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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von
Luftreifen, die Verstärkungskordschichten
mindestens im Reifenlaufflächenabschnitt
aufweisen.
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Typischerweise
weist eine derartige Verstärkumgskordschicht
ein Gummimaterial und in Längsrichtung
ausgerichtete Korde auf, die im Gummimaterial eingebettet sind,
wobei die Korde der Schicht einen vorgegebenen Kordwinkel relativ
zur Umfangsrichtung des Reifens bilden, wie in einer Abwicklung der
Kordschicht gesehen wird. Eine Art von Kordschicht wird im
JP-06-48111 A offenbart,
bei der der Kordwinkel im Laufflächenmittelabschnitt
größer ist als
in den Laufflächenendabschnitten,
um so die Haltbarkeit bei hoher Geschwindigkeit und die Beständigkeit
gegen eine ungleichmäßige Abnutzung zu
verbessern, ohne dass der Fahrkomfort geopfert wird. Eine andere
Art von Kordschicht wird im
JP-06-115311
A offenbart, bei der der Kordwinkel im Laufflächenmittelabschnitt
kleiner ist als in den Laufflächenendabschnitten,
um so den Kraftstoffverbrauch durch Unterdrücken der Wärmeerzeugung der Gürtellage
und den Fahrwiderstand zu verbessern.
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Ein
Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung einer Reifenverstärkungsschicht
wird im
EP-A-1048445 offenbart.
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Während die
Bereitstellung einer Verstärkungskordschicht
mit vorgegebenen Kordwinkeln relativ zur Umfangsrichtung des Reifens
verschiedene funktionelle Vorteile mit sich bringt, wie es vorangehend
erwähnt
wird, ist es oftmals von einem praktischen Gesichtspunkt aus schwierig,
eine genaue Einstellung des Kordwinkels während des Aufbauvorganges des
Reifenrohlings oder des Herstellungsvorganges der Kordschicht zu
erreichen, und es ist sehr wünschenswert,
eine derartige Schwierigkeit zu überwinden.
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Es
ist ein allgemeines Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren
zur Herstellung von Luftreifen mit einer Verstärkungskordschicht mindestens
im Laufflächenabschnitt
bereitzustellen, das das Problem des bisherigen Standes der Technik
in Verbindung mit dem Einstellen des Kordwinkels eliminiert.
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Es
ist ein spezielleres Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren
zur Herstellung von Luftreifen mit einer Verstärkungskordschicht mindestens
im Laufflächenabschnitt
bereitzustellen, das die Bildung der Kordschicht und die Steuerung
des Kordwinkels in einer einfachen, bestimmten und genauen Weise gestattet.
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Entsprechend
dem Patentanspruch 1 wird ein Verfahren zur Herstellung eines Luftreifens
mit einer Verstärkungskordschicht
mindestens in einem Laufflächenabschnitt
bereitgestellt, wobei die Kordschicht Schichtelemente aufweist,
die nebeneinander in einer Umfangsrichtung des Reifens angeordnet
sind und mittels eines Prozesses gebildet werden, der die folgenden
Schritte aufweist:
- – Herstellen eines Schichtelementes
mit einer vorgegebenen Länge
durch Schneiden eines kontinuierlichen Kordstreifens in seiner Längsrichtung, wobei
der Kordstreifen ein Gummimaterial und in Längsrichtung ausgerichtete Korde
aufweist, die im Gummimaterial eingebettet sind; und
- – Aufbringen
des Schichtelementes auf eine äußere Umfangsfläche einer
rotierenden Auflage durch (i) Treiben des Schichtelementes auf die äußere Umfangsfläche einer
rotierenden Auflage an einer Stelle, die in einer axialen Richtung
der Auflage bewegt wird, wobei die Auflage mit einer vorgegebenen
Winkelgeschwindigkeit gedreht und der Antriebspunkt axial mit einer
vorgegebenen Geschwindigkeit bewegt wird, und (ii) Steuern von mindestens
einer von Winkelgeschwindigkeit der Auflage und Geschwindigkeit
des Antriebspunktes, während
der Antriebspunkt axial von einer Seite der Auflage zur anderen
bewegt wird, wobei die Korde einen vorgegebenen ersten Winkel in
einem Mittelabschnitt der Kordschicht und einen vorgegebenen zweiten
Winkel, abweichend vom ersten Winkel, an Seitenabschnitten der Kordschicht
bilden, wobei der erste Winkel und der zweite Winkel beide relativ
zu einer Umfangsrichtung der Auflage sind.
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Das
Verfahren sieht außerdem
vor, dass der Schritt des Herstellens eines Schichtelementes den Schritt
des diskontinuierlichen Zuführens
eines kontinuierlichen Kordstreifens über eine vorgegebene Strecke
entsprechend der vorgegebenen Länge
aufweist; wobei das Verfahren außerdem das Zuführen des
Schichtelementes durch eine Führung
in Richtung der äußeren Umfangsfläche der
rotierenden Auflage aufweist, die um ihre Mittelachse mit einer vorgegebenen
Winkelgeschwindigkeit gedreht wird; wobei das Schichtelement auf
die äußere Umfangsfläche der
rotierenden Auflage mittels einer Druckwalze getrieben wird, die
benachbart der Führung
angeordnet ist und zusammen mit der Führung in einer axialen Richtung
der Auflage von ihrer einen Seite zur anderen bewegt wird; und mindestens
eine von Winkelgeschwindigkeit der Auflage und Geschwindigkeit der
Druckwalze gesteuert wird, während
die Druckwalze axial von einer Seite der Auflage zur anderen bewegt
wird.
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Bei
dem vorangehend erwähnten
Verfahren entsprechend der vorliegenden Erfindung wird zuallererst
ein kontinuierlicher Kordstreifen, der ein Gummimaterial und in
Längsrichtung
ausgerichtete Korde (z. B. 10 bis 20 Korde) aufweist, die im Gummimaterial
eingebettet sind, in seiner Längsrichtung
geschnitten, um ein Schichtelement mit einer vorgegebenen Länge herzustellen.
Anschließend
wird das Schichtelement auf die äußere Umfangsfläche einer rotierenden
Auflage entweder direkt oder indirekt aufgebracht. In diesem Fall
kann die Auflage ein starrer Kern mit einer äußeren Umfangsform, die einer
inneren Umfangsform des Reifens entspricht, eine Gürtel/Laufflächen-Trommel
für das
Bilden eines Gürtel/Laufflächenbandes
oder eine Reifenwickeltrommel mit einem Mittelabschnitt sein, der
radial expandiert oder zurückgezogen
werden kann. Wenn die Auflage beispielsweise ein starrer Kern ist,
wird daher das Schichtelement aufgebracht, um eine Karkassenlage
zu bilden, die sich über
den Laufflächenabschnitt
des Reifens erstreckt, oder um eine Verstärkungsgürtellage auf einer Karkassenlage
zu bilden, die vorher auf der Auflage hergestellt wurde. Wenn andererseits
die Auflage eine Reifenwickeltrommel ist, wird das Schichtelement
aufgebracht, wobei der Mittelabschnitt der Trommel radial nach außen expandiert
ist, um eine Karkassenlage oder dergleichen zu formen.
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Das
Schichtelement wird auf die Auflage aufgebracht, die mit einer vorgegebenen
Winkelgeschwindigkeit gedreht wird, indem das Schichtelement auf
die äußere Umfangsfläche der
Auflage an einer Stelle getrieben wird, die in einer axialen Richtung
der Auflage mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit bewegt wird,
und indem gleichzeitig die Winkelgeschwindigkeit der Auflage und/oder
die Bewegungsgeschwindigkeit des Antriebspunktes gesteuert werden,
während
letzterer axial von einer Seite der Auflage zur anderen bewegt wird.
Das Schichtelement kann gegen die Auflage mittels einer Druckwalze
getrieben werden, die in der axialen Richtung der Auflage beweglich
ist. Die Geschwindigkeitsregulierung mit Bezugnahme auf die Auflage
und/oder den Antriebspunkt (oder die Druckwalze) wird so durchgeführt, dass,
wie in einer Abwicklung der Kordschicht gesehen wird, die Korde
einen vorgegebenen ersten Kordwinkel in einem Mittelabschnitt der
Kordschicht und einen vorgegebenen zweiten Kordwinkel an den Seitenabschnitten
der Kordschicht bilden.
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Die
vorangehend erwähnten
Schritte werden einige Male in Abhängigkeit von der Breite des Schichtelementes
wiederholt, bis die gesamte Umfangsfläche der Auflage durch die Schichtelemente voll
bedeckt ist, die aufeinanderfolgend nebeneinander angeordnet werden,
während
der Kordstreifen über
eine vorgegebene Strecke diskontinuierlich zugeführt wird, die der Länge des
Schichtelementes entspricht, wodurch die Bildung der Verstärkungskordschicht
mit einem gewünschten
Kordwinkel in einer einfachen, bestimmten und genauen Weise abgeschlossen
wird.
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Entsprechend
der vorliegenden Erfindung ist es daher möglich, leicht eine Kordschicht
zu realisieren, deren Korde sich mit einem gewünschten Kordwinkel relativ
zur Umfangsrichtung des Reifens, wie in einer Abwicklung der Kordschicht
gesehen wird, in Abhängigkeit
von verschiedenen Konstruktionsforderungen in Form der beabsichtigten
Funktion der Kordschicht erstrecken. Daher kann beispielsweise der
erste Winkel der Korde im Mittelabschnitt der Kordschicht größer sein
als der zweite Winkel der Korde an den Seitenabschnitten der Kordschicht. Umgekehrt
kann der erste Winkel der Korde im Mittelabschnitt der Kordschicht
kleiner sein als der zweite Winkel der Korde an den Seitenabschnitten
der Kordschicht.
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Wenn
die rotierende Auflage eine Reifenwickeltrommel oder eine starre
Auflage aufweist, wie es vorangehend erwähnt wird, die einen Wölbungsabschnitt
in ihrem Querschnitt aufweist, ist es wichtig, die Umfangsgeschwindigkeit
der Auflage zu berücksichtigen,
die sich in der axialen Richtung, wenn die Auflage mit einer konstanten
Winkelgeschwindigkeit während
der Bildung der Kordschicht gedreht wird, infolge des Durchmessers
der Auflage verändert,
der sich in der axialen Richtung verändert. In diesem Fall, wenn
der Antriebspunkt des Schichtelementes oder die Position der Druckwalze
axial von der Auflage mit einer konstanten Geschwindigkeit bewegt
würde, würde der
Kordwinkel an den Seitenabschnitten der Kordschicht infolge eines
relativ kleinen Durchmessers und einer relativ kleinen Umfangsgeschwindigkeit
der Seitenabschnitte der Auflage relativ groß sein, und der Kordwinkel
im Mittelabschnitt der Kordschicht würde infolge des relativ großen Durchmessers
und Umfangsgeschwindigkeit des Mittelabschnittes der Auflage relativ
klein sein.
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Entsprechend
der vorliegenden Erfindung kann jedoch eine geeignete Geschwindigkeitsregulierung
mit Bezugnahme auf die Auflage und/oder den Antriebspunkt (oder
die Druckwalze) durchgeführt
werden, wodurch es leicht ermöglicht
wird, eine Kordschicht zu realisieren, bei der der erste Kordwinkel
im Mittelabschnitt der Kordschicht größer ist als der zweite Kordwinkel
an den Seitenabschnitten der Kordschicht, wenn es erforderlich ist.
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Die
vorliegende Erfindung wird jetzt hierin nachfolgend detaillierter
mit Bezugnahme auf eine bevorzugte Ausführung erklärt, die in den beigefügten Zeichnungen
gezeigt wird, die zeigen:
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1 eine
Vorderansicht, die ein Beispiel für eine Vorrichtung zeigt, die
für die
Durchführung
des Verfahrens entsprechend der vorliegenden Erfindung geeignet
ist;
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2 eine
Draufsicht der in 1 gezeigten Vorrichtung;
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3 eine
Seitenansicht der in 1 gezeigten Vorrichtung;
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4 eine
schematische Darstellung, die eine Ausführung der vorliegenden Erfindung
zeigt, bei der der Kordwinkel schrittweise verändert wird, während die
Druckwalze von einer Seite zur anderen der rotierenden Auflage bewegt
wird;
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5A eine
schematische perspektivische Darstellung, die eine weitere Ausführung zeigt,
die jedoch nicht entsprechend der vorliegenden Erfindung ist, die
bei einer Auflage mit einem Wölbungsabschnitt
angewandt wird, um einen konstanten Kordwinkel über die gesamte Breite der
Kordschicht aufrechtzuerhalten;
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5B eine
grafische Darstellung, die die Beziehung zwischen der Bewegungsgeschwindigkeit und
der axialen Position der Druckwalze relativ zur rotierenden Auflage
in der Ausführung
in 5A zeigt.
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Mit
Bezugnahme auf die Zeichnungen zeigen 1 bis 3 ein
Beispiel für
eine Vorrichtung, die für
die Durchführung
des Verfahrens entsprechend der vorliegenden Erfindung geeignet
ist, die im Allgemeinen mit der Bezugszahl 1 gekennzeichnet wird.
Die Vorrichtung 1 umfasst eine rotierende Auflage 2,
die in der Form einer im Wesentlichen zylindrischen Trommel vorliegen
kann, die in der Richtung, die durch den Pfeil R in 1 bis 3 angezeigt wird,
unter einer kontrollierten Winkelgeschwindigkeit gedreht werden
kann. Die Auflage 2 weist eine flache äußere Umfangsfläche 2a für daß Bilden
einer Kordschicht darauf auf.
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Ein
kontinuierlicher Kordstreifen 3 wird von einer Rolle, nicht
gezeigt, abgewickelt und diskontinuierlich über eine vorgegebene Strecke
mittels eines Zuführmechanismus 4 zugeführt, wie
durch den Pfeil L in 1 und 2 gezeigt
wird. Der Kordstreifen 3 weist ein dünnes Gummimaterial und eine Vielzahl
von Korden auf, beispielsweise 10 bis 20 Korde, die in Längsrichtung
ausgerichtet und im Gummimaterial eingebettet sind. Der Kordstreifen 3 wird
in seiner Längsrichtung
mittels eines Schneidmechanismus 5 geschnitten, der auf
der Abwärtsseite
des Zuführmechanismus 4 angeordnet
ist, um ein Schichtelement 3A mit einer vorgegebenen Länge herzustellen.
Das Schichtelement 3A wird auf die äußere Umfangsfläche 2a der
rotierenden Auflage 2 entweder direkt oder indirekt mittels
eines Liefermechanismus 6 zugeführt, der auf der Abwärtsseite
des Schneidmechanismus 5 angeordnet ist. Es wird angenommen,
dass das Schichtelement 3A in einer Richtung zugeführt wird,
die einen kontrollierten Winkel relativ zur Umfangsrichtung der
Auflage 2 bildet. Der Liefermechanismus 6 umfasst
neben einer Vielzahl von Lieferwalzenpaaren eine Führung 7 und eine
Druckwalze 8, die benachbart zueinander angeordnet und
in Richtung der Auflage 2 elastisch vorgespannt sind. Die
vorangehend erwähnten
drei Mechanismen, d. h., der Zuführmechanismus 4,
der Schneidmechanismus 5 und der Liefermechanismus 6,
sind auf einem gemeinsamen Wagen 9 montiert, der in der
axialen Richtung der Auflage 2 bewegt werden kann, wie
durch den Pfeil W in 2 und 3 gezeigt
wird. Obgleich es nicht in den Zeichnungen gezeigt wird, wird bemerkt,
dass die Auflage 2 und der Wagen 9 durch jeweilige
Antriebe, wie beispielsweise Servomotoren, angetrieben werden, die
mittels eines gemeinsamen Reglers gesteuert werden.
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Das
Schichtelement 3A, das zum Liefermechanismus 6 zugeführt wird,
wird mittels der Führung 7 geführt und
mittels der Druckwalze 8 in Richtung der äußeren Umfangsfläche 2a der
rotierenden Auflage 2 getrieben, während die Auflage 2 unter
einer kontrollierten Winkelgeschwindigkeit gedreht und der Wagen 9 in
der axialen Richtung der Auflage 2 unter einer kontrollierten
Bewegungsgeschwindigkeit bewegt wird. Das Schichtelement 3A wird
dadurch mittels der Druckwalze 8 gegen die äußere Umfangsfläche 2a der
rotierenden Auflage 2 an einer Stelle getrieben, die in
der axialen Richtung der Auflage 2 bewegt wird, zusammen
mit der axialen Bewegung des Wagens 9 zusammen mit der
Führung 7 und
der Druckwalze 8. Im Ergebnis dessen wird das Schichtelement 3A nach
und nach auf die äußere Umfangsfläche 2a der rotierenden
Auflage 2 aufgebracht, um sich so schräg mit Bezugnahme auf die Umfangsrichtung
der Auflage 2 von deren einen Seite zur anderen zu erstrecken.
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Nachdem
ein Schichtelement 3A von vorgegebener Länge auf
die äußere Umfangsfläche 2a der rotierenden
Auflage 2 aufgebracht wurde, wird die Druckwalze 8 zusammen
mit der Führung 7 von
der Auflage 2 weg zurückgezogen,
und der Wagen 9 wird axial in seine Ausgangsposition zurückbewegt,
und die Auflage 2 wird gleichzeitig in einer umgekehrten Richtung
zu einer Winkelposition gedreht, wo die Aufbringung eines nächsten Schichtelementes 3A auf die
Auflage 2 eingeleitet werden soll. Danach werden die vorangehend
erwähnten
Verfahrensschritte wiederholt, bis die gesamte Umfangsfläche 2a der
Auflage 2 vollständig
durch die Schichtelemente 3A bedeckt ist, die aufeinanderfolgend
nebeneinander angeordnet werden, um so die Bildung der Verstärkungskordschicht
auf der Auflage 2 zu vollenden.
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Während der
Aufbringung der Schichtelemente 3A auf die äußere Umfangsfläche 2a der
rotierenden Auflage 2 wird die Winkelgeschwindigkeit der Auflage 2 und/oder
die Bewegungsgeschwindigkeit der Druckwalze 8 in vorgegebenen
Positionen in der Längsrichtung
des Schichtelementes 3A so gesteuert, dass das Schichtelement 3A,
wie es aufgebracht wird, eine diskontinuierliche Form als Ganzes
anstelle einer linearen Form zeigen kann, wie sie in der Abwicklung
der Kordschicht gesehen wird.
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Wie
in 4 gezeigt wird, wird daher beispielsweise während der
Aufbringung des Schichtelementes 3A auf die äußere Umfangsfläche 2a der Auflage 2,
während
die Druckwalze 8 in der axialen Richtung von einem Seitenrand
E1 zum anderen Seitenrand E2 der Auflage 2 mit einer vorgegebenen konstanten
Bewegungsgeschwindigkeit bewegt wird, die Winkelgeschwindigkeit
der Auflage an einem Punkt P1 erhöht und an einem anderen Punkt
P2 auf die Ausgangsgeschwindigkeit verringert, beides schrittweise,
wobei angenommen wird, dass die Punkte P1 und P2 jeweils längs des
Schichtelementes 3A vorhanden sind. Dadurch bilden die
Korde des Schichtelementes 3A einen relativ kleinen Winkel θ1 mit Bezugnahme
auf die Umfangsrichtung der Auflage 2 im Mittelabschnitt
der Kordschicht, der zwischen den zwei Punkten P1 und P2 definiert
wird, und einen relativ großen
Winkel θ2
mit Bezugnahme auf die Umfangsrichtung der Auflage 2 an
den Seitenabschnitten der Kordschicht auf beiden Seiten des Mittelabschnittes,
d. h., jenen Abschnitten, die zwischen dem Seitenrand E1 der Kordschicht
und dem Punkt P1 längs
des Schichtelementes 3A und zwischen dem Punkt P2 längs des
Schichtelementes 3A und dem entgegengesetzten Seitenrand
E2 der Kordschicht definiert werden.
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Es
soll beachtet werden, dass die Kordschicht, die Schichtelemente 3A mit
einer diskontinuierlichen Form aufweist, wie in 4 gezeigt
wird, ebenfalls durch Beibehalten einer konstanten Winkelgeschwindigkeit
der Auflage 2 und Verringern der axialen Bewegungsgeschwindigkeit
der Druckwalze 8 in dem Bereich des Schichtelementes 3A gebildet werden
kann, der dem Mittelabschnitt der Kordschicht entspricht, die zwischen
den zwei Punkten P1 und P2 definiert wird.
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Andererseits
ist es möglich,
eine Kordschicht mit einem relativ großen Kordwinkel θ1 im Mittelabschnitt
und einem relativ kleinen Kordwinkel θ2 in den Seitenabschnitten
zu bilden, indem die Winkelgeschwindigkeit der Auflage 2 verringert
und/oder die Bewegungsgeschwindigkeit der Druckwalze 8 erhöht wird,
beide in dem Bereich des Schichtelementes 3A, der dem Mittelabschnitt
der Kordschicht entspricht, der zwischen den zwei Punkten P1 und
P2 definiert wird.
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Während der
Kordwinkel in der Ausführung in 4 an
den zwei Punkten P1 und P2 schrittweise verändert wird, ist die vorliegende
Erfindung nicht auf eine derartige Ausführung begrenzt. Daher kann
beispielsweise der Kordwinkel an einem einzelnen Punkt oder an mehr
als zwei Punkten schrittweise verändert werden, oder er kann
nach und nach in einer kontinuierlichen Weise verändert werden.
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Eine
weitere Ausführung
wird in 5A gezeigt, die jedoch nicht
entsprechend der vorliegenden Erfindung ist, und sie wird bei der
Bildung einer Kordschicht auf einer rotierenden Auflage 2 mit
einem Wölbungsabschnitt
zur Anwendung gebracht, um einen konstanten Kordwinkel über die
gesamte Breite der Kordschicht aufrechtzuerhalten. In diesem Fall
kann die Auflage 2 ein starrer Kern mit einer äußeren Umfangsform,
die einer inneren Umfangsform des Reifens entspricht, oder eine
Reifenwickeltrommel mit einem Mittelabschnitt sein, der radial expandiert
oder zurückgezogen
werden kann. Unter der Annahme, dass die Auflage 2 mit
einer konstanten Winkelgeschwindigkeit angetrieben wird, wird die
Bewegungsgeschwindigkeit der Druckwalze 8 nach und nach
von einem Seitenrand E1 der Auflage 2 in Richtung des Mittelbereiches
erhöht
und danach nach und nach vom Mittelbereich in Richtung des entgegengesetzten
Seitenrandes E2 verringert, wie in 5B gezeigt
wird, um so den Unterschied beim Durchmesser und der Umfangsgeschwindigkeit
der Auflage 2 zwischen ihrem Mittelbereich und den Seitenrändern E1,
E2 auszugleichen, und um dadurch eine Kordschicht zu bilden, bei
der die Kordwinkel θ1, θ2 im Mittelabschnitt
und den Seitenabschnitten der Kordschicht im Wesentlichen einander
gleich sind.
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Aus
der vorangegangenen Beschreibung wird erkannt werden, dass die vorliegende
Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von Luftreifen mit einer Verstärkungskordschicht
mindestens im Laufflächenabschnitt
bereitstellt, das die Bildung der Kordschicht und die Steuerung
des Kordwinkels in einer einfachen, bestimmten und genauen Weise
gestattet.
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Während die
vorliegende Erfindung vorangehend mit Bezugnahme auf einige bevorzugte
Ausführungen
beschrieben wurde, wurden sie nur als Beispiele vorgelegt.
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Daher
ist es beispielsweise anstelle des Schneidens eines kontinuierlichen
Kordstreifens in ein Schichtelement und anschließendes Aufbringen des Schichtelementes
auf die rotierende Auflage, wie bei den veranschaulichten Ausführungen,
ebenfalls möglich,
eine gewünschte
Kordschicht mit einer gewünschten
Kordwinkelanordnung durch Wiederholen der Verfahrensschritte zu
bilden, wobei eine vorgegebene Länge
des kontinuierlichen Kordstreifens per se auf die rotierende Auflage
aufgebracht und in einen Schichtstreifen nach dem oder während des
Ablaufs einer derartigen Aufbringung geschnitten wird.