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Die
Erfindung betrifft eine Reifentrommel mit einer Umschlagvorrichtung
zum Bauen eines unvulkanisierten Reifens mit Reifenkomponenten aus Gummi
mit Verstärkungsschnüren und
mit zwei Wulstkernen, die mit einem Wulstfüllstreifen versehen sein können oder
nicht.
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Eine
bekannte Reifentrommel ist mit einer Zentralachse, zwei um die Achse
und auf Abstand voneinander angeordneten Ringsegmenten zum Stützen der
Wulstkerne und mit Mitteln zum radialen Expandieren des in den Ringsegmenten
befindlichen Teils der Reifenkomponenten versehen. An beiden Seiten
außerhalb
der Ringsegmente ist die Reifentrommel mit einem Satz sich axial
erstreckender Arme versehen, wobei jeder Arm an einem auf das Ringsegment
gerichteten ersten freien Ende mit einem ersten Umschlagmittel,
insbesondere einer Umschlagrolle, versehen ist und an einem entgegengesetzten
zweiten Ende gelenkig mit einer axial verschiebbaren Armstütze verbunden
ist. Nahe dem ersten Ende ist jeder Arm mit Mitteln zum Stützen der Reifenkomponente
versehen.
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In
der Ausgangsstellung bilden die Stützmittel eine umlaufende Reihe
von Stützflächen für die Reifenkomponenten.
Für den
Umschlagvorgang werden die zweiten Enden beider Sätze von
Armen durch Mittel zum Verschieben der Armstützen axial zueinander bewegt.
Da gleichzeitig der Teil der Reifenkomponenten, der innerhalb der
Ringsegmente angeordnet ist, expandiert wird, führen die Arme eine Kippbewegung
in radialen Ebenen in eine Kippstellung aus, was bewirkt, dass sich
die ersten Enden axial und radial bewegen, während der Teil der Reifenkomponenten,
der außerhalb
der Ringsegmente angeordnet ist, gegen den expandierten Teil der
Reifenkomponenten gedrückt
wird, der sich innerhalb der Ringsegmente befindet.
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Solche
mit einer Umschlagvorrichtung versehenen Reifentrommeln sind allgemein
bekannt. Sie können
als Reifenaufbautrommel konstruiert sein, auf die die Reifenkomponenten,
insbesondere Auskleidung und Karkassenlagen, gegeben werden und aus
der eine zylindrische Hülse
gemacht wird, und auch Wulstkerne zugeführt werden, woraufhin die zylindrische
Hülse auf
der Reifenaufbautrommel zu einer geformten Torusform expandiert
wird, wobei die Seiten der Hülse
mittels der Umschlagvorrich tung um die Wulstkerne umgeschlagen werden.
Sie können auch
als Formtrommel konstruiert sein, auf die eine bereits geformte
zylindrische Karkassenhülse
gegeben wurde.
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Eine
solche Reifenaufbautrommel, die eine Umschlagvorrichtung umfasst,
ist unter anderem aus der internationalen Patentanmeldung WO 98/52740 bekannt.
Während
des Umschlagvorgangs, bei dem die Arme kippen, verschieben sich
die Teile der Reifenkomponenten, die auf den Stützmitteln angeordnet sind, über die
Stützmittel
zu den Umschlagmitteln (der Umschlagrolle), um von dort entfernt
zu werden. Die Sätze
von Gelenkarmen auf beiden Seiten außerhalb der Ringsegmente sind
durch eine mechanische Kupplung synchron aus der Anfangsstellung
in die Kippstellung bewegbar.
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Wenn
die Arme gekippt werden, wird der Durchmesser, der von der Reihe
von Stützmitteln
an den Armen definiert wird, größer, wodurch
der Teil der Reifenkomponenten, der auf den Armen gestützt wird,
einer Zugspannung ausgesetzt wird und enger um die Arme anliegt.
Dadurch liegen die Reifenkomponenten in der Kippstellung der Arme
sehr eng – und
daher gerade – zwischen
den Armen. Der Widerstand gegen eine Verschiebung entlang der Arme wird
ebenfalls größer, wodurch
der Umschlagvorgang behindert wird. Dies ist besonders bei Vorgängen der
Fall, bei denen hohe und/oder weiche Seitenwände umgeschlagen werden.
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In
der internationalen Patentanmeldung WO 01/68356, die eine Reifentrommel
gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1 offenbart, wird eine Verbesserung vorgeschlagen,
bei der die Stützmittel
durch eine Stützplatte,
die entlang dem Arm verschoben werden kann und die sich in einer
Endstellung über die
Umschlagrolle erstrecken kann, oder durch einen Stützgurt gebildet
werden können,
der frei um die Umschlagrolle und um eine Rolle, die nach hinten
beabstandet an dem Arm angeordnet ist, zirkuliert. Diese Lösungen können prinzipiell
verwendet werden, aber aufgrund der Komplexität können Fehlfunktionen auftreten.
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Reifentrommel zur
Verfügung
zu stellen, die einen einfachen Umschlagmechanismus umfasst, der
Arme aufweist, mittels derer Reifen fehlerfrei hergestellt werden
können.
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Gemäß einem
Aspekt stellt die Erfindung zu diesem Zweck eine Reifentrommel zur
Verfügung, wie
sie in Anspruch 1 beschrieben ist. Bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung sind in den abhängigen
Ansprüchen
definiert.
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Die
Stützrollen
bilden eine einfache und kostengünstige
Ergänzung
für die
Arme und liefern eine zuverlässig
funktionierende Rollstütze
für die
Reifenkomponenten während
des Umschlagvorgangs, insbesondere auch, wenn Reifen mit hohen oder
schlaffen Seitenwänden
hergestellt werden sollen. Es ist vorteilhaft, dass sich keine Stützfläche zwischen
der Umschlagrolle und der Reifenkomponente bewegt, die schmutzig
werden könnte
und infolgedessen die Reibung (Adhäsion) verstärken würde: Die Umschlagrolle selbst
steht in ständigem
Kontakt mit der Reifenkomponente. Die einfache Stützrolle
vergrößert das
Gewicht des Arms kaum, was bei der Verwendung langer Arme vorteilhaft
ist.
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Bevorzugt
ist der Arm mit wenigstens zwei nebeneinander an beiden Seiten des
Arms angeordneten Stützrollen
versehen, wodurch die Befestigung der Stützrollen einfach ist. Der Arm
kann hier aus einer Platte hergestellt sein, wobei die Stützrollen
auf beiden Seiten des Plattenmaterials angeordnet sind.
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Bevorzugt
ist der Arm mit wenigstens zwei in Armrichtung auf Abstand voneinander
angeordneten Stützrollen
versehen, wodurch die Reifenkomponenten an mehreren Stellen, die
entlang dem Arm beabstandet angeordnet sind, eine Stützung erfahren.
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Das
Ablaufen der Reifenkomponente von dem Arm während des Umschlagvorgangs
wird verstärkt,
wenn die Stützrolle
freilaufend auf dem Arm angeordnet ist.
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Bevorzugt
liegt die Stützfläche der
Stützrolle in
einer Fläche
mit der Oberfläche
der Umschlagrolle, die in der Ausgangstellung tangential zu der
Herzlinie der Zentralachse ist, wodurch eine wenigstens fast gerade-kreisförmige-zylindrische
Stützfläche gebildet
wird.
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Bei
einer Weiterentwicklung umfasst jeder Satz Arme primäre, mit
einer oder mehreren Stützrollen
versehene Arme und dazwischen gelegene sekundäre Arme ohne Stützrollen,
wobei die Stützrollen der
primären
Arme eine umlaufende Reihe Stützflächen definieren
und die Umschlagrollen der sekundären Arme bezüglich der
Umschlagrollen der primären
Arme radial zurückgelegen
sind. Die Verwendung von zwei Armtypen bei jedem Satz wurde bereits
in der oben erwähnten
WO 98/52740 vorgeschlagen, in diesem Dokument sind die Umschlagrollen
der sekundären
Arme jedoch an demselben Umfangskreis angeordnet wie die Umschlagrollen
der primären
Arme. In dem neuen Vorschlag wird der Vorteil der beiden Armtypen,
die in der WO 98/52740 beschrieben sind, mit dem Vorteil der Stützflächen verbunden,
jedoch sind die sekundären
Arme einfach und relativ leichtgewichtig gehalten, ohne Verlust
an Wirkung.
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Bevorzugt
reichen die Umschlagrollen der sekundären Arme mit ihrer Oberfläche in Radialrichtung
höchstens
bis zur Verbindungslinie oder -sehne der Stützflächen der zwei an beiden Seiten
nebengelegenen Stützrollen,
und bevorzugt bleiben sie darunter.
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Bevorzugt
ist die Umschlagrolle der sekundären
Arme in der Ausgangsstellung bezüglich
der Ringsegmente in Axialrichtung hinter der Umschlagrolle der nebengelegenen
primären
Arme gelegen. So können
die Umschlagrollen der primären
Arme nah beieinander in der Ausgangsstellung angeordnet werden.
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Bevorzugt
ist die Umschlagrolle der sekundären
Arme in Axialrichtung betrachtet zwischen der Umschlagrolle der
primären
Arme und der nächsten Stützrolle
auf diesen Armen gelegen, wodurch auch die Stützrollen der nebengelegenen
primären
Arme nah beieinander angeordnet werden können.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt stellt die Erfindung eine Reifentrommel des genannten
Typs zur Verfügung,
wobei zwischen den mit einer oder mehreren Stützrollen versehenen Armen sekundäre mit einer
Umschlagrolle versehene Arme angeordnet sind, wovon die Umschlagrolle
in der Ausgangsstellung zurückgelegen
ist im Vergleich zu der Umschlagrolle der nebengelegenen, mit einer
oder mehreren Stützrollen
versehenen Arme, wovon die Stützrollen
eine umlaufende Reihe Stützflächen bestimmen.
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Eine
Ausführungsform,
die nicht in den Ansprüchen
beschrieben ist, sieht eine Reifentrommel vor, die eine Umschlagvorrichtung
zur Verwendung beim Aufbau eines unvulkanisierten Reifens umfasst, umfassend
Reifenkomponenten aus Gummi mit Verstärkungsschnüren und zwei Wulstkernen, die
mit einem Wulstfüllstreifen
versehen sein können
oder nicht, wobei die Reifentrommel mit einer Zentralachse, mit
zwei um die Achse und auf Abstand voneinander angeordneten Ringsegmenten
zum Stützen
der Wulstkerne und mit Mitteln zum radialen Expandieren des in den
Ringsegmenten befindlichen Teils der Reifenkomponenten versehen
ist und wobei die Reifentrommel an beiden Seiten außerhalb
der Ringsegmente mit einem Satz sich axial erstreckender Arme versehen
ist, wobei die Arme an einem auf das Ringsegment gerichteten ersten
freien Ende mit einem ersten Umschlagmittel, insbesondere einer
Umschlagrolle, versehen sind und an einem entgegengesetzten zweiten
Ende gelenkig mit einer axial verschiebbaren Armstütze verbunden
sind, wobei die Reifentrommel weiterhin mit Mitteln zum Verschieben der
Armstützen
versehen ist, um die zweiten Enden beider Sätze von Armen axial zueinander
zu bewegen, wobei die Arme in Radialflächen von der Ausgangsstellung
zu einer Kippstellung kippbar sind, um dadurch die ersten Enden
axial und radial zu versetzen, während
der Teil der Reifenkomponenten, der außerhalb der Ringsegmente angeordnet
ist, gegen den expandierten Teil der Reifenkomponenten gedrückt wird,
der sich innerhalb der Ringsegmente befindet, wobei jeder Satz Arme
primäre
Arme, die mit einer Umschlagrolle versehen sind, sowie dazwischen
gelegene sekundäre
Arme umfasst, die ebenfalls mit einer Umschlagrolle versehen sind,
wobei die Umschlagrollen der primären Arme in der Ausgangsstellung
eine umlaufende Reihe Stützflächen für Reifenkomponenten
bestimmen und die Umschlagrollen der sekundären Arme bezüglich der
Umschlagrollen der primären
Arme radial zurückgelegen sind.
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Bevorzugt
ist die Umschlagrolle der sekundären
Arme in der Ausgangsstellung bezüglich
der Ringsegmente in axialer Richtung hinter der Umschlagrolle der
nebengelegenen primären
Arme so gelegen, dass die Umschlagrollen der primären Arme nah
beieinander in der Ausgangsstellung angeordnet sein können.
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Eine
mögliche
Ausführungsform
der Reifen(aufbau)trommel, die eine Umschlagvorrichtung mit erfindungsgemäßen Armen
umfasst, ist unten beispielartig auf der Basis der Zeichnungen beschrieben,
in denen:
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1A und 1B eine
Draufsicht bzw. eine Seitenansicht eines Arms für eine erfindungsgemäße Reifentrommel
zeigen;
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2A bis 2D schematisch
einen Längsschnitt
einer Reifenaufbautrommel zeigen, die eine erfindungsgemäße Umschlagvorrichtung
zum Bauen eines unvulkanisierten Reifens in verschiedenen Bearbeitungsschritten
zeigt; und
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3A und 3B schematisch
eine Seitenansicht einer Anordnung von zwei verschiedenen Umschlagarmen
und eine Einzelheit der ersten Enden eines montierten Satzes von
Umschlagarmen zeigen.
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In 1A und 1B ist
der Aufbau der Umschlagarme 11 dargestellt. Die Arme 11 sind
flach und langgestreckt und sind an ihrem freien Ende mit einer
Umschlagrolle 13 versehen, die mittels einer kleinen Welle
oder eines kleinen Stifts 17 freilaufend in einer Gabel 15 gelagert
ist, die fest mit dem Arm 11 verbunden ist. In einem geringen
Abstand von der Gabel 15 sind ein Paar Stützrollen 21a,
b freilaufend mittels eines Stifts 25 an dem Arm 11 angebracht.
In einem etwas geringeren Abstand davon ist ein zweites Paar Stützrollen 23a,
b freilaufend mittels eines Stifts 27 an dem Arm 11 angebracht.
Die Stifte 17, 25 und 27 sind zueinander
parallel. Die Stützrollen 21a, b
und 23a, b haben einen Durchmesser, der kleiner als der
Durchmesser der Umschlagrolle 13 ist. Die Tangentialebenen
der Flächen 29, 31 und 33 der
Umschlagrolle 13 und der Stützrollen 21a, b bzw. 23a,
b liegen miteinander in einer Ebene O, wobei diese Ebene eine virtuelle
Stützfläche für Reifenkomponenten
bildet. Die Stützflächen O aufeinanderfolgender
Arme bilden durch Annäherung
eine kreisförmig-zylindrische
umlaufende Stützfläche um die
Reifentrommel. Die Flächen 29 der
Umschlagrollen 13 und die Stützflächen 31, 33 von
benachbart angeordneten Armen 11 bilden eine umlaufende
Reihe von Stützflächen, die
so eng wie möglich
miteinander verbunden sind.
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Wie
aus 1B ersichtlich ist, ist der Arm 11 L-förmig, wobei
das andere Ende S geeignet ist, gelenkartig angebracht zu werden.
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Aus 1A ist
ersichtlich, dass die Stützrollen 21a,
b und 23a, b sich seitwärts über eine
gleiche Länge über den
Arm 11 erstrecken, aber außerhalb der Gabel 15 bleiben.
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An
einer Stelle zwischen den letzten Stützrollen 23 und dem
zweiten Ende sind die Arme 11 außerdem mit einer Vertiefung 35 für ein übliches
Zugmittel versehen, z.B. einen elastischen Ring, der sich umlaufend
um die Trommel erstreckt.
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2A bis 2D zeigen
schematisch einen Längsschnitt
einer Reifenaufbautrommel 1, die symmetrisch um die Ebene
Y ist und eine erfindungsgemäße Umschlagvorrichtung
zum Bau eines unvulkanisierten (Radial-)Reifens umfasst, in verschiedenen
Bearbeitungsschritten. Ein solcher unvulkanisierter Reifen umfasst
aus Gummi hergestellte Reifenkomponenten 2, die fakultativ
mit Verstärkungsschnüren (in
der in 2A gezeigten Phase sind die verwendeten
Reifenkomponenten eine so genannte Auskleidung mit zwei Seiten 2a und
einen Karkassenlage) sowie mit zwei Wulstkernen 3 mit – in diesem
Fall – einem
hohen Wulstfüllstreifen
darauf versehen sind. Zahl und Art der Reifenkomponenten hängen von
dem letztendlich herzustellenden Reifen ab, und die möglichen
Kompositionen und Aufbauarten sind dem Fachmann bekannt, so dass
sie hier nicht weiter diskutiert werden.
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Die
Reifenaufbautrommel 1 ist mit einer Zentralachse 10 versehen,
die eine Herzlinie X hat. Um die Achse 10 und beabstandet
voneinander sind zwei ringförmige
Wulstklemmsegmente 5, 6 platziert, von denen jedes
zum Halten entsprechender Wulstkerne 3, 4 dient
und mit mobilen Innenstützen
versehen ist, die verhindern, dass während des Formens der Karkasse
(2D) ein Wegdrücken
von den ringförmigen
Segmenten 5, 6 stattfindet. Außerdem sind (in den Zeichnungen
nicht gezeigte) Mittel vorhanden, um – z.B. durch Luftdruck – den Teil
der Reifenkomponenten, der in den Segmenten 6 angeordnet
ist, radial zu expandieren.
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Um
die Achse 10 sind – an
beiden Enden – auch
zwei ringförmige
Zylinder 7, 8 angeordnet, in denen sich Kolben 39, 40 erstrecken.
An der Stelle der Gelenkpunkte S sind Umschlagarme 11, 12 gemäß 1A, 1B mit
den Zylindern 39, 40 verbunden, so dass in der
in 2A gezeigten Ausgangsstellung die Ebene O jedes
Arms 11, 12 parallel zu der Herzlinie X verläuft. Die
Arme 12 sind identisch mit den Armen 11 und weisen
Umschlagrollen 14, Stützrollen 22, 24 und
eine Vertiefung 36 auf.
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In
der Situation aus 2A sind die Reifenkomponenten 2 in
der Form einer Auskleidung (Innenauskleidung) mit Seitenwänden 2' und anschließend eine
oder mehrere Schnurlagen und fakultative Verstärkungsstreifen angeordnet.
Mittels einer Lagenspleiß-Heftrolle,
die in axialer Richtung über
den Umfang bewegt wird, werden die Lagen zusammengespleißt, so dass
eine zylindrische Reifenhülse
erzeugt wird.
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Anschließend werden
die Wulstklemmsegmente 5, 6 radial expandiert,
so dass sie sich radial über
der Stützfläche O erstrecken.
Sie klemmen das Reifenmaterial um den Wulstkern 3, 4 fest,
um ein luftdichtes Festklemmen zu gewährleisten. Aufgrund des nach
oben gerichteten Drucks wird das Reifenmaterial 2' an der Stelle
bereits etwas von den Stützflächen O gelöst. Dies
ist in 2B gezeigt. Die Reifenkomponenten 2' gleiten auf
geschmeidige Weise ohne bedeutenden Widerstand über die Oberflächen der
Stützrollen 21–24.
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In
der nächsten
Stufe, die in 2C gezeigt ist, wird der Abstand
zwischen den Wulstklemmsegmenten 5, 6 reduziert,
so dass der Abstand zwischen den Wulsten 3, 4 ebenfalls
kleiner wird, und die inneren Wulststützen werden angehoben. Aufgrund
von Luft, die von innen unter Druck zugeführt wird, beginnt die zylindrische
Karkassenhülse
zu einer torusartigen Form zu expandieren.
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Unmittelbar
danach wird die Umschlagvorrichtung betätigt, wobei u.a. die Arme 11, 12 durch Betätigen des
Kolbens/der Zylinder 7, 8, 39, 40 axial zueinander
bewegt werden (von beiden Seiten der Symmetrieebene betrachtet).
Gegenläufig
zu der Federkraft der Zugfedern, die umlaufend durch die Vertiefungen 35, 36 laufen,
bewegen sie sich auch mit den Umschlagrollen 13, 14 radial
nach außen.
Dadurch werden die Reifenkomponenten 2a durch die Umschlagrollen 13, 14 um
den Wulst 3, 4 und gegen die Seitenwand der torusförmigen Karkasse
geschlagen. In der letzten Stellung der Arme sind sie in der Situation,
die in 2D gezeigt ist. Während der
Aufwärtsbewegung
der Rollen 13, 14 können die seitlichen Reifenkomponenten
problemlos über
sie rollen, bis sie an den Seitenwänden des herzustellenden Reifens
anliegen.
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Wenn
die Arme in die gekippte Stellung gebracht werden, gleitet außerdem der
jeweilige Abschnitt der Reifenkomponenten über die Stützrollen 21–24 ab
oder rollt von ihnen ab.
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In 3A ist
schematisch gezeigt, wie eine Anordnung im Sinne der Reifentrommel
nach der internationalen Patentanmeldung WO 98/52740 konstruiert
sein könnte.
Hier erstrecken sich die ersten Enden der – primären – Arme 11 näher an die
Ringsegmente. Zwischen jedem Paar von primären Armen 11 wurde
ein sekundärer
Arm 51 angeordnet, dessen Ende ebenfalls gelenkartig an
einem axial verschiebbaren Gleitstück ange bracht ist. Für weitere
Informationen darüber
wird auf die genannte Patentanmeldung verwiesen. Die Arme 51 sind
mit gabelförmigen
Aufnahmeräumen 55 versehen,
in denen mittels einer Achse 57 eine freilaufende Umschlagrolle 53 angebracht
wurde. Die Umschlagrolle 53 ist axial zwischen den Umschlagrollen 13 und
den Stützrollen 21a und 21b benachbarter
primärer
Arme 11 angeordnet. Dadurch können die Umschlagrollen 53 sich
etwas in Zwischenräume
zwischen diesen Rollen erstrecken. Die Oberfläche 69 der Umschlagrollen 53 liegt
radial unterhalb der genannten Ebene O benachbarter primärer Arme 11 und
bevorzugt auch unterhalb der sich in Umfangsrichtung erstreckenden
Verbindungslinie aufeinanderfolgender Ebenen O, so dass die Reifenkomponenten
vollständig
auf den Stützrollen
und Umschlagrollen der primären
Arme gestützt
werden. Auch die Gabeln 55 befinden sich radial unterhalb
der Gabeln 15.
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An
einer Stelle zwischen den letzten Stützrollen 23 und vor
der Vertiefung 35 der primären Arme 11 sind die
Arme 51 ebenfalls mit einer Vertiefung 75 für ein übliches
Zugmittel wie z.B. einen elastischen Ring, der sich in Umfangsrichtung
um die Trommel erstreckt, versehen.
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In 3B ist
dies alles in perspektivischer Ansicht gezeigt. In dem unteren Abschnitt
sind mehrere primäre
und sekundäre
Arme 11, 51 in der Ausgangsstellung gezeigt. Die
primären
Arme 11 alternieren mit sekundären Armen 51, wobei
die Umschlagrollen 53 bezüglich der Umschlagrollen 13 axial
und radial zurückgelegen
sind und bezüglich
der Stützrollen 21, 23 radial
zurückgelegen
sind.
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In 3B wurden
ein primärer
Arm 11 und ein sekundärer
Arm 51 zum Zweck der Darstellung aus ihrer liegenden Ausgangsstellung
bewegt, wobei angemerkt wird, dass die gezeigte Stellung nicht gleich
der Umschlagstellung ist, da dann die Arme auch axial bewegt werden.