassenlagen, optionsweisen Seitenwandversteifungen und Wulstbereicheinsätzen (z.B. Kernprofil), Seitenwänden und Wulstdrahtringen (Wülsten). Nach diesem Lagenaufbau werden die Karkassenlagenenden um die Wülste herumgeschlagen, die Reifen werden zu einer Torusform aufgeblasen, und das Laufflächen-/Gürtelpaket wird angebracht.
Das gemeinschaftlich besessene US-A-5,591,288 (hierin nachfolgend als "Becker" bezeichnet) offenbart mechanische Reifenbautrommeln zum Bauen von Luftreifen für erweiterte Mobilität, und spezifischer eine Reifenbautrommel mit Konturen oder Vertiefungen in ihrer Oberfläche zur Erleichterung des Bauens bestimmter Reifengestaltungen. Es wird auch auf das entsprechende EP-A-0 634 266 A2 verwiesen. Wie von Becker angemerkt, kann die Reifenleistung durch das Hinzufügen von Komponenten zu dem Reifen oder durch das Ausrichten des Standorts von Reifenkomponenten in dem Reifen während des Reifenbauvorgangs beeinträchtigt werden. Während des Reifenbauprozesses ist es wichtig, dass die Komponenten gut zusammenpassen, mit einem Mindestmaß an Faltenbildung der Reifenkomponenten oder Einschluss von Luft zwischen den Komponenten. Wenn Luft zwischen den unvulkanisierten Reifenkomponenten eingeschlossen wird, kann der Reifen fehlerhaft sein und kann ausgemustert werden müssen. Wenn während des Reifenbauvorgangs deutlich wird, dass Luft zwischen Reifenkomponenten eingeschlossen wurde, dann muss der Reifenbauer die Schnittstellen zwischen den unvulkanisierten Elastomerkomponenten anrollen, um etwaige Blasen oder eingeschlossene Luft zwischen den Komponenten wegzuarbeiten. Dieses Anrollen beinhaltet das Entlangrollen eines Rollrades an den Komponenten, wodurch die Luft zu einem Rand einer Komponente gedrückt wird, wo sie entweichen kann. Der Anrollvorgang ist zeitraubend und erfordert die Fertigkeit des Reifenbauers. Wie weiter von Becker angemerkt, wird dieses Problem bei Reifengestaltungen, wo Komponenten im Vergleich zu anderen Komponenten ziemlich dick sind, weiter vergrößert. Beispielsweise, wenn eine Komponente mit einem relativ quadratischen Querschnitt, wie etwa ein Reifenwulst, einer mehr planaren Komponente, wie etwa einer Karkassenlage, benachbart plaziert wird, so kann dort, wo die unterschiedlich geformten Komponenten zusammenkommen, Luft eingeschlossen werden. Bei Reifengestaltungen, wo verschieden geformte Komponenten notwendigerweise nebeneinander plaziert werden, ist das Lufteinschlussproblem noch schwieriger. Wie weiterhin von Becker angemerkt, werden in einer bestimmten Gestaltung von Reifen für erweiterte Mobilität Einsätze in der Seitenwand zwischen den Karkassenlagen plaziert, um den Reifen in die Lage zu versetzen, das Gewicht des Fahrzeugs zu tragen, selbst wenn der Reifen Fülldruck verlieren sollte. Diese Einsätze sind typischerweise dicker als die Karkassenlagen, die benachbart zu ihnen liegen, und es ist wichtig, dass dieser Reifen gebaut wird, ohne Luft zwischen den Karkassenlagen und Einsätzen einzuschließen. In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung sind ein erfinderisches Reifenbauverfahren und -trommel entworfen worden, die Merkmale haben, um den speziellen Produktionsanforderungen solcher Reifen nachzukommen. Diese speziellen Merkmale werden hierin nachstehend beschrieben und tragen zum Bauen eines Qualitätsreifens ohne Lufteinschluss bei. Becker verschafft daher ein Verfahren zum Bauen eines Reifens, das die Schritte umfasst des Formens einer Innenschicht zu einem Zylinder, Positionierens erster Einsätze zum Eindrücken der zylindrischen Fläche der Innenschicht in Umfangsrichtung an axial beabstandeten Einsatzstandorten entlang der Achse des Zylinders, Legens einer ersten Lage von Verstärkungsmaterial um die zylindrische Oberfläche der Innenschicht und des ersten Einsatzes, Positionierens zweiter Einsätze über der ersten Lage an den beabstandeten Einsatzstandorten, Legens einer zweiten Lage von Verstärkungsmaterial über die erste Lage und die zweiten Einsätze, Positionierens kreisförmiger Wülste an jedem Ende des Zylinders, Ausdehnens der ersten Lage und der zweiten Lage zur Vergrößerung des Durchmessers des Zylinders zwischen den kreisförmigen Wülsten, um Schultern an jedem Ende des Zylinders zu verschaffen, Umschlagens von Rändern der ersten Lage um die zweite Lage über jeden der Wülste, und Positionierens einer Gürtel- und Laufflächeneinheit um die zweite Lage, um einen vorvulkanisierten Reifen zu bilden.
Becker verschafft weiter ein Verfahren zum Zusammenbau von Reifenkomponenten auf einer Reifenbautrommel mit einer zylindrischen Oberfläche, das die Schritte umfasst des Auflegens einer Innenschicht auf die Oberfläche der Trommel, Positionierens erster Einsätze unter der zylindrischen Oberfläche und um eine Trommel an von jedem Ende der Trommel beabstandeten Einsatzstandorten, Auflegens einer ersten Lage Verstärkungsmaterial um die Trommel über die zylindrische Oberfläche der Innenschicht und des ersten Einsatzes, Positionierens zweiter Einsätze über der ersten Lage an den von jedem Ende der Trommel beabstandeten Einsatzstandorten, Auflegens einer zweiten Lage Verstärkungsmaterial über die erste Lage und die zweiten Einsätze, Positionierens kreisförmiger Wülste an jedem Ende der Trommel, Ausdehnens der Trommel, um den Durchmesser der zylindrischen Oberfläche zu erhöhen und Schultern an jedem Ende der Trommel zu verschaffen, Umschlagens von Rändern der ersten Lage und der zweiten Lage über jeden der Wülste, Positionierens einer Gürtel- und Laufflächeneinheit um die zweite Lage, und Zusammenziehens der Trommel zum Entfernen der zusammengebauten Reifenkomponenten von der Trommel. Becker verschafft weiterhin eine Reifenbautrommel, die eine zylindrische Oberfläche, kreisförmige Nuten in der Oberfläche an von jedem Ende der Trommel beabstandeten Einsatzstandorten zum Positionieren erster Einsätze unter der Oberfläche, Mittel zum Anbringen einer ersten Karkassenlage über der zylindrischen Oberfläche, Mittel zum Anbringen zweiter Einsätze über der ersten Karkassenlage und den ersten Einsätzen, Mittel zum Anbringen einer zweiten Karkassenlage über der ersten Karkassenlage und dem zweiten Einsatz, Mittel zum Ausdehnen der Trommel, wodurch Schultern an jedem Ende der Trommel zum Anbringen von Wulstringen verschafft werden, Mittel zum Umschlagen von Enden der ersten Karkassenlage um die Wülste, Mittel zum Anbringen einer Gürtel- und Laufflächeneinheit um die zweite Karkassenlage und Mittel zum Zusammenziehen der Trommel, um den zusammengebauten Reifen von der Trommel zu entfernen, aufweist.
Das gemeinschaftlich besessene US-A-4,855,008 offenbart eine ausdehnbare Reifenbautrommel, insbesondere eine Massivfachtrommel der ersten Stufe zum Bauen einer Karkasse eines Radialreifens, die eine aus Segmenten gebildete Trommel (10) mit einer Vielzahl sich axial erstreckender, in Umfangsrichtung beabstandeter Segmente (36) mit flexiblen Verbindungen (56) zu Schulterkolben (32) an entgegengesetzten Enden jedes Segments (36) aufweist. Keilförmige Stäbe (62) sind zwischen den Segmenten (36) positioniert und sind mit zentralen Kolben (64) verbunden, um verjüngte Seitenflächen (80) der Stäbe in Eingriff mit abfallenden Seitenflächen (78) der Segmente (36) zu zwingen. Die Schulterkolben (32) und zentralen Kolben (64) bewegen sich radial nach außen, um die Trommel auszudehnen. Während des Betriebs der ersten Stufe werden die Reifenverstärkungslagen, Wülste und anderen Komponenten auf der Trommel der ersten Stufe zusammengebaut, und dann wird die Karkasse zu einem anderen Standort bewegt, wo sie geformt wird und Gürtel und Lauffläche angebracht werden. In dem Zusammenbau der ersten Stufe der Reifenkarkasse ist es wichtig, dass die Reifenkomponenten an zusammengezogenen und ausgedehnten Trommeloberflächen angebracht werden, die konzentrisch und entlang der Länge der Trommel von gleichförmigem Durchmesser sind. Bis dato sind ausdehnbare Trommeln verschiedener Konstruktionen verwendet worden; es war jedoch schwierig, eine konzentrische Trommeloberfläche und einen gleichförmigen Durchmesser entlang der Länge der Trommel sowohl im ausgedehnten als auch im zusammengezogenen Zustand der Trommel aufrechtzuerhalten. Beispielsweise kann die Trommeloberfläche im zusammengezogenen Zustand konzentrisch und gleichförmig sein, wird jedoch während des Ausdehnens auf einen größeren Durchmesser verwunden. Folglich sind die auf der ausgedehnten Trommel zu der Karkasse hinzugefügten Komponenten nicht präzise zusammengebaut, was die Gleichförmigkeit des Reifens beeinträchtigen kann.
US-A-5,264,068 offenbart eine ausdehnbare Trommel einschließlich verstellbarer Anschläge zum Einstellen des Trommelumfangs. Sich verjüngende Strukturen, die jeweils eine axiale Gleitfähigkeit haben, sind vorgesehen, und als Reaktion auf eine Gleitbewegung der sich verjüngenden Struktur werden Trommelsegmente jeweils radial ausgedehnt oder eingezogen. Wie darin angemerkt, ist die sich verjüngende Struktur (12) mit einem inneren ausgesparten Stumpf versehen und ist mit Hilfe eines Schlüssels (16) in Längsrichtung oder axial verschiebbar über der Trommelwelle (10) montiert und in der Trommel (14) untergebracht. Die Trommel (14) ist in Umfangsrichtung in eine Vielzahl von Trommelsegmenten (17) aufgeteilt, wobei jedes wie ein Sektor ist, und jedes Segment (17) wird innerlich von einem Trommelsegmentträger (18) getragen.
Das gemeinschaftlich besessene US-A-4,976,804 offenbart eine ausdehnbare, segmentäre Reifenbautrommel (1) mit einer Vielzahl von in Umfangsrichtung angebrachten Trommelsegmenten (28), die durch einen Satz von Verbindungsgliedern (36) radial bewegt werden können, die schwenkbar mit einem Paar axial bewegbarer Nabeneinheiten (34), die verschiebbar auf einer Trommelwelle (12) montiert sind, verbunden sind. Jedes der Segmente (28) hat einen zylindrischen Mittelteil (30) und Endteile (32) mit Aussparungen, die Fächer (68) für die Reifenwulstbereiche verschaffen. Die Verbindungsglieder (36) sind zwischen den Endteilen (32) positioniert, wobei sie Raum für große Wulstbereiche in den Fächern (68) verschaffen, und gleichzeitig sind die Segmente (28) auf einen kleinen Durchmesser einziehbar, um das Plazieren eines Reifenbandes (64) über der Trommel (10) zu erleichtern.
Das gemeinschaftlich besessene US-A-4,929,298 offenbart eine Reifenbautrommel, die eine ausdehnbare, aus Segmenten gebildete Zylindereinheit und eine Vakuumkammer enthält. Die Trommel (10) hat eine Vielzahl sich axial erstreckender, in Umfangsrichtung beabstandeter Segmente (18). Die Enden der Trommel sind versiegelt, um eine Vakuumkammer (76) in der Trommel zu verschaffen, die mit Vakuumöffnungen (78) in einer Abdeckmuffe (48) in Verbindung steht, um, während des Zusammenbaus der Reifenkomponenten, Reifenkomponenten auf der Trommeloberfläche (58) zu halten.
US-B-5,264,068 offenbart eine ausdehnbare Trommel einschließlich einstellbarer Anschläge zum Einstellen des Trommelumfangs. Um eine Trommelwellenumhüllung sind über einer Hauptwelle sich verjüngende Strukturen, die jede axiale Verschiebbarkeit aufweisen, angebracht, und in Reaktion auf eine Gleitbewegung der sich verjüngenden. Struktur werden die Trommelsegmente jedes radial ausgedehnt oder eingezogen. Ein Stopper zur Regelung einer Gleitbewegung der sich verjüngenden Struktur ist vorgesehen, und eine axiale Position des Stoppers wird durch einen Motor durch einen in der Hauptwelle angeordneten Kugelumlaufspindelmechanismus reguliert.
US-B-3,375,154 und DE-A-2,706,586 offenbaren eine radial ausdehnbare und einklappbare Reifenbautrommel.
EP-A-0 431 854 offenbart eine Trommel zum Zusammenbau von Reifenkomponenten, umfassend einen verschiebbaren Körper, der äußerlich auf einer Welle montiert und damit im Eingriff ist, sodass er sich in einer axialen Richtung bewegen kann, und ein zylindrisches Aggregat von in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten Segmenten, die durch ein Ausdehnmittel äußerlich auf dem verschiebbaren Körper montiert sind, sodass der Außendurchmesser des zylindrischen Aggregats aus Segmenten mittels der Rückwärts- und Vorwärtsbewegung in der axialen Richtung des verschiebbaren Körpers durch einen außerhalb des verschiebbaren Körpers vorgesehenen Zylindermechanismus ausdehnbar und reduzierbar ist. Das Ausdehnmittel umfasst verjüngte Flächen an der Außenseite des verschiebbaren Körpers, und die Innenseite jedes Segments und ein axial verlagertes ringförmiges Kolben- und Zylinderrohr ist mittels Verbindungselementen wirksam mit dem verschiebbaren Körper verbunden.
US-A-2,628,652 offenbart eine Reifenbautrommel nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Zusammenfassung der Erfindung
Erfindungsgemäß weist eine ausdehnbare Reifenbautrommel abwechselnd feste und sich ausdehnende Segmente (z.B. 24 von jedem) in einem zentralen Abschnitt der Trommel auf. Die sich ausdehnenden Segmente erstrecken sich axial und sind in Umfangsrichtung voneinander beabstandet, und ihre Endbereiche sind mit einer Kontur versehen (haben Aussparungen oder Nuten), um Reifenkomponenten, wie etwa Seitenwandeinsätze, aufzunehmen. Der Mechanismus gemäß Anspruch 1 enthält zwei Keilelemente, die axial voneinander weg bewegt werden können, um den zentralen Abschnitt auszudehnen. Somit können den sich ausdehnenden Segmenten zugeordnete Rampenelemente radial nach außen bewegt werden. Vorspannelemente verschaffen eine Rückstellkraft zum Zusammenziehen des zentralen Abschnitts.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Es wird im einzelnen auf bevorzugte Ausführungen der Erfindung Bezug genommen, wovon Beispiele in den begleitenden Zeichnungsfiguren illustriert sind. Die Figuren sollen illustrativ und nicht einschränkend sein. Bestimmte Elemente in ausgewählten Zeichnungen könnten zwecks illustrativer Deutlichkeit nicht maßstabsgetreu dargestellt sein. Die hierin vorgelegten Querschnittsansichten, falls vorhanden, können in Form von "Scheiben" oder "kurzsichtigen" Querschnittsansichten vorliegen, wobei zwecks illustrativer Deutlichkeit bestimmte Hintergrundlinien weggelassen werden, die ansonsten in einer getreuen Querschnittsansicht sichtbar wären.
Elemente der Figuren sind typischerweise numeriert wie folgt. Die signifikanteste Stelle (Hunderter) der Referenzziffer entspricht der Figurennummer. Elemente von 1 sind typischerweise im Bereich von 100-199 numeriert. Elemente von 2 sind typischerweise im Bereich von 200-299 numeriert. Auf gleichartige Elemente in den Zeichnungen kann mit gleichartigen Referenzziffern verwiesen werden. Beispielsweise kann das Element 199 in einer Figur gleichartig und möglicherweise identisch zu dem Element 299 in einer anderen Figur sein. Elemente der Figuren können so numeriert werden, dass gleichartige (einschließlich identischer) Elemente in einer einzigen Zeichnung mit gleichartigen Ziffern bezeichnet werden können. Beispielsweise kann jedes aus einer Vielzahl von Elementen, die kollektiv als 199 bezeichnet werden, individuell als 199a, 199b, 199c usw. bezeichnet werden. Oder, verwandte, jedoch modifizierte Elemente können dieselbe Ziffer haben, werden jedoch durch Strichindices unterschieden. Beispielsweise sind 109, 109' und 109'' drei verschiedene Elemente, die gleichartig oder auf irgendeine Weise verwandt sind, jedoch signifikante Modifikationen aufweisen, z.B. ein Reifen 109 mit einer statischen Unwucht gegenüber einem unterschiedlichen Reifen 109' mit derselben Gestaltung, jedoch mit einer Koppelunwucht. Solche Beziehungen, falls vorhanden, zwischen gleichartigen Elementen in denselben oder unterschiedlichen Figuren werden im Verlauf der Beschreibung deutlich, einschließlich, falls anwendbar, in den Ansprüchen und der Zusammenfassung. Manchmal werden gleichartige Elemente mit den Suffixen -L und -R (z.B. 133L, 133R) bezeichnet, die im allgemeinen links und rechts andeuten, wie in der Zeichnung gesehen.
Struktur, Betrieb und Vorteile der vorliegenden bevorzugten Ausführung der Erfindung werden weiter deutlich bei Betrachtung der nachfolgenden Beschreibung, zusammengenommen mit den begleitenden Zeichnungen, worin:
1A und 1B schematische Querschnittsansichten von zwei Ausführungen von Reifenbautrommeln mit einer darauf aufgelegten Reifenkarkasse, gemäß US-A-5,591,288 (Becker) sind;
1C und 1D den 10 und 11 von US-A-5,591,288 (Becker) entsprechen;
2A eine Perspektivansicht einer Reifenbautrommel gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
2B eine Perspektivansicht eines zentralen Abschnitts der Reifenbautrommel von 2A, in einer zusammengezogenen Position (Zustand), gemäß der Erfindung ist;
2C eine Querschnittsansicht des in 2B gezeigten zentralen Abschnitts gemäß der Erfindung ist;
2D eine Perspektivansicht eines zentralen Abschnitts der Reifenbautrommel von 2A, in einer ausgedehnten Position (Zustand), gemäß der Erfindung ist;
2E eine Querschnittsansicht des in 2D gezeigten zentralen Abschnitts gemäß der Erfindung ist;
2F eine Perspektivansicht eines typischen, sich ausdehnenden Segments des zentralen Abschnitts der Reifenbautrommel von 2A gemäß der Erfindung ist
3A eine Perspektivansicht des zentralen Abschnitts einer Reifenbautrommel gemäß einer Ausführung der Erfindung ist;
3B eine Querschnittsansicht des zentralen Abschnitts von 3A in einem vollständig zusammengezogenen Zustand ist;
3C eine Querschnittsansicht des zentralen Abschnitts von 3A in einem halb ausgedehnten (oder halb zusammengezogenen) Zustand ist;
3D eine Querschnittsansicht des zentralen Abschnitts von 3A in einem vollständig ausgedehnten Zustand ist;
4A eine Perspektivansicht des zentralen Abschnitts einer Reifenbautrommel ist, die nicht Teil der Erfindung ist, welche den zentralen Abschnitt in einem vollständig zusammengezogenen Zustand zeigt;
4B eine Perspektivansicht des zentralen Abschnitts einer Reifenbautrommel gemäß einer alternativen Ausführung ist, welche den zentralen Abschnitt in einem vollständig ausgedehnten Zustand zeigt;
4C eine schematische Illustration dessen, wie der Verbindungsmechanismus der alternativen Ausführung von
4A und 4B arbeitet, ist;
4D eine Draufsicht einer alternativen Ausführung einer Komponente des Verbindungsmechanismus ist; und
5 eine teilweise Querschnittsansicht einer Reifenkarkasse, die auf einen der Bautrommel zu unterziehenden Reifen aufgelegt wurde, gemäß der Erfindung ist.
Definitionen
Die nachfolgenden Begriffe können in den hierin vorgelegten Beschreibungen verwendet werden und sollten im allgemeinen die nachfolgende Bedeutung erhalten, wenn dieser nicht durch andere hierin ausgeführte Beschreibungen widersprochen oder darauf eingegangen wird.
"Kernprofil" (auch "Wulstkernprofil") bezieht sich auf einen radial über dem Wulstkern und zwischen den Lagen und Umschlaglagen befindlichen Elastomerkernreiter.
"Axial" bezieht sich auf Richtungen, die auf oder parallel zur Rotationsachse des Reifens verlaufen.
"Wulst" bezieht sich auf den Teil des Reifens, der ein ringförmiges, im Wesentlichen unausdehnbares Zugelement umfasst, das typischerweise ein in Kautschukmaterial eingehülltes Kabel aus Stahlfasern umfasst.
"Gürtelstruktur" oder "Verstärkungsgürtel" oder
"Gürtelpaket" bezieht sich auf zumindest zwei ringförmige Lagen oder Karkassenlagen 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 18 bis 30 Grad in Bezug auf die Äquatorebene des Reifens aufweisen.
"Zwischenbaulagen" oder "Reifenzwischenbaulagen" bezieht sich auf einen Gürtel oder eine Gürtelstruktur oder Verstärkungsgürtel.
"Karkasse" bezieht sich auf die Reifenstruktur außer der Gürtelstruktur, Lauffläche, Unterlauffläche über den Lagen und den Seitenwänden, jedoch einschließlich der Wülste, Karkassenlagen und, im Fall von Reifen mit erweiterter Mobilitätstechnologie oder Reifen mit Notlaufeigenschaften, der Keileinsatz-Seitenwandverstärkungen.
"Mantel" bezieht sich auf die Karkasse, Gürtelstruktur, Wülste, Seitenwände und alle anderen Komponenten des Reifens außer der Lauffläche und Unterlauffläche.
"Mittelebene" bezieht sich auf eine Ebene, die eine Linie schneidet, die senkrecht zu der Ebene auf einem Punkt ist, der sich auf halbem Weg zwischen zwei anderen Punkten auf der Linie befindet. Die Linie kann eine Achse eines zylindrischen Elements, wie etwa einer Reifenbautrommel, sein. Ein fertiger Reifen hat eine Mittelebene, die die "Äquatorebene" des Reifens ist.
"Wulstschutzstreifen" bezieht sich auf Verstärkungsmaterial (nur Gummi, oder Gewebe und Gummi) um den Wulst in dem Felgenflanschgebiet, um ein Abscheuern des Reifens durch die Felgenteile zu verhindern.
"Wulstverstärker" bezieht sich auf ein im Wulstbereich angeordnetes schmales Band aus Gewebe oder Stahlkorden, dessen Funktion die Verstärkung des Wulstbereichs und die Stabilisierung des radial innersten Teils der Seitenwand ist.
"Umfangsgerichtet" oder "in Umfangsrichtung" bezieht sich auf kreisförmige Linien oder Richtungen, die sich entlang dem Außenumfang der Oberfläche der ringförmigen Lauffläche lotrecht zur axialen Richtung erstrecken, und kann sich auch auf die Richtung von Sätzen benachbarter kreisförmiger Kurven beziehen, deren Radien die axiale Krümmung der Lauffläche, im Querschnitt gesehen, definieren.
"Kord" bezieht sich auf eine der Verstärkungslitzen, die Fasern oder Metall oder Gewebe enthalten, womit die Karkassenlagen und Gürtel verstärkt sind.
"Zenit" oder "Reifenzenit" bezieht sich auf die Lauffläche, die Laufflächenschultern und die unmittelbar benachbarten Teile der Seitenwände.
"EMT-Reifen" bezieht sich auf "Erweiterte Mobilitätstechnologie", und "EMT-Reifen" bezieht sich auf einen Reifen, der ein "Reifen mit Notlaufeigenschaften" ist, was sich auf einen Reifen bezieht, der entworfen ist, um zumindest eine eingeschränkte Betriebsleistung unter Bedingungen, wenn der Reifen wenig bis keinen Fülldruck aufweist, zu verschaffen.
"Äquatorebene" bezieht sich auf eine Ebene lotrecht zur Rotationsachse des Reifens und durch das Zentrum seiner Lauffläche verlaufend, oder auf halbem Weg zwischen den Wülsten des Reifens.
"Dickenmaß" bezieht sich allgemein auf ein Maß, und oft auf eine Dickenabmessung.
"Innenisolierung" bezieht sich auf die Lage oder Lagen von Elastomer oder anderem Material, die die Innenfläche eines schlauchlosen Reifens bilden und die das Füllgas oder -fluid innerhalb des Reifens enthalten. Halobutyl, das hoch-luftundurchlässig ist.
"Einsatz" bezieht sich auf die sichelförmige oder keilförmige Verstärkung, die typischerweise zum Verstärken der Seitenwände von Reifen des Notlauftyps verwendet wird; es bezieht sich auch auf den nichtsichelförmigen Elastomereinsatz, der unter der Lauffläche liegt; er wird auch ein "Keileinsatz" genannt.
"Seitlich" bezieht sich auf eine Richtung parallel zur axialen Richtung.
"Meridionalprofil" bezieht sich auf ein Reifenprofil, das entlang einer die Reifenachse umfassenden Ebene geschnitten ist.
"Karkassenlage" oder "Lage" bezieht sich auf ein kordverstärktes Karkassenverstärkungselement (Schicht) gummibeschichteter radial entfalteter oder anderweitig paralleler Korde.
"Luftreifen" bezieht sich auf eine lagenweise aufgebaute mechanische Vorrichtung von allgemein torischer Form (üblicherweise ein offener Kreisring) mit zwei Wülsten, zwei Seitenwänden und einer Lauffläche, und hergestellt aus Kautschuk, Chemikalien, Gewebe und Stahl oder anderen Materialien.
"Schulter" bezieht sich auf den oberen Teil der Seitenwand gerade unterhalb der Laufflächenkante.
"Seitenwand" bezieht sich auf denjenigen Teil eines Reifens zwischen der Lauffläche und dem Wulst.
"Reifenachse" bezieht sich auf die Rotationsachse des Reifens, wenn der Reifen auf einer Radfelge montiert ist und rotiert.
"Laufflächen-Oberteil" bezieht sich auf die Lauffläche und das darunterliegende Material, in das das Laufflächenprofil eingeformt ist.
"Umschlagenden" bezieht sich auf einen Teil einer Karkassenlage, der sich von den Wülsten, um die die Karkassenlage herumgeschlagen ist, nach oben (d.h. radial nach außen) dreht.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Allgemein gesprochen enthält ein konventioneller Vorgang zur Herstellung eines Radial-Autoreifens einen Zwischenschritt des Anordnens zweier ringförmiger unausdehnbarer Wülste, die jeder ein in Rohgummi eingehülltes Kabel aus Stahlfasern umfassen, über den anderen Komponenten einer Roh-(wobei "roh" noch unvulkanisiert und noch klebrig bedeutet)-Reifenkarkasse auf einer Reifenbautrommel. Ein ringförmiger, im Querschnitt dreieckiger Gummikernreiter, "Kernprofil" genannt, kann hinzugefügt werden. Teile der Lagenkomponenten, die sich über die Wülste hinaus erstrecken, werden dann um die Wülste herum nach oben umgeschlagen und bilden "Umschläge". Dann wird die Rohkarkasse typischerweise von der Reifenbautrommel abgenommen und auf einer "Maschine der zweiten Stufe" montiert, wo sie zu einer Torusform aufgepumpt (umgeformt) wird, und ihre radial äußere Oberfläche wird gegen ein Laufflächen- und Gürtelpaket gepresst. In anschließenden Schritten wird die Rohkarkasse angerollt (mit einer Rolle berollt), um Lufteinschlüsse zu entfernen und innere Oberflächen aneinanderzuheften. Die resultierende Einheit wird in eine Form (Vulkanisierpresse) eingebracht, um unter Hitze (typischerweise 350 Grad Fahrenheit oder 180 Grad Celsius) und Druck zu vulkanisieren, um ein fertiger Reifen zu werden.
1A entspricht generell 9 des oben erwähnten Becker-Patents und illustriert (schematisch, und auf stark vereinfachte Weise) eine beispielhafte Reifenbautrommel 102 des Standes der Technik. Die Trommel 102 ist allgemein zylindrisch, mit zwei Enden 102a und 102b, einer sich zwischen den zwei Enden erstreckenden Drehachse 104, und einer zylindrischen Außenfläche 106. Eine Mittelebene (CP) ist auf der Zeichnung angedeutet und ist generell eine Ebene, die eine auf der Reifenbautrommel aufgelegte Karkasse halbiert.
In einem typischen (wiederum zwecks illustrativer Deutlichkeit stark vereinfachten) Reifenaufbau wird eine Innenisolierung 108 auf der Oberfläche der Trommel 102 angebracht, und zwei Reifenseitenwand-Einsatzkomponenten ("Einsätze") 110a und 110b (kollektiv als "110" bezeichnet) werden an in Längsrichtung (axial) voneinander beabstandeten Positionen auf der Innenisolierung 108 angeordnet, wie gezeigt. Als nächstes wird eine erste Karkassenlage 112 über der Innenisolierung 108 und den Einsätzen 110 angeordnet. Dies ergibt eine Rohreifenkarkasse mit einer nominell zylindrischen Form. Wie jedoch aus der Illustration von 1A deutlich wird, verursacht das Hinzufügen der Seitenwandeinsätze 110 zwischen der Innenisolierung 108 und der Karkassenlage 112 das Vorhandensein von zwei "Höckern" (Vorsprüngen), die Gebiete vergrößerten Außendurchmessers ("OD") sind, in der Außenfläche der Karkasse. Wie ersichtlich ist, ragen diese Höcker signifikant von der Außenfläche der Reifenbautrommel nach oben und erzeugen signifikante Vorsprünge 18 in diesen Gebieten. Das Hineinzwingen nachfolgender Reifenkomponenten, wie etwa einer zweiten Karkassenlage, in eine solche nichtplanare Kontur ist schwierig. An den Standorten der Vorsprünge kann Luft innerhalb des Reifens eingeschlossen sein, was zu den vorgenannten Problemen führt.
Als nächstes werden zwei Wülste 114a und 114b (kollektiv "114") zu der Reifenkarkasse hinzugefügt. Jeder Wulst 114 ist ein im Wesentlichen unausdehnbarer kreisförmiger Reif mit einem Innendurchmesser ("ID"), der im Wesentlichen gleich dem oder vorzugsweise nur geringfügig größer als der Außendurchmesser der Karkassenlage 112 (in anderen Gebieten als dort, wo sich Höcker befinden) ist. Die Wülste 114 sind dargestellt als geringfügig axial außenbords von den Einsätzen 110 befindlich und sind zwecks illustrativer Deutlichkeit gezeigt als einen runden (im Gegensatz zu einem sechseckigen) Querschnitt aufweisend. Eine zweite Karkassenlage (nicht dargestellt) kann zu der Karkasse hinzugefügt werden, und die äußeren Endbereiche der Karkasse können nach oben umgeschlagen werden. Schließlich kann die Karkasse zwecks Hinzufügung eines Laufflächenpakets usw. zu einer anderen Maschine (der zweiten Stufe) befördert werden.
1B entspricht im allgemeinen den 2–7 des oben erwähnten Becker-Patents und illustriert eine alternative Ausführung einer beispielhaften Reifenbautrommel 122 des Standes der Technik. Die Trommel 122 ist im allgemeinen zylindrisch, mit zwei Enden 122a und 122b, einer Drehachse 124 und einer im allgemeinen zylindrischen Außenfläche 126. Die Trommel 122 unterscheidet sich von der Trommel 102 von 1A in erster Linie dadurch, dass sie ringförmige Aussparungen (Fächer, Nuten) 136a und 136b (kollektiv als "136" bezeichnet) in ihrer Außenfläche an Längs-(axialen)-Positionen aufweist, die den Positionen der Einsätze 130a und 130b (kollektiv als "130" bezeichnet) entsprechen und auf deren Abmessungen bezogen sind und sich um den Umfang der Trommel 122 erstrecken. In diesem Beispiel wird die Innenisolierung 128 an der Oberfläche 126 der Trommel 122 angebracht. Dann werden die Einsätze 130 angebracht und passen (setzen sich) in die Aussparungen 136 hinein. Dann wird eine Lage 132 angebracht. Dies ergibt eine Rohreifenkarkasse mit einer im Wesentlichen zylindrischen Form. Im Gegensatz zu der in 1A gebildeten Reifenkarkasse verursacht das Hinzufügen der Einsätze 130 zwischen der Innenisolierung 128 und der Lage 132 nicht das Vorhandensein zweier "Höcker" in der Außenfläche der Karkasse. Da im Wesentlichen keine Höcker vorhanden sind und die Außenfläche der aufgelegten Reifenkarkasse im Wesentlichen zylindrisch ist, mit einem im Wesentlichen gleichförmigen Außendurchmesser, so ist es (unter anderem) möglich, zwei Wülste 134a und 134b (kollektiv als "134" bezeichnet) auf der Karkasse zu montieren, indem sie beide von einem Ende (z.B. 122a) der Trommel 122 her daraufgeschoben werden.
Die 2A bis einschließlich 2D illustrieren allgemein die Reifenbautrommel 202 der vorliegenden Erfindung. Die Trommel 202 ist im allgemeinen zylindrisch, mit zwei Enden 202a und 202b, einer sich zwischen den zwei Enden erstreckenden Drehachse 204, und einer zylindrischen Außenfläche 206. Die Trommel 202 hat eine axiale Gesamtlänge "L" zwischen den zwei Enden. Eine Spindel (oder Trommeltragwelle) erstreckt sich entlang der Achse 204 und hat ein Ende 208a, das sich. von dem Ende 202a der Trommel 202 erstreckt, und ein Ende 208b, das sich von dem Ende 202b der Trommel 202 erstreckt.
Die Trommel 202 hat einen zentralen Abschnitt 220, der allgemein zylindrisch ist und um die Achse 204 zentriert ist. Der zentrale Abschnitt 220 hat eine Breite (richtiger, axiale Länge) von "L_C". Die Trommel 202 hat einen ersten Endabschnitt 222, der koaxial zu dem zentralen Abschnitt 220 ist und der axial an einem Ende des zentralen Abschnitts 220 angeordnet ist. Die Trommel hat einen zweiten Endabschnitt 224, der koaxial zu dem zentralen Abschnitt 220 ist und der axial an einem entgegengesetzten Ende des zentralen Abschnitts 220 angeordnet ist. Die zwei Endabschnitte 222 und 224 sind, zu Zwecken der vorliegenden Erfindung, im Wesentlichen identisch zu (d.h. Spiegelbilder von) einander, wobei jeder eine axiale Länge von (L-L_C)/2 hat. Die Endabschnitte 222 und 224 befinden sich axial außerhalb des zentralen Abschnitts 220. Die Trommel, signifikanter der zentrale Abschnitt 220 der Trommel, hat eine Mittelebene (vergleiche CP, 1A), die eine Ebene ist, die die Achse 204 auf halbem Weg zwischen den Enden des zentralen Abschnitts (typischerweise auch auf halbem Weg zwischen den Enden 202a, 202b) der gesamten Trommel schneidet. Die Achse 204 ist per Definition senkrecht zur Mittelebene.
Der zentrale Abschnitt 220 ist in Umfangsrichtung segmentiert, wobei er eine Vielzahl länglicher fester Segmene 226 aufweist, die sich mit einer gleichen Vielzahl länglicher, sich ausdehnender Segmente 228 abwechseln. Wie am besten in einer der 2B–2D ersichtlich, gibt es geeigneterweise 24 (vierundzwanzig) feste Segmente 226, die mit 24 (vierundzwanzig) sich ausdehnenden Segmenten 228 abwechseln. Die sich ausdehnenden Segmente 228 erstrecken sich axial und sind in Umfangsrichtung voneinander beabstandet, und die Endteile jedes davon sind mit einer Kontur versehen, um ringförmige Aussparungen (Fächer, Nuten) 236a und 236b (kollektiv als "236" bezeichnet; vergleiche 136) in seiner Außenfläche aufzuweisen, an Längs-(axialen)-Positionen, die den Positionen von Seitenwandeinsätzen (nicht dargestellt, vergleiche 130) entsprechen und sich auf deren Abmessungen beziehen, welche Einsätze während des hierin vorangehend beschriebenen Karkassenauflegevorgangs angebracht werden. Die Fächer 236 sind am besten in 2F ersichtlich, worin auch zwei Umschlagbalg(nicht dargestellt)-Verankerungspunkte 238a und 238b in der Außenfläche des sich ausdehnenden Segments betrachtet werden können. In den 2F und 5A ist ersichtlich, dass Endbereiche der sich ausdehnenden Segmente 238, 538 mit einer Kontur versehen sind, um Fächer 236, 536 zur Aufnahme von Komponenten (z.B. Seitenwandeinsätzen) einer auf der Trommel aufgelegten Reifenkarkasse zu haben. Die festen Segmente 226 sind länglich, allgemein von rechteckigem Querschnitt und haben eine Länge, die im Wesentlichen gleich "L_C" ist. Die festen Segmente 226 haben typischerweise eine feste Breite oder haben eine Breite proportional zur Gesamt-Segmentanzahl. Die sich ausdehnenden Segmente 228 sind ebenfalls länglich, allgemein von rechteckigem Querschnitt, und haben eine Länge, die im Wesentlichen gleich "L_C" ist.
Es liegt innerhalb der Reichweite der Erfindung, dass jede geeignete Anzahl fester und sich ausdehnender Segmente vorhanden ist, beispielsweise statt vierundzwanzig von jeder Sorte, jede Zahl zwischen achtzehn bis dreißig von jeder Sorte. Es liegt ebenfalls innerhalb der Reichweite der Erfindung, dass die Anzahl fester Segmente nicht exakt gleich der Anzahl sich ausdehnender Segmente ist. Es liegt ebenfalls innerhalb der Reichweite der Erfindung, dass die sich ausdehnenden Segmente nicht alle exakt dieselbe Breite haben. Dasselbe gilt für die festen Segmente. Ausgewählte der festen und/oder sich ausdehnenden Segmente können Segmente "für einen speziellen Zweck" sein, wie etwa zum Weiterleiten von Vakuum zu einer auf der Trommel aufgelegten Innenisolierung.
Der zentrale Abschnitt 220 ist ausdehnbar zwischen einem zusammengezogenen (oder eingezogenen oder eingefahrenen) Zustand, gezeigt in den 2B und 2C, und einem ausgedehnten (oder ausgefahrenen) Zustand (oder "voll" ausgefahrener Position), gezeigt in den 2D und 2E. Mechanismen zum Bewirken von Ausdehnung und Zusammenziehen des zentralen Abschnitts 220 sind hierin nachstehend beschrieben und umfassen das teilweise Ausdehnen des zentralen Abschnitts zu einer (oder mehr) "halb ausgedehnten" Positionen. Allgemein ist jedes der besagten sich ausdehnenden Segmente 228 von einem ersten Radius in dem zusammengezogenen Zustand der Trommel zu einem zweiten, größeren Trommelradius in einem ausgedehnten Zustand der Trommel ausdehnbar.
"Doppelkegel"-Mechanismus zum Ausdehnen/Zusammenziehen des zentralen Abschnitts
Die 3A–3D illustrieren die Hauptkomponenten eines ausdehnbaren zentralen Abschnitts 320 (vergleiche 220) einer Reifenbautrommel, gemäß einer Ausführung der Erfindung. In der Ansicht von 3A ist eines von einer Vielzahl (z.B. 24) sich ausdehnender Segmente 328 (vergleiche 228) gezeigt, und ist ein entsprechendes von einer Vielzahl (z.B. 24) fester Segmente 326 (vergleiche 226) gezeigt. In den 3B–3D ist das sich ausdehnende Segment 328 gezeigt, jedoch zwecks illustrativer Deutlichkeit nicht das feste Segment 326. Eine Spindel 308 ist höchst schematisch in den 3B–3D illustriert und ist zwecks illustrativer Deutlichkeit in 3A weggelassen. Ein Basiselement 346 für das feste Segment 326 ist zwecks illustrativer Deutlichkeit nur in 3A gezeigt. Ein Basis-(Rampen)Element 348 für das sich ausdehnende Segment 328 ist am besten in den 3B–3D ersichtlich.
Zwei Führungselemente (Flansche) 340a und 340b (kollektiv als "340" bezeichnet) sind an axial voneinander beabstandeten Positionen auf einer Spindel 308 (vergleiche 208) angeordnet, die sich entlang der Achse 304 erstreckt. Die Flansche 340 liegen geeigneterweise in Form generell flacher Scheiben vor, die auf der Achse 304 zentriert sind, und sind parallel zueinander. Jeder Flansch 340 hat eine Innenfläche, die der Innenfläche des anderen Flanschs 340 zugewandt ist und parallel dazu verläuft. Die Flansche 340 sind im Wesentlichen an der Spindel 308 befestigt, was bedeutet, das sie mit der Spindel rotieren werden und dass sie sich in einem festen axialen Abstand auseinander befinden. Die Flansche 340 sind vorzugsweise um die Mittelebene zentriert. Die Flansche 340 liegen um einen Abstand auseinander, der, wie illustriert, weniger als die Länge "L_C" der Segmente 326, 328 beträgt.
Die Innenflächen der Flansche 340a und 340b sind mit einer Vielzahl sich radial erstreckender Nuten 342a beziehungsweise 342b versehen. Eine gegebene Nut 342a an der Führungsplatte 340a entspricht einer gegebenen Nut 342b an der Führungsplatte 340b und befindet sich an derselben umfangsgerichteten Position an der Spindel 308 wie diese. Diese zwei gegebenen Nuten 342a, 342b bilden ein gegebenes Nutenpaar und beispielsweise gibt es 24 (vierundzwanzig) Nutenpaare, die in gleichmäßigen Zwischenabständen über die Innenflächen der Flansche 340 beabstandet sind. Jedes dieser gegebenen Nutenpaare 342a, 342b fungiert als eine Führungsschiene zum radial nach innen und außen Führen eines Stützelements (Rampenelements) 348 für ein sich ausdehnendes Segment, welches Element 348 einem sich ausdehnenden Segment 328 zugeordnet ist, wie hierin nachstehend erläutert.
Jedes sich ausdehnende Segment 328 hat ein diesem zugeordnetes Rampenelement 348. (Für 24 sich ausdehnende Segmente 328 gibt es 24 Rampenelemente 348.) Das Rampenelement 348 ist im Wesentlichen ein flaches planares Element mit vier Kanten (Seiten) – einer Oberkante zum Tragen des sich ausdehnenden Segments 328, einer "mit einer Rampe versehenen" Unterkante, die als eine Rampenfläche wirkt, worauf durch zwei bewegbare Keilelemente 358 (detaillierter hierin nachfolgend beschrieben) eingewirkt wird, eine erste Seitenkante, die in der Nut 342a eines gegebenen Nutenpaars läuft, und einer zweiten Seitenkante, die in der Nut 342b des gegebenen Nutenpaars läuft. Vorzugsweise ist das Rampenelement 348 von dem sich ausdehnenden Segment 328 getrennt, es liegt jedoch innerhalb der Reichweite der Erfindung, dass es einstückig damit ausgebildet ist. In dem Fall, dass das Rampenelement 348 nicht einstückig mit dem sich ausdehnenden Segment 328 ausgebildet ist, kann das sich ausdehnende Segment 328 auf jede geeignete Weise an dem Rampenelement 348 befestigt sein.
Die Innenflächen der Flansche 340a und 340b sind mit einer Vielzahl sich radial erstreckender Nuten 343a beziehungsweise 343b versehen. Jede der sich radial erstreckenden Nuten 343a und 343b ist zwischen die sich radial erstreckenden Nuten 342a und 342b gesetzt. Die sich radial erstreckenden Nuten 343a und 343b sind kürzer als die sich radial erstreckenden Nuten 342a und 342b. Eine gegebene Nut 343a an der Führungsplatte 340a entspricht einer gegebenen Nut 343b an der Führungsplatte 340b und befindet sich an derselben unmfangsgerichteten Position auf der Spindel 308a wie diese. Diese zwei gegebenen Nuten 343a, 343b bilden ein gegebenes Nutenpaar und beispielsweise gibt es 24 (vierundzwanzig) Nutenpaare, die an gleichmäßigen Zwischenabständen über die Innenflächen der Flansche 340 beabstandet sind. Jedes dieser gegebenen Nutenpaare 343a, 343b fungiert als eine Führungsschiene zur Aufnahme und Sicherung eines Stützelements 346 für ein festes Segment, welches Element 346 einem festen Segment 326 zugeordnet ist, wie hierin nachstehend erläutert. Das Basiselement 346 ist im Wesentlichen ein rechteckiger Block, der sich zwischen Nuten der Flansche erstreckt und vier Kanten (Seiten) hat – eine Oberkante zum Tragen des festen Segments 326, eine erste Seitenkante, die in eine Nut 343a passt, eine zweite Seitenkante, die in eine Nut 343b passt, und eine im allgemeinen flache Unterkante. Im Fall von 24 (vierundzwanzig) festen Segmenten 326 gibt es 24 (vierundzwanzig) Basiselemente 346, die sich zwischen 24 Nutenpaaren 343a, 343b erstrecken. (Die Seitenkanten der Basiselemente werden in den Nuten aufgenommen.) Dies ergibt eine totale Gesamtzahl von Nuten in jedem Flansch (und die totale Gesamtzahl von Nutenpaaren in den Flanschen) von 48 (achtundvierzig) – 24 Nutenpaare zum Führen der sich ausdehnenden Segmente 328, wenn sie sich radial hinein- und herausbewegen, und 24 Nutenpaare zum Positionieren der festen Segmente 326 zwischen den sich ausdehnenden Segmenten 328, obwohl eine radiale Bewegung nicht erwogen wird oder erforderlich ist (im Gegenteil wird unterstellt, dass die festen Segmente an ausgewählten radialen Positionen bleiben). Vorzugsweise ist das Basiselement 346 von dem festen Segment 326 getrennt, es liegt jedoch innerhalb der Reichweite der Erfindung, dass es einstückig damit ausgebildet ist. In dem Fall, dass das Basiselement 346 nicht einstückig mit dem festen Segment 326 ausgebildet ist, kann das feste Segment 326 auf jede geeignete Weise an dem Basiselement 346 befestigt sein.
In 3A ist ersichtlich, dass das feste Segment 326 eine axiale Länge hat, die im Wesentlichen dieselbe ist wie die axiale Länge des sich ausdehnenden Segments 328, und dass die axiale Länge "L_C" von beiden größer ist als die Beabstandung zwischen den zwei Flanschen 340, und dass sie in Bezug auf die Flansche 340 (und die Mittelebene) "zentriert" sind.
Zwei vorspannelemente 338a und 338b (kollektiv als "338" bezeichnet) sind vorgesehen. Eines der Vorspannelemente, 338b, ist in Phantomdarstellung in 3A gezeigt. Das andere der Vorspannelemente, 338a, ist zwecks illustrativer Deutlichkeit in Phantomdarstellung in den 3B–3D gezeigt. Die Vorspannelemente 338 sind an axial voneinander beabstandeten Positionen über die Spindel 308 angeordnet und liegen geeigneterweise in Form von sich durch entsprechende Öffnungen 342a und 342b in jedem der Rampenelemente 348 erstreckenden Gummibändern vor. Diese Gummibänder 338 üben eine radiale "Zusammenzieh"-Kraft in Richtung der Achse 304 auf die Rampenelemente 348 aus. Wie in 3A gezeigt, können die Basiselemente 346 für die festen Segmente 326 auch mit Öffnungen 344a und 344b versehen sein, durch die sich die Gummibänder 338 erstrecken.
Zwei verjüngte (keilförmige) Elemente 358a und 358b (kollektiv als "358" bezeichnet) sind an axial voneinander beabstandeten Positionen an der Spindel 308 (auf jeder Seite der Mittelebene) angeordnet. Die Keilelemente 358 liegen geeigneterweise in Form allgemein planarer Scheiben (Ringe, da sie Scheiben mit einem Loch in der Mitte sind) vor, die auf der Achse 304 zentriert sind und parallel zueinander sind. Die Außenseiten der Keilelemente 358 sind verjüngt. Daher sind die Keilelemente 358 stumpfkegelförmig und können als "Kegel" oder "kegelförmige Elemente" oder "konische Elemente" bezeichnet werden. Die Keilelemente 358 sind nicht an der Spindel 308 fixiert. Vielmehr, obwohl sie auf der Spindel verkeilt (oder verzahnt) sein können, sodass sie mit der Spindel rotieren, sind sie frei, um sich axial (quer) entlang der Spindel zu bewegen, aufeinander zu und weg voneinander, von einem minimalen Abstand (wobei sie einander im Wesentlichen berühren) bis zu einem maximalen Abstand voneinander, wobei sie ungeachtet des axialen Abstands voneinander parallel zueinander bleiben.
In 3B ist der zentrale Abschnitt 320 in seiner zusammengezogenen (oder "vollständig zusammengezogenen") Position gezeigt. In dieser Position befinden sich die Keilelemente 358 dicht beieinander (z.B. im Wesentlichen mit Nullabstand voneinander beabstandet, wobei ihre Unterteile einander berühren oder nahezu berühren), und das Rampenelement 348 und folglich das sich ausdehnende Segment 328 befindet sich auf seinem kleinsten. radialen Abstand von der Achse 304. Mit anderen Worten, der Durchmesser des zentralen Abschnitts 320 ist in dieser zusammengezogenen (eingefahrenen) Position auf einem Minimum. In dieser zusammengezogenen Position hat die Außenfläche des zentralen Abschnitts 320 im Wesentlichen denselben Durchmesser wie den der Außenflächen 306 (vergleiche 206) benachbarter Endabschnitte 322 und 324 (vergleiche 222, 224). In dieser zusammengezogenen Position kann eine Reifenkomponente, wie etwa die Innenisolierung (z.B. 504, siehe unten) einer Reifenkarkasse angebracht werden.
In 3C ist der zentrale Abschnitt 320 in seiner halb ausgedehnten Position gezeigt. In dieser Position sind die Keilelemente 358 auseinandergespreizt (jedoch nicht so weit auseinander, wie sie zu spreizen in der Lage sind) und befindet sich das Rampenelement 348 und folglich das sich ausdehnende Segment 328 auf einem größeren radialen Abstand von der Achse 304. Mit anderen Worten, der Durchmesser des zentralen Abschnitts 320 ist jetzt größer, oder ausgedehnt. In dieser halb ausgedehnten Position hat die Außenfläche des zentralen Abschnitts 320 einen geringfügig größeren Durchmesser als den der Außenflächen 306 (vergleiche 206) benachbarter Endabschnitte 322 und 324 (vergleiche 222, 224). In dieser halb ausgedehnten Position kann eine Reifenkomponente, wie etwa die Karkassenlage (z.B. 508, siehe unten) einer Reifenkarkasse angebracht werden.
In 3D ist der zentrale Abschnitt 320 in seiner vollständig ausgedehnten Position gezeigt. In dieser Position sind die Keilelemente 358 weiter auseinandergespreizt (haben sich weiter auseinanderbewegt) (im Wesentlichen so weit auseinander, wie sie zu spreizen in der Lage sind, wobei ihre Unterteile weit auseinander stehen), und befindet sich das Rampenelement 348 und folglich das sich ausdehnende Segment 328 in einem sogar noch größeren Abstand von der Achse 304. Mit anderen Worten, der Durchmesser des zentralen Abschnitts 320 ist jetzt sogar noch größer oder ausgedehnter. In dieser vollständig ausgedehnten Position hat die Außenfläche des zentralen Abschnitts 320 einen viel größeren Durchmesser als den der Außenflächen 306 (vergleiche 206) benachbarter Endabschnitte 322 und 324 (vergleiche 222, 224). Damit einhergehend, dass die Trommel sich in der vollständig ausgedehnten Position befindet, veranlassen getrennt betätigte Wulstriegel (nicht dargestellt) ein Festsetzen der Wülste. Als nächstes können die Enden der Karkasse dann in einem abschließenden Schritt der Karkassenkonstruktion nach oben umgeschlagen werden. Dann kann der zentrale Abschnitt 320 der Trommel teilweise zusammengezogen (z.B. in eine halb ausgedehnte Position zurückgeführt) werden, die Wulstriegel eingeklappt und kann die Karkasse zur Weiterverarbeitung, wie etwa der Anbringung eines Laufflächenpakets in einer Reifenbaumaschine der zweiten Stufe, entnommen werden.
Die zwei Keilelemente 358 liegen in Form von Kegeln vor (genauer stumpfkegelförmig) vor, die koaxial (dieselbe Achse aufweisend) mit ihren Unterteilen einander gegenüberstehend (zueinander gewandt), und ihren Scheiteln (wenn auch abgestumpft) voneinander abgewandt angeordnet ist. Es wird bevorzugt, dass die zwei Keilelemente 358 zu allen Zeiten, während ihrer Spanne axialer Bewegung, gleich beabstandet von der Mittelebene des zentralen Abschnitts 320 der Trommel bleiben. Die Unterkante (Innenfläche) des Rampenelements 348 ist V-förmig, mit zwei einander schneidenden Rampenflächen, eine für jedes der Keilelemente 358. Auf diese Weise werden durch die Keilelemente 358 ausgeübte Kräfte gleichmäßig entlang der Länge des Rampenelements 348 und folglich des sich ausdehnenden Segments 328 verteilt. Der Winkel entlang den Außenkanten (Seitenflächen) der Keilelemente 358 und der entsprechende Winkel entlang den Innenkanten (Oberflächen) der Rampenelemente 348 liegt geeigneterweise zwischen 20 Grad und 45 Grad, wie etwa annähernd 30 Grad, spezieller etwa 33 Grad, in Bezug auf die Achse, oder mehr parallel zu der Achse als lotrecht dazu. Dieser Winkel bleibt selbstverständlich konstant, ungeachtet der axialen Positionen der Keilelemente 358. Beim weiteren Auseinanderbewegen der Keilelemente 358 werden die sich ausdehnenden Segmente 328 von der Achse 304 aus radial nach außen gezwungen.
Das sich ausdehnende Segment 328 hat eine Länge "L_C". Das feststehende Segment 326 hat eine Länge, die im Wesentlichen gleich "L_C" ist. Die Flansche 340 sind um einen Abstand, kleiner als die Länge "L_C", voneinander beabstandet. In den Illustrationen der 3A–3D ist eine Gesamtzahl von 48 (achtundvierzig) Nuten 342 in jedem Flansch 340 gezeigt. Wie hierin vorangehend erörtert, bilden 24 dieser Nuten an jedem Flansch ein gegebenes Nutenpaar zum Führen der Rampenelemente 348, wenn sie radial nach außen gezwungen werden und radial nach innen zurückkehren. Wie am besten in 3A ersichtlich, erstreckt sich das Basiselement 346 zwischen dazwischenliegenden Nutenpaaren 342 in den Flanschen 340. Auch müssen die Basiselemente 346 über (vorbei, durch) die Keilelemente 358 passieren. Daher haben die Keilelemente 358 24 Kerben 356 an gleichmäßig beabstandeten umfangsgerichteten Positionen über die Außenfläche ihrer jeweiligen Unterteile verteilt, um eine Unterkante des Basiselements 346, wenn dieses sich vorbeibewegt, aufzunehmen. Dies dient zum "Verriegeln" der Keilelemente 358 in einem festen Positionsverhältnis in Umfangsrichtung in Bezug auf die Flansche 340, während ein axiales Vor- und Zurückbewegen der Keilelemente 358 in dem Raum zwischen den Flanschelementen 340 zugelassen wird.
Es ist daher ersichtlich, dass das Ausdehnen des zentralen Abschnitts 320 einer Reifenbautrommel unter Verwendung eines querbeweglichen Doppelkegelmechanismus vollzogen werden kann, der Radialkräfte auf die sich ausdehnenden Segmente 328 ausübt, die symmetrisch über die Mittelebene der Trommel (d.h. des zentralen Abschnitts 320) sind. Mit nur einer sich verjüngenden Struktur, wie etwa in US-A-5,264,068 , kann eine solche Symmetrie nicht erhalten werden. Das Anlegen von Ausdehnungskräften, mit Symmetrie über die Mittelebene, kann für das Erzielen von Gleichförmigkeit beim Auflegen einer Reifenkarkasse kritisch sein.
Obwohl nicht dargestellt, kann jeder geeignete Mechanismus verwendet werden, um die verjüngten Keilelemente 358 axial nach außen zu bewegen, um die Ausdehnung des zentralen Abschnitts 320 zu bewirken, und axial nach innen (aufeinander zu), um das Einziehen des zentralen Abschnitts 320 zu gestatten.
Geeignete Abmessungen für den zentralen Abschnitt 320 sind:

– Durchmesser zusammengezogen = 400 mm
– Durchmesser halb ausgedehnt = 420 mm
– Durchmesser vollständig ausgedehnt = 476 mm (Ausdehnung von 76 mm)
– minimale Breite des zentralen Abschnitts (L_C) von 250 mm

Wenn der zentrale Abschnitt 320 zusammengezogen ist, so ist die "Oberfläche der Trommel im Wesentlichen kontinuierlich, glatt, ununterbrochen (flach), und dies ist vorteilhaft für die Anbringung der Innenisolierung. Es liegt innerhalb der Reichweite der Erfindung, dass Mittel zum Anlegen eines Vakuums, durch ausgewählte der Segmente (entweder fest oder sich ausdehnend) auf der Oberfläche der Trommel, um die Innenisolierung sicher darauf festzuhalten, auf jede geeignete Weise vorgesehen sein können. Wenn der zentrale Abschnitt teilweise ausgedehnt ist, ist die Oberfläche auch im Wesentlichen flach, wie dies vorteilhaft für die Karkassenlagenanbringung wäre.
"Überlappender Verbindungs"-Mechanismus zum Ausdehnen/ Zusammenziehen des zentralen Abschnitts
Die 4A–4C illustrieren eine alternative Ausführung eines Mechanismus zum Ausdehnen und Zusammenziehen des zentralen Abschnitts einer Reifenbautrommel. Während die Ausführung der 3A–3D einen Doppelkegel- und Rampenmechanismus zur Ausdehnung, und Gummibänder zum Zusammenziehen des zentralen Abschnitts verwendete, ist in dieser Ausführung die Verbindung dazu in der Lage, die sich ausdehnenden Segmente des zentralen Abschnitts sowohl auszudehnen als auch zusammenzuziehen.
Die 4A–4C illustrieren die Hauptkomponenten eines ausdehnbaren zentralen Abschnitts 420 (vergleiche 320) einer Reifenbautrommel, gemäß einer alternativen Ausführung der Erfindung. In der Illustration von 4C ist eines von einer Vielzahl (z.B. 24) sich ausdehnender Segmente 428 (vergleiche 328) gezeigt. In den Ansichten der 4A und 4B ist das sich ausdehnende Segment zwecks illustrativer Deutlichkeit weggelassen. Es versteht sich, dass die allgemeine abwechselnde Anordnung fester und sich ausdehnender Segmente in dieser Ausführung im Wesentlichen dieselbe ist wie in der vorangehend beschriebenen Ausführung. Bei der Beschreibung dieser Erfindung ist die vollständig zusammengezogene Position des zentralen Abschnitts 420 in 4A gezeigt, und die vollständig ausgedehnte Position des zentralen Abschnitts 420 ist in 4B gezeigt. Es versteht sich, dass die Trommel in dieser, wie in der vorigen Ausführung, auf jede. Position (Durchmesser) zwischen vollständig zusammengezogen und vollständig ausgedehnt ausgedehnt (oder zusammengezogen) werden kann. Eine Spindel (vergleiche 308) erstreckt sich entlang der Achse 404 der Trommel, ist jedoch zwecks illustrativer Deutlichkeit weggelassen. Obwohl nicht dargestellt, ist der zentrale Abschnitt mit festen Segmenten (z.B. 326) versehen, auf dieselbe (oder gleichartige) Weise, wie dies die vorangehend beschriebene Ausführung war.
Zwei Flansche 440a und 440b (kollektiv als "440" bezeichnet; vergleiche 340) sind an axial voneinander beabstandeten Positionen auf der Spindel angeordnet. Die Flansche 440 sind im Wesentlichen gleichartig zu den Flanschen 340 der vorangehenden Ausführung und liegen geeigneterweise in Form im allgemeinen planarer Scheiben vor, die auf der Achse (304) zentriert sind und parallel zueinander sind. Jedes Führungselement 440 hat eine Innenfläche, die der Innenfläche des anderen Führungselements 440 zugewandt und dazu parallel ist. Die Flansche 440 sind im Wesentlichen an der Spindel (308) befestigt, was bedeutet, dass sie mit der Spindel (308) rotieren werden und dass sie sich auf einem festen axialen Abstand voneinander befinden.
Die Innenflächen der Flansche 440a und 440b sind mit einer Vielzahl sich radial erstreckender Nuten 442a und 442b beziehungsweise 443a und 443b versehen. Wiederum ist dies vergleichbar mit den Nuten 342a und 342b beziehungsweise 343a und 343b der zuvor beschriebenen Ausführung. Eine gegebene Nut 442a an der Führungsplatte 440a entspricht einer gegebenen Nut 442b an der Führungsplatte 440b und befindet sich an derselben Position in Umfangsrichtung an der Spindel wie diese. Diese zwei gegebenen Nuten 442a, 442b bilden ein Nutenpaar, und beispielsweise gibt es 24 Nutenpaare, in gleichmäßigen Zwischenabständen über die Innenfläche der Flansche beabstandet verteilt. Jedes Nutenpaar fungiert als eine Führungsschiene zum Führen eines sich ausdehnenden Segmentträgers oder Basis(stütz)elements 448 (vergleiche 348), wenn es sich von der Achse aus radial nach innen oder außen – bewegt, wie hierin nachstehend erläutert. Weiter entspricht eine gegebene Nut 443a an der Führungsplatte 440a einer gegebenen Nut 443b an der Führungsplatte 440b und befindet sich an derselben umfangsgerichteten Position an der Spindel wie diese. Diese zwei gegebenen Nuten 443a, 443b bilden ein Nutenpaar, und beispielweise gibt es 24 Nutenpaare, die in gleichmäßigen Abständen über die Innenflächen der Flansche beabstandet sind. Jedes Nutenpaar fungiert als eine Führungsschiene zum Sichern des Basis(stütz)elements 446 (vergleiche 346), das an den festen Segmenten gesichert ist, wie hierin nachstehend erörtert.
Jedem sich ausdehnenden Segment 428 ist ein Stützelement 448 zugeordnet. (Für 24 sich ausdehnende Segmente gibt es 24 Basiselemente). Das Stützelement 448 ist im Wesentlichen ein flaches planares Element mit vier Kanten (Seiten) – einer Oberkante zum Tragen des sich ausdehnenden Segments 328, einer ersten Seitenkante, die in der Nut 442a eines gegebenen Nutenpaars läuft, und eine zweite Seitenkante, die in der Nut 442b des gegebenen Nutenpaars läuft. Das Stützelement 448 hat auch eine Unterkante, jedoch ist die Form dieser Kante von keiner besonderen Bedeutung (im Gegensatz zu der Unterkanten-Rampenfläche des Rampenelements 348). vorzugsweise ist das Stützelement 448 von dem sich ausdehnenden Segment 428 getrennt, es liegt jedoch innerhalb der Reichweite der Erfindung, dass es einstückig damit ausgebildet ist. In dem Fall, dass das Stützelement 448 nicht einstückig mit dem sich ausdehnenden Segment 428 ausgebildet ist, kann das sich ausdehnende Segment 428 auf jede geeignete Weise an dem Stützelement 448 befestigt sein.
Zwei Führungsringe (Naben) 458a und 458b (kollektiv als "458" bezeichnet) sind an axial beabstandeten Positionen auf der Spindel (zu beiden Seiten der Mittelebene) angeordnet. Die Führungsringe 458 liegen geeigneterweise in Form im allgemeinen planarer Scheiben (Ringe, da sie Scheiben mit einem Loch in der Mitte sind) vor, die auf der Achse 404 zentriert sind und parallel zueinander sind. Die Führungsringe 458 sind nicht an der Spindel befestigt. Vielmehr, obwohl sie auf der Spindel verkeilt (oder verzahnt) sein können, sodass sie mit der Spindel rotieren, sind sie frei, um sich axial entlang der Spindel zu bewegen, aufeinander zu und weg voneinander, von einem minimalen Abstand (wobei sie einander im Wesentlichen berühren) bis zu einem maximalen Abstand voneinander, wobei sie ungeachtet des axialen Abstands voneinander parallel zueinander bleiben.
Ein überlappender Verbindungsmechanismus 460 ist zwischen den Führungsringen 458 und dem Stützelement 448 vorgesehen. Der Verbindungsmechanismus umfasst:
ein erstes längliches Verbindungsglied 462, wovon ein Ende schwenkbar an einem (458a; links, wie gesehen) der Führungsringe 458 befestigt ist, und ein entgegengesetztes Ende schwenkbar benachbart (nächst) einem (rechts, wie gesehen) Ende des Stützelements 448 befestigt ist; und
ein zweites längliches Verbindungsglied 464, wovon ein Ende schwenkbar an dem anderen (458b; rechts, wie gesehen) der Führungsringe 458 befestigt ist, und ein entgegengesetztes Ende schwenkbar benachbart (nächst) einem entgegengesetzten (links, wie gesehen) Ende des Stützelements 448 befestigt ist.
Die Verbindungsglieder 462 und 464 überlappen einander (überkreuzen einander), sind jedoch weder schwenkbar aneinander befestigt, wie dies bei einer Verbindung vom "Scheren"-Typ der Fall wäre, noch sind sie parallel zueinander, wie dies bei einer zweigliedrigen Verbindung vom "Kniehebel"-Typ der Fall wäre.
In 4A (vergleiche 3B) ist der zentrale Abschnitt 420 in seiner zusammengezogenen (oder "vollständig zusammengezogenen") Position gezeigt. In dieser Position sind die Führungsringe 458 weit auseinandergespreizt (im Wesentlichen so weit, wie sie zu spreizen in der Lage sind), und das Stützelement 448 und folglich das sich ausdehnende Element 428 ist in seinem kleinsten radialen Abstand von der Achse 404. Mit anderen Worten, der Durchmesser des zentralen Abschnitts 420 ist in dieser zusammengezogenen Position auf einem Minimum. In dieser zusammengezogenen Position hat die Außenfläche des zentralen Abschnitts 420 im Wesentlichen denselben Durchmesser wie den der Außenflächen (306) benachbarter Endabschnitte (322, 324). In dieser zusammengezogenen Position kann die Innenisolierung einer Reifenkarkasse angebracht werden.
In 4B (vergleiche 3D) ist der zentrale Abschnitt 420 in seiner vollständig ausgedehnten Position gezeigt. In dieser Position liegen die Führungsringe 458 dicht beeinander (z.B. im Wesentlichen mit Nullabstand voneinander beabstandet), und das Stützelement 448 und folglich das sich ausdehnende Segment 428 befindet sich in seinem größten größeren radialen Abstand von der Achse 404. Mit anderen Worten, der zentrale Abschnitt 420 ist jetzt vollständig ausgedehnt. In dieser vollständig ausgedehnten Position hat die Außenfläche des zentralen Abschnitts 420 einen viel größeren Durchmesser als den der Außenflächen (306) benachbarter Endabschnitte (z.B. 222, 224). Gleichzeitig mit der Trommel in der vollständig ausgedehnten Position verursachen getrennt angetriebene Wulstriegel (nicht dargestellt) das Festsetzen der Wülste. Als nächstes können die Enden der Karkasse dann in einem abschließenden Schritt der Karkassenkonstruktion umgeschlagen werden. Dann kann der zentrale Abschnitt 420 der Trommel teilweise zusammengezogen (z.B. in eine halb ausgedehnte Position zurückgeführt) werden, die Wulstriegel zusammengezogen werden, und die Karkasse kann zur Weiterverarbeitung, wie etwa der Anbringung eines Laufflächenpakets in einer Reifenbaumaschine der zweiten Stufe, entfernt werden.
In dem zusammengezogenen Zustand (4A) sind die Verbindungsglieder 462 und 464 beide nahezu parallel zu der Achse 404. Beispielsweise in einem Winkel von 19,6 Grad in Bezug zu dieser. In dem ausgedehnten Zustand (4B) befinden sich die Verbindungsglieder 462 und 464 in einem Winkel annähernd auf halbem Weg zwischen parallel zu und lotrecht zu der Achse 303, wie etwa in einem Winkel von 46,2 Grad in Bezug zu dieser. Dies verschafft einen relativ kompakten Mechanismus mit einem guten Betriebsbereich.
Obwohl nicht dargestellt, kann der zentrale Abschnitt auf jeden beliebigen Durchmesser zwischen zusammengezogen und vollständig ausgefahren ausgedehnt werden, wie durch die Beabstandung der Führungsringe 458 voneinander bestimmt. Beispielsweise kann in einer halb ausgedehnten Position die Lage einer Reifenkarkasse angebracht werden. Es wird bevorzugt, dass die zwei Führungsringe 458 von der Mittelebene des zentralen Abschnitts 420 der Trommel gleich beabstandet bleiben, während sie sich in ihrem Bereich von Positionen bewegen. Auf diese Weise werden Kräfte gleichmäßig (symmetrisch) entlang der Länge ("L_C") des Stützelements 448 und des sich ausdehnenden Segments 428 verteilt.
In diesem Beispiel ist mit der überlappenden Verbindung das Verhältnis zwischen Führungsringbeabstandung und Durchmesser des zentralen Abschnitts umgekehrt – je dichter die Führungsringe beieinander sind, desto größer ist der Durchmesser des zentralen Abschnitts. In dem vorangehenden Beispiel (Keil/Rampe) ist das Verhältnis zwischen Führungsringbeabstandung und Durchmesser des zentralen Abschnitts direkt – je dichter die Führungsringe beieinander sind, desto weniger beträgt der Durchmesser des zentralen Abschnitts. In beiden Fällen ist jedoch der Durchmesser des zentralen Abschnitts 320 und 420 (direkt beziehungsweise indirekt) proportional zu der Beabstandung zwischen den Keilelementen 358 beziehungsweise den Führungsringen 458.
Der überlappende Verbindungsmechanismus der 4A–4C ist einer Kniehebelverbindung überlegen, beispielsweise wie in dem vorgenannten US-A-4,929,298 dargestellt, in Hinblick darauf, in der Lage zu sein, Kräfte auf das sich ausdehnende Segment anzulegen, auf eine Weise, die um die Mittelebene herum symmetrisch ist, innerhalb des gesamten Ausdehnungsbereichs für die Trommel. Eine Kniehebelverbindung, wobei zwei Verbindungsglieder sich einheitlich parallel zueinander bewegen, ist inhärent nicht symmetrisch zur Mittelebene. Diese Symmetrie, wie in der vorigen (Keil)-Ausführung, kann von tiefer Bedeutung bei der Erzielung von Gleichförmigkeit beim Auflegen der Reifenkarkasse sein.
Die überlappende Verbindungsausführung der 4A–4C ist in folgender Hinsicht gleichartig der Keil/Rampenausführung der 3A–3D:

– beide dienen zum Ausdehnen und Zusammenziehen eines zentralen Abschnitts (220, 320, 420) einer Reifenbautrommel;
– beide wirken auf sich ausdehnende Segmente (228, 328, 428) des zentralen Abschnitts;
– beide wirken nicht auf die festen Segmente (226, 326, 426) des zentralen Abschnitts;
– beide setzen Flansche (340, 440) ein, die Nuten (342, 442) zum Führen eines Rampenelements (348) oder Stützelements (448), das das sich ausdehnende Segment (328, 428) stützt, aufweisen;
– beide haben Elemente (358, 458), die sich axial bewegen, um die Ausdehnung/das Zusammenziehen des zentralen Abschnitts zu bewirken;
– beide üben Ausdehnungskräfte auf die sich ausdehnenden Segmente aus, auf eine Weise, die symmetrisch zur Mittelebene ist.

Die Symmetrie von auf die sich ausdehnenden Segmente, um die Mittelebene, ausgeübten (aufgezwungenen) Kräften ist nicht trivial. Wie oben erwähnt, kann eine Karkassenlage, die schief ist (längere Korde an einer Seite des Reifens als an der anderen Seite) eine Verschiedenheit von Reifenungleichförmigkeitsproblemen einschließlich statischer Unwucht und Radialkraftschwankungen verursachen. Die vorliegende Erfindung geht eine potentielle Quelle solcher Ungleichförmigkeiten an – nämlich unpräzise (z.B. nicht zylindrische) Ausdehnung der Trommel.
In beiden Ausführungen ist, wenn der zentrale Abschnitt (320, 420) zusammengezogen ist, die Oberfläche der Trommel im Wesentlichen kontinuierlich, glatt, ununterbrochen (flach), und dies ist vorteilhaft für die Anbringung der Innenisolierung. Mittel zum Anlegen eines Vakuums, durch ausgewählte der Segmente (entweder fest oder sich ausdehnend) auf die Oberfläche der Trommel, um die Innenisolierung sicher darauf festzuhalten, können auf jede geeignete Weise vorgesehen sein. Wenn der zentrale Abschnitt teilweise ausgedehnt ist, ist die Oberfläche auch im Wesentlichen flach, wie dies vorteilhaft für die Lagenanbringung wäre. Beide Ausführungen können ein Rollschraubensystem zur Ausdehnung des zentralen Abschnitts verwenden. Der Mechanismus zum Bewegen der Keile 358 oder Führungsringe 458 hängt großenteils von anderen, in der gesamten Trommelkonstruktion vorhandenen Faktoren ab und kann auf einer Fall-zu-Fall-Basis angepasst werden.
Die überlappende Verbindungsausführung der 4A–4C unterscheidet sich in folgender Hinsicht von der Keil/Rampenausführung der 3A–3D:

– in der Keil-/Rampenausführung werden Gummibänder (338) zum Zusammenziehen des zentralen Abschnitts (320) verwendet;
– in der überlappenden Verbindungsausführung bewirken die Verbindungsglieder (462, 464) selbst das Zusammenziehen des zentralen Abschnitts;
– in der Keil-/Rampenausführung dehnt sich der zentrale Abschnitt (320) aus, wenn die Keile (358) sich axial auseinanderbewegen, und fährt ein, wenn die Keile (358) sich zueinanderbewegen.
– in der überlappenden Verbindungsausführung dehnt sich der zentrale Abschnitt (420) aus, wenn die Führungsringe (458) sich dichter zueinanderbewegen, und fährt ein, wenn die Führungsringe (458) sich weiter auseinanderbewegen.

Die überlappende Verbindungsgestaltung neigt dazu, mehr Ausdehnungsbereich in einer schmaleren Breite (L_C) zu verschaffen, wodurch ein Schrumpfen der Mindesttrommelbreite, beispielsweise von 250mm (für die Keilausführung) auf 200 mm (für die Verbindungsausführung), gestattet wird.

Einige beispielhafte Abmessungen für den zentralen Abschnitt 420 der Verbindungsausführung sind in der nachfolgenden Tabelle dargestellt.

Reifengröße (Zoll)	14	15	16	17	18	19	20
Felgendurch-messer (Zoll)	14	15	16	17,2	18,2	19,2	20,2
ausgedehnt (mm)	391	416	441	472	497	523	548
Zwischenposition (mm)	338	364	390	420	444	468	493
zusammengezogen (mm)	308	334	350	380	404	428	453
Ausdehnung (mm)	83	82	91	92	93	95	95

4D illustriert eine alternative Ausführung eines Stützelements 448, das mit zwei Öffnungen 442a und 442b (vergleiche 342a und 342b) zur Aufnahme von Vorspannelementen, vergleichbar den in den 3A–3D gezeigten Vorspannelementen 338, versehen ist. Die Vorspannelemente, geeigneterweise in Form von Gummibändern, würden eine "zusammenziehende"-Radialkraft auf das Stützelement 448' ausüben.
Reifen für erweiterte Mobilität
5 ist eine teilweise Querschnittsansicht einer beispielhaften Reifenkarkasse bei deren Auflegen auf einer Reifenbautrommel, gemäß der Erfindung. Eine Ende eines sich ausdehnenden Segments 528 ist dargestellt. Zuerst wird ein zentrales Tragband 502 an der Oberfläche der Trommel installiert und erstreckt sich über das sich ausdehnende Segment 528. Ein oberer Umschlagbalg 503 und ein unterer Umschlagbalg 505 erstreckt sich über die Trommel hinaus. Die Reifenkarkasse umfasst die folgenden Hauptkomponenten, in der folgenden Reihenfolge:

– eine Innenisolierung 504;
– einen ersten Seitenwandeinsatz (Pfeiler) 506;
– eine erste Karkassenlage (Karkassenlage 1) 508;
– einen zweiten Seitenwandeinsatz (Pfosten) 510;
– eine zweite Karkassenlage (Karkassenlage 2) 512;
– einen Wulst 514;
– ein Kernprofil 516;
– ein Wulstschutzband 518; und
– eine Seitenwand 520.

Andere Komponenten, wie etwa Wulstverstärker, Gum-Zehenstreifen und Textil-Zehenstreifen können nach Wunsch zu der Karkasse hinzugefügt werden, stellen jedoch keinen speziellen Teil der vorliegenden Erfindung dar.

Claims

Eine Reifenbautrommel mit einer Achse (204, 304) und einer Mittelebene (CP), die die Achse schneidet, umfassend: – eine Vielzahl von sich axial erstreckenden, in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten, sich ausdehnenden Segmenten (228, 328), wobei jedes der sich ausdehnenden Segmente von einem ersten Radius in einem zusammengezogenen Zustand der Trommel zu einem zweiten Radius in einem ausgedehnten Zustand der Trommel ausdehnbar ist; – ein Paar Flansche (340), die in einem festen Abstand voneinander um die Achse zentriert sind; – eine Vielzahl von Rampenelementen (358), die jedes ein sich ausdehnendes Segment (228, 328) stützen; – Ausdehnungsmittel, die koaxial zwischen dem Paar Flansche angeordnet sind, axial dazwischen bewegbar sind und eine sich verjüngende Fläche aufweisen; – wobei eine Außenfläche des Ausdehnungsmittels an einer Innenfläche der Rampenelemente (348) angreift, um die sich ausdehnenden Segmente radial auswärts von der Achse zu zwingen; – das Ausdehnungsmittel zwei stumpfkegelförmige, koaxiale Keilelemente (358a, 358b) umfasst und deren Außenflächen sich in entgegengesetzten Richtungen voneinander verjüngen; dadurch gekennzeichnet, dass – die Innenflächen der Rampe (348) V-förmig sind; – die Rampenelemente (348) zwischen den Flanschen angeordnet und radial zwischen den Flanschen bewegbar sind; – die Trommel eine Vielzahl von Basiselementen (346) umfasst, die eine Vielzahl länglicher fester Segmente (326) stützen; und – n jedem Flansch eine erste Vielzahl von Nuten (343a, 343b) zur Aufnahme gegenüberliegender Seitenkanten der Vielzahl von Basiselementen (346) vorgesehen sind.
Reifenbautrommel gemäß Anspruch 1, wobei, wenn die konischen Elemente sich weiter auseinanderbewegen, sie die Rampenelemente radial auswärts von der Achse zwingen.
Reifenbautrommel gemäß Anspruch 1, umfassend in jedem Flansch (340) eine zweite Vielzahl von Nuten (342), die an einer Innenfläche davon angeordnet sind und sich radial von der Achse erstrecken, zur radialen Führung der Vielzahl von Rampenelementen (348).
Reifenbautrommel gemäß Anspruch 1, wobei die sich ausdehnenden Segmente (228) abwechselnd mit einer gleichen Vielzahl der länglichen festen Segmente (226) angeordnet sind.
Reifenbautrommel gemäß Anspruch 4, wobei die stumpfkegelförmigen Elemente Kerben (356) an umfangsgerichteten Positionen um ihre Außenflächen aufweisen, zur Aufnahme einer Unterkante der Basiselemente (346).