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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur Herstellung von Reifen für
Fahrzeugräder.
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Aus
dem Dokument
US 4,895,692 ist
beispielsweise die Verwendung einer Form bei der Reifenvulkanisierung
bekannt, die einen starren torusförmigen Träger aufweist, dessen Form der
der Innenstruktur des Reifens entspricht. Der torusförmige Träger an der
Innenseite der Form bildet ein vorgegebenes Volumen, in welchem
der Reifen ausgeformt werden muss. Die Verwendung dieser Formart
führt zur
Ausführung
einer Vulkanisierung vom so genannten "Aufgezwungenen-Volumen"-Typ.
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Es
gibt auch Ausformverfahren des so genannten "Aufgezwungenen-Druck"-Typs, bei denen die Reifen gegen die
Innenwände
der Form gedrückt werden,
was durch eine expandierbare Membran ausgeführt wird, die mit Wasserdampf
unter Druck in dem Reifen aufgeblasen wird.
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Beispielsweise
offenbart die
DE 32 42 241 eine
Vulkanisiervorrichtung mit einem vorzugsweise geteilten Mantel zum
Ausformen der Außenfläche des
Reifens und mit zwei Platten, die axial zueinander bewegt werden
können,
um die Ränder
eines Balgs festzulegen, der dazu verwendet wird, die Innenfläche des
Luftreifens mit Druck zu beaufschlagen. Um den Einfluss der Platten
auf die Innenfläche des
Reifensrohlings ändern
zu können,
kann nach der
DE 32 42 241 der
Durchmesser der Platten auch veränderbar
gestaltet werden, beispielweise indem sie in radial bewegliche Segmente
unterteilt werden. Eine Auslegung dieser Art eröffnet auch die Möglichkeit,
den Durchmesser der Platten zu verringern, wenn das vulkanisierte
Produkt axial entfernt werden soll.
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Nach
den Patentanmeldungen
WO 01/32409 und
EP 876533 im Namen der gleichen
Anmelderin erfolgt der Aufbau eines Reifens durch Zusammenfügen seiner
einzelnen Komponenten in einer vorgegebenen Folge auf einem starren
torusförmigen
Träger,
dessen Außenform
zu der Ausgestaltung der Innenfläche
des herzustellenden Reifens korreliert ist, obwohl der Träger Größen hat,
die etwas kleiner als die des Reifens sind. Wenn das Zusammenfügen vorbei
ist, werden der starre torusförmige
Träger
und der darauf ausgebildete Rohreifen in eine Form eingeführt, um
dem Reifen einem Vulkanisierschritt auszusetzen, während welchem
ein unter Druck stehendes Vulkanisierfluid zwischen die Außenfläche des
torusförmigen
Trägers
und die Innenfläche
des Reifens eingeführt
wird, um ein Drücken
des Reifens gegen die Innenwände
der Form herbeizuführen,
während
dem Reifen eine bestimmte Expansion aufgeprägt wird.
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Das
Dokument
US 5,853,526 befasst
sich mit der Herstellung eines Reifens auf einem Träger mit
einem Aufbau, der dem des fertiggestellten Reifens, wie er in dem
Dokument
US 4,895,692 beschrieben
ist, so nahe wie möglich
kommt, und mit der Durchführung
einer Vulkanisierung mit einem Verfahren des aufgezwungenen Drucktyps,
ohne jedoch die Notwendigkeit einzuschließen, den Rohreifen von einem
torusförmigen
Träger
zum anderen zu überführen. Dafür wird ein
Verfahren vorgeschlagen, zu dem die Ausbildung des Rohreifens durch
Zusammenfügen
der Reifenkomponenten gehört,
wobei als Referenzträger
ein aufblasbarer Balg verwendet wird, der auf einen vorgegebenen
Druck aufgeblasen ist. Für
die Durchführung
der Vulkanisierung werden der Rohreifen und der aufblasbare Balg
in eine Form eingeschlossen, und der Druck in dem Balg wird auf einen
Ausformwert gebracht, der ausreicht, um das Ausformen des Reifens
zu gewährleisten.
Am Ende der Vulkanisierung wird der Balg entleert, um ein Entfernen
des Reifens zu ermöglichen.
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Die
Anmelderin hat jedoch erkannt, dass ein aufblasbarer Balg in der
Bauweise, wie sie bei einem in dem
US-Dokument
5,853,526 beschriebenen Verfahren erforderlich ist, notwendigerweise
eine strukturelle Steifigkeit haben muss, die ausreicht, um eine genaue
Positionierung der Reifenkomponenten während des Montageschritts zu
gewährleisten.
Diese bauliche Steifigkeit kann sich als ein zu großer Wert für eine einwandfreie
Ausführung
des Schritts des Ausformens und Vulkanisierens erweisen, insbesondere
wenn ein bestimmter Grad einer Radialexpansion auf den Reifen ausgeübt werden
soll, um sein Drücken
gegen die Innenwände
der Form herbeizuführen.
In Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung wurde gefunden, dass zur Gewährleistung einer
einwandfreien Reifenausformung, wenn der Reifen eine wesentliche
radiale Expansion der Vulkanisierform erfahren soll, es zweckmäßig ist,
die inne ren Umfangsränder
des aufblasbaren Balges so anzuordnen, dass er einen bestimmten
Bewegungsgrad in Radial- und Umfangsrichtung haben kann, um die
radiale Expansion des aufblasbaren Balgs des darauf aufgebauten
Reifens zu unterstützen.
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Insbesondere
ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung
von Reifen für
Fahrzeugräder
bereitzustellen, bei welchem die Verwendung einer Aufbautrommel
beabsichtigt ist, die einen aufblasbaren Balg mit koaxial beabstandeten
Umfangsrändern
hat, wobei das Verfahren die Schritte aufweist, den aufblasbaren
Balg in einen aufgeblasenen Zustand so zu versetzen, dass die Form seiner
Außenfläche in Korrelation
zu der Form der Innenfläche
eines zu bauenden Rohreifens steht, eine Vielzahl von Elementarbauelementen
auf den Aufbauträger
zum Aufbau des Rohreifens aufzubringen, den Rohreifen und den Aufbauträger in eine
Vulkanisierform einzuführen
und den Rohreifen zu vulkanisieren, wobei während der Vulkanisierung ein
Schritt des Über-Aufblasens
des aufblasbaren Balgs ausgeführt
wird, während
dem die Umfangsränder
des aufblasbaren Balgs einer Bewegung radial nach außen unterworfen
werden.
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Ein
weiteres Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung einer Vorrichtung
zum Herstellen von Reifen für
Fahrzeugräder,
ausgehend von einer Vielzahl von Elementarbauelementen, wobei die
Vorrichtung einen Aufbauträger
mit einem aufblasbaren Balg, der Umfangsränder hat, die koaxial voneinander
beabstandet sind, und Aufblasvorrichtungen hat, die mit dem aufblasbaren
Balg verbunden sind, um den Balg in einen aufgeblasenen Zustand
zu bringen, so dass er im Wesentlichen eine Torusform hat, wobei
die Form seiner Außenfläche in Korrelation
zu der Form einer Innenfläche
eines herzustellenden Rohreifens steht; wobei der Aufbauträger axial
gegenüberliegende
Verankerungsflansche, die an den Umfangsrändern des aufblasbaren Balgs
angreifen, und weiterhin sich radial verschiebende Elemente aufweist,
die mit den Verankerungsflanschen verbunden sind und an den Umfangsrändern des
aufblasbaren Balgs angreifen, um eine Radialbewegung der Umfangsränder des
aufblasbaren Balgs zu ermöglichen.
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Die
Erfindung schlägt
ferner eine Anlage zur Herstellung von Reifen für Fahrzeugräder mit einer Aufbauvorrichtung
vor, die einen Aufbauträger
aufweist, der einen aufblasbaren Balg mit Umfangsrändern hat,
die koaxial voneinander beabstandet sind, mit Aufblasvorrichtungen,
die mit dem aufblasbaren Balg verbunden sind, um den Balg in einen
aufgeblasenen Zustand zu bringen, so dass er im Wesentlichen eine
Torusform hat und die Form seiner Außen fläche in Korrelation zu der Form
seiner Innenfläche eines
herzustellenden Rohreifens steht, mit Einrichtungen zum Aufbringen
einer Vielzahl von Elementarbauelementen des Rohreifens auf den
Aufbauträger, mit
wenigstens einer Form zum Vulkanisieren des Rohreifens und mit Einrichtungen
zum Überführen des
Aufbauträgers
in die Vulkanisierform vor, wobei die Umfangsränder des aufblasbaren Balgs
radial bewegbar sind, um eine zusätzliche radiale Erweiterung
des aufblasbaren Balgs zu begünstigen,
die durch die Aufblasvorrichtungen ausgehend von dem aufgeblasenen
Zustand aufgebracht wird.
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Weitere
Merkmale und Vorteile werden aus der ins Einzelne gehenden Beschreibung
einer bevorzugten, jedoch nicht alleinigen Ausführung eines Verfahrens zur
Herstellung von Reifen für
Fahrzeugräder
und einer Anlage ersichtlich, die mit einer Aufbauvorrichtung versehen
ist, die zur Umsetzung des Verfahrens in die Praxis angepasst ist.
Die Beschreibung folgt nachstehend unter Bezug auf die beiliegenden
Zeichnungen, die als nicht beschränkendes Beispiele dienen und
in denen
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1 eine
schematische Draufsicht auf eine Anlage zur Herstellung mit einer
Aufbauvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung ist,
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2 schematisch
in einem Diametralschnitt einen Aufbauträger als Teil der fraglichen Vorrichtung
mit einem aufblasbaren Balg im aufgeblasenen Zustand zeigt,
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3 in
vergrößertem Maßstab eine
Einzelheit des Aufbauträgers
von 2 zeigt, wobei sich der aufblasbare Balg in einem
entleerten Zustand in einer Vulkanisierform befindet,
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4 eine
Einzelheit von 3 zeigt, wobei sich der aufblasbare
Balg in einem über-aufgeblasenen Zustand
befindet,
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5 den
Aufbauträger
während
des Entfernens des fertiggestellten Reifens zeigt, und
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6 im
Schnitt längs
der Linie VI-VI von 3 einen Teil eines der Verankerungsflansche
der Aufbautrommel zeigt.
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Nach
den Zeichnungen ist eine Anlage zur Herstellung von Reifen für Fahrzeugräder, die
mit einer Aufbauvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung versehen
ist, insgesamt durch das Bezugszeichen 1 gekennzeichnet.
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Die
Anlage 1 ist für
die Herstellung von Reifen 2 ausgelegt, die im Wesentlichen
wenigstens eine Karkassenlage 2, die innen mit einer Schicht
aus einem luftdichten elastomeren Material, einer so genannten Auskleidung 4 überzogen
ist, zwei ringförmige
Verankerungsaufbauten 5a in Eingriff mit den Umfangsrändern der
Karkassenlage nahe an den Bereichen, die gewöhnlich als Wulste 5 bezeichnet
werden, einen Gurtaufbau 6, der am Umfang um die Karkassenlage 3 herum
aufgebracht ist, ein Laufflächenband 7,
das am Umfang um den Gurtaufbau 6 aufgelegt ist, und zwei
Seitenwände 8 aufweisen,
die auf die Karkassenlage 3 an seitlich gegenüberliegenden Positionen
angebracht sind und von denen sich jede von dem entsprechenden Wulst 5 zu
dem entsprechenden Seitenrand des Laufflächenbandes 7 erstreckt.
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Der
Aufbau von Reifen
2 wird mit Hilfe einer Vorrichtung ausgeführt, die
einen oder mehrere Aufbauträger
9 aufweist,
von denen jeder über
einen oder mehrere robotisierte Arme
10 oder andere Überführungsvorrichtungen
nacheinander dazu veranlasst wird, mit einer oder mehreren Aufbaustationen
11 zu
interagieren, die längs
einer Aufbaustraße
12 verteilt
sind, um ein Zusammenfügen
von Bauelementen
3,
4,
5,
6,
7,
8 des
jeweiligen Reifens
2 in einer vorgegebenen Abfolge herbeizuführen. Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
wird jedes Bauelement
3,
4,
5,
6,
7,
8 des
Reifens direkt dadurch ausgebildet, dass ein oder mehrere Elementarbauelemente,
wie Streifen oder Bänder
aus elastomerem Material, metallische oder gummierte Textilkorde, schmale
Bänder
von gummierten Korden oder dergleichen auf den Aufbauträger
9 direkt
aufgebracht werden, wie es beispielsweise in dem Dokument
US 6,318,432 der gleichen
Anmelderin beschrieben ist.
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Wenn
der Zusammenbau abgeschlossen ist, werden der Aufbauträger 9 und
der darauf ausgebildete Rohreifen 2 noch mit Hilfe eines
robotisierten Arms 10 oder einer anderen geeigneten Überführungsvorrichtung
zu einer Form 13 überführt, um
die Vulkanisierung des Reifens 2 herbeizuführen.
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Der
Aufbauträger 9 hat
im Wesentlichen einen aufblasbaren Balg 14 mit Umfangsrändern 14a, die
voneinander axial beabstandet sind und jeweils in Eingriff mit einem
ersten bzw. einem zweiten Verankerungsflansch 15, 16 stehen.
Der erste und der zweite Verankerungsflansch 15, 16 stehen
in Eingriff mit einer ersten bzw. zweiten Welle 17, 18,
die teleskopartig zusammengeschlossen sind. Dafür ist die erste Welle 17 beispielsweise
koaxial in die zweite Welle 18, die innen hohl ist, einführbar. Ein
nicht gezeigtes Arretierelement mit einer mechanisch, elektromagnetisch,
pneumatisch oder auf andere Weise betätigbaren mechanischen Verhakung
gewährleistet
eine stationäre
axiale Verriegelung zwischen der ersten und zweiten Welle 17, 18,
während
die Möglichkeit
beibehalten wird, den Eingriff des einen vom anderen aus nachstehend
deutlicher herausgearbeiteten Gründen
zu lösen.
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Vorteilhafterweise
wird wenigstens einer der Verankerungsflansche 17, 16 an
der jeweiligen Welle 17, 18 durch Verschrauben
so befestigt, dass er axial längs
der letzteren zur Einstellung des Abstands zwischen den Verankerungsflanschen
abhängig
von den geometrischen Merkmalen des herzustellenden Reifens 2 positioniert
werden kann.
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Der
aufblasbare Balg 14 hat einen radialen Verstärkungsaufbau 19 aus
textilen oder metallischen Korden, die in radialen Ebenen bezüglich einer geometrischen
Drehachse X-X angeordnet sind und von denen sich jeder zwischen
den gegenüberliegenden
Umfangsrändern 14a des
aufblasbaren Balges erstreckt. In der Nähe eines jeden Umfangsrades 14a wird
ein ringförmiger
Verankerungsaufbau 20 gebildet, der ringförmige Einlagen 20a, 20b aufweist,
von denen jede aus einem oder mehreren textilen oder metallischen
Korden besteht, die in radial aufeinandergelegten Windungen aufgewickelt
sind. Bei dem gezeigten Beispiel ist integriert in jeden Umfangsrand 14a des
aufblasbaren Balges 14 eine zentrale ringförmige Einlage 20a vorhanden,
die zwischen zwei Reihen von Korden angeordnet ist, die zu dem radialen
Verstärkungsaufbau 19 gehören und
einander in abwechselnder Folge auf der axial inneren Seite und der
axial äußeren Seite
der jeweiligen zentralen Einlage überlappen. Ferner sind zwei
Seiteneinlagen 20b vorgesehen, die in einer axial inneren
Position und einer axial äußeren Position
jeweils bezüglich der
Korde des radialen Verstärkungsaufbaus 19 angeordnet
sind.
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Dem
radialen Verstärkungsaufbau 19 ist
ein Gurtaufbau 21 zugeordnet, der einen oder mehrere textile
oder metallische Korde aufweist, die am Umfang in Windungen gelegt
sind, die in einer Beziehung Seite an Seite außerhalb des radialen Verstärkungsaufbaus 19 in
einem Bereich angeordnet sind, der zwischen zwei axial gegenüberliegenden
Rändern 21a des
Gurtauf baus begrenzt ist, die in geeignetem Abstand von den Umfangsrändern 14a des aufblasbaren
Balgs 14 angeordnet sind.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
besteht der radiale Verstärkungsaufbau 19 aus
metallischen Korden, die entsprechend einer Dichte zwischen 50 und
180 Korden/dm verteilt sind und von denen jeder zwei bis fünf Filamente
aus Stahl mit einem Durchmesser zwischen 0,06 mm und 0,2 mm aufweist.
Jeder Kord hat eine Zugfestigkeit zwischen 45 und 165 N bei einer
Dehnbarkeit von 0,5% bei einer Last zwischen 1/3 und 1/5 der Zugfestigkeit.
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Jede
ringförmige
Verstärkungseinlage 20a, 20b kann
ihrerseits aus einem Kord hergestellt sein, der 2 bis 12 Metallfilamente
mit einem Durchmesser zwischen 0,2 mm und 0,45 mm aufweist. Die
Zugfestigkeit des Kords liegt vorzugsweise zwischen 550 und 1850
N bei einer Dehnung, die 0,5% bei einer Last zwischen 1/6 und 1/7
der Zugfestigkeit entspricht.
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Der
Gurtaufbau 21 kann aus einem oder mehreren Korden mit 2
bis 5 Metallfilamenten mit einen Durchmesser zwischen 0,08 mm und
0,3 mm bestehen. Der Kord oder die Korde können Windungen bilden, die
mit einer Dichte von 50 bis 130 Korden/dm abgelegt sind. Jeder Kord
hat vorzugsweise eine Zugfestigkeit zwischen 250 und 550 N bei einer
Dehnung von 0,5% für
eine Last zwischen 1/7 und 1/8 der Zugfestigkeit.
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Die
verstärkenden
Einlagen können
zusammen mit den Enden der den radialen Verstärkungsaufbau bildenden Korde
in elastomere Füllstoffe
mit hohem Modul und einer Härte
beispielsweise in der Größenordnung
von 70° und
92° Shore
A in einer Anordnung nahe an den Stirnrändern 14a des aufblasbaren
Balgs 14 integriert werden.
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Der
aufblasbare Balg 14 ist ebenfalls auf seiner Innenfläche mit
einer Schicht aus einem in hohem Maße undurchlässigen elastomeren Material 22,
beispielsweise einer Mischung auf Butylbasis, beschichtet. Die Außenfläche des
aufblasbaren Balges 14 ist im Gegensatz dazu vorzugsweise
mit einer Schicht eines nicht klebenden Materials 22, beispielsweise
einer Mischung auf Siliconbasis, beschichtet.
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Jeder
der Verankerungsflansche 16, 17 hat einen axial äußeren Halbflansch 24 und
einen axial inneren Halbflansch 25, die sich radial verschiebende
Elemente 26 einschließen,
die an dem entsprechenden Umfangsrand 14a des aufblasbaren
Balges 14 so angreifen, dass der Umfangsrand in einer Radialrichtung
bewegbar ist.
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Insbesondere
führen
die sich radial verschiebenden Elemente 26 zu einer Anordnung
einer Vielzahl von Blöcken 27,
die am Umfang nahe an dem Umfangsrand von wenigstens einem der Halbflansche 24, 25 bei
dieser Ausführungsform
des axial inneren Halbflansches 25 verteilt sind. Jeder
Block 27 ist in einer Radialrichtung längs wenigstens einer Führungssäule 28 verschiebbar
geführt,
die sich durch den Block erstreckt und starr zwischen einem ersten
Ring 29 und einem zweiten Ring 30 in Eingriff steht,
die konzentrisch sind und an dem axial inneren Halbflansch 25 durch
Schrauben 28a befestigt sind, die in Längsrichtung durch die Führungssäulen 28 hindurchgehen,
die beispielsweise den verschiedenen Blöcken 27a zugeordnet
sind.
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Jeder
Block 27 hat eine Grifffläche 31, die in einer
Druckbeziehung an der Oberfläche
des aufblasbaren Balges 14 nahe an seinem inneren Umfangsrand 14a wirkt,
und eine Anschlagnase 32, die in Axialrichtung vorsteht,
um einen weiteren Haltesitz für
den inneren Umfangsrand zu bilden.
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Die
Greiffläche 31 ist
vorzugsweise mit Rippen versehen, die sich im Wesentlichen am Umfang erstrecken
und den aufblasbaren Balg 14 wirksam halten und somit sein
radiales Abrutschen bezüglich des
Blocks 27 verhindern.
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Die
am Umfang verteilten Blöcke 27 wirken in
einer Druckbeziehung auf den Umfangsrand 14a des aufblasbaren
Balges 14 in einer Kontrastbeziehung zu einer radialen
Anschlagfläche 33,
die in dem axial äußeren Halbflansch 14 ausgebildet
ist. Mit anderen Worten, jeder der Umfangsränder 14a des aufblasbaren
Balges 14 ist zwischen den Blöcken 27, die von dem
axial inneren Halbflansch 25 getragen werden, und der radialen
Anschlagfläche 33 eingeschlossen,
die an dem axial äußeren Halbflansch 24 gebildet
wird.
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Der
erste und zweite Verankerungsflansch 15, 16 ist
jeweils in einer Zuordnung zu wenigstens einer Umfangsdichtung 34 vorgesehen,
die so eingestellt ist, dass sie auf den aufblasbaren Balg 14 wirkt, um
seinen inneren Abschnitt von der Umgebungsatmosphäre hermetisch
zu isolieren. Diese Umfangsdichtung kann beispielsweise nahe an
dem zweiten Ring 30 an einer radial äußeren Position bezüglich des
ersten Rings 26 angeordnet werden und kann sich gegebenenfalls
zu der geometrischen Achse X-X hin erstrecken, um als eine Verschiebekontaktbeziehung
an der Innenfläche
des aufblasbaren Balges 14 zu wirken. Die Außenfläche des
aufblasbaren Balges 14 kann auch in einem Abdichtungseingriff
an der an dem axial äußeren Halbflansch 24 ausgebildeten
radialen Anschlagfläche 33 nach
einer möglichen Zwischenanordnung
einer zweiten Umfangsdichtung (nicht gezeigt) verschiebbar vorgesehen
werden. Die radiale Anschlagfläche 33 kann
mit einer Schicht aus reibungsunterdrückendem Material, wie Teflon®,
beschichtet sein.
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Elastische
Rückführelemente 25,
die aus Tellerfeder-Beilagscheiben bestehen, die beispielsweise
an den Säulen 28 angebracht
sind, drücken dauerhaft
jeden Block 27 zu der geometrischen Achse X-X des aufblasbaren
Balges 14 hin.
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Jedem
Verankerungsflansch 15, 16 kann auch eine ringförmige Membran 36 zugeordnet
werden, die einen radial inneren Umfangsrand 36a und einen
radial äußeren Umfangsrand 36b hat,
der abdichtend an dem Verankerungsflansch an einer radial äußeren Position
bzw. an einer radial inneren Position bezüglich der sich radial verschiebenden
Elemente 26 befestigt ist. Insbesondere kann der radial
innere Rand 36a der ringförmigen Membran 36 abdichtend
zwischen dem axial inneren Halbflansch 25 und dem ersten
Ring 29 eingeschlossen sein, während der radial äußere Rand 36b zwischen
dem zweiten Ring 30 und einem dritten Ring 30a eingeschlossen sein
kann, der an dem zweiten Ring 30 befestigt ist. Die Umfangsdichtung 34 kann
an dem Ende des radial äußeren Randes 36b der
ringförmigen
Membran 36 ausgebildet sein.
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Jedem
der Verankerungsflansche 15, 16 ist ein ringförmiger Anschlag 37 für eine Positionierung an
der Außenseitenfläche des
aufblasbaren Balgs 14 zugeordnet, um einen Haltesitz an
der Innenfläche des
Reifens 2 nahe an einem entsprechenden Wulst 5 von
ihm bereitzustellen. Jeder dieser ringförmigen Anschlagflansche 37 ist
in eine Vielzahl von Umfangssektoren 38, 39 unterteilt,
von denen jeder zwischen einer Arbeitsstellung, in der er eine im
Wesentlichen radiale Ausrichtung bezüglich der geometrischen Achse
X-X des aufblasbaren Balges hat, und einer Ruhestellung bewegbar
ist, in der er radial eingezogen ist, um eine Eingriffslösung des
Reifens 2 von dem Aufbauträger 9 zu ermöglichen.
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Insbesondere
sind die ersten Umfangssektoren 38 und die zweiten Umfangssektoren 39 aufeinanderfolgend
in einer abwechselnden Sequenz verteilt und stehen jeweils mit einer
ersten Nabe 40 und einer zweiten Nabe 41 in Eingriff,
die axial bezüglich einander
bewegbar und für
eine Positionierung in einer Beziehung Seite an Seite mit dem jeweiligen
Verankerungsflansch 15, 16 angepasst sind. Die
erste Nabe 40 eines jeden Verankerungsflansches 15, 16 steht
vorzugsweise in einem Schraubeingriff mit der ersten Welle 17 oder
der zweiten Welle 18, so dass, wenn sie an dem jeweiligen
Verankerungsflansch 15, 16 anschlägt, sie
eine Dreharretierung des Flansches bezüglich der entsprechenden Welle 17, 18 herbeiführt.
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Die
zweite Nabe 41 kann nahe an der ersten Nabe 40 axial
so bewegt werden, dass sie sich für die Herbeiführung einer
Zwischenlage der zweiten Umfangssektoren 39 zwischen den
von der ersten Nabe 40 gehaltenen ersten Umfangssektoren 38 in
einer fortlaufenden Oberflächenbeziehung
dazwischen eignet.
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Zwischen
jedem Umfangssektor 38, 39 und der entsprechenden
Nabe 40, 41 wirken Torsionsfedern oder andere
geeignete Federelemente, um die Umfangssektoren in der Betriebsstellung
zu halten.
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Dem
aufblasbaren Balg 14 sind ferner Aufblasvorrichtungen 42 zugeordnet,
um ihm ein unter Druck stehendes Fluid zuzuführen und um den Balg in einen
solchen aufgeblasenen Zustand zu bringen, dass er im Wesentlichen
eine Torusform annimmt, bei der eine Außenfläche der Form der Innenstruktur des
aufzubauenden Rohreifens 2 entspricht. Diese Aufblasvorrichtungen
können
einen Zuführkanal 43 beispielsweise
von Druckluft oder eines anderen unter Druck stehenden Fluids aufweisen,
der in Längsrichtung
durch die erste Welle 17 hindurch ausgebildet ist und mit
einer Vorratsquelle verbindbar ist, die längs der Aufbaustraße 12 angeordnet
ist, um das unter Druck stehende Gas zuzuführen. Insbesondere ist der
Zuführkanal 43 der
ersten Welle 17 vorzugsweise mit einer Versorgungsquelle
während
der Anlaufstufe des Reifenherstellungszyklus verbunden, um den aufblasbaren
Balg 14 in den aufgeblasenen Zustand zu versetzen.
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Während der
Zuführung
des unter Druck stehenden Fluids zu dem aufblasbaren Balg 14 wird
vorzugsweise eine Einstellung der geometrischen Form des Balges
so ausgeführt,
dass die Fluidzufuhr unterbrochen wird, wenn der Balg 14 eine
vorgegebene Größe erreicht
hat. Insbe sondere können
dafür Elemente
(in den Zeichnungen nicht gezeigt) zum Erfassen der geometrischen
Form des aufblasbaren Balges vorgesehen werden, die einen oder mehrere Photoemitter
aufweisen, die beispielsweise an verschiedenen Punkten des Erstreckungsumrisses
des Balges 14 arbeiten, von denen jeder einen Lichtstrahl erzeugt,
der von dem aufblasbaren Balg beim Erreichen des aufgeblasenen Zustands
unterbrochen wird. Mit den Photoemittern sind jeweilige Photoempfänger kombiniert,
die so eingestellt sind, dass sie die jeweiligen Lichtstrahlen empfangen,
die direkt von den Photoemittern kommen oder von der Oberfläche des
aufblasbaren Balges 14 reflektiert werden, um ein Unterbrechen
der Fluidzufuhr zu bewirken, sobald der Lichtstrahl des Photoemitters
von der Außenfläche des
aufblasbaren Balges unterbrochen wird. Zu erwähnen ist, dass bei Verwendung
von Laserstrahl-Photoemittern eine sehr genaue Steuerung der geometrischen
Form des aufblasbaren Balges 14 auch mit Toleranzen unter
0,1 mm erhalten werden kann.
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Wenn
der aufblasbare Balg 14 seinen aufgeblasenen Zustand erreicht
hat, wird er auf einen Druck mit einem Wert aufgeblasen, der beispielsweise
geringer als 5 bar ist. Aufgrund der Steifigkeit der Tellerfeder-Beilagscheibe 35 können die
Blöcke 27 in einer
radial zurückgezogenen
Position gehalten werden, wenn der Balg sich in einem aufgeblasenen
Zustand befindet.
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Wenn
der aufgeblasene Zustand des aufblasbaren Balgs 14 erreicht
worden ist, ist der Aufbauträger 9 bereit,
die verschiedenen Bauelemente des herzustellenden Reifens 2 aufzunehmen,
die auf dem Träger
in den verschiedenen Arbeitsschritten längs der Aufbaustraße 12 zusammengefügt werden. Das
Zusammenbauen der Reifenbauelemente kann mit der Ausbildung der
luftdichten Auskleidung 4 durch Wickeln eines fortlaufenden
Streifens aus rohem elastomeren Material zu Windungen beginnen, die
aufeinanderfolgend in einer Beziehung Seite an Seite ausgehend von
einem der ringförmigen
Anschlagflansche 37 in einem Bereich angeordnet sind, der
einem der Reifenwulste entspricht, um die Außenfläche des aufblasbaren Balges 14 abzudecken, bis
der auf der gegenüberliegenden
Seite des Balges angeordnete ringförmige Anschlagflansch 37 erreicht wird.
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Auf
die Ausbildung der Auskleidung
4 folgt das Zusammenbauen
aller anderer Bauelemente
3,
5a,
6,
7,
8 des
Reifens in einer vorgegebenen Sequenz, wie es beispielsweise in
dem Dokument
US 6,318,432 der
gleichen Anmelderin beschrieben ist.
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Während des
Zusammenbaus der verschiedenen Bauelemente des Reifens 2 längs der
Aufbaustraße 12 kann
vorteilhafterweise eine Kontrolle des Innendrucks des aufblasbaren
Balges 2 kontinuierlich oder in vorgegebenen Intervallen
durchgeführt werden.
Die Anmelderin hat gefunden, dass dieser Innendruck merklichen Änderungen
infolge eines Temperaturanstiegs oder einer Temperaturabsenkung
unterliegen kann, die beispielsweise während der Verarbeitung erfolgen,
was die geometrische Form des aufblasbaren Balges 14 nachteilig
beeinflusst. Deshalb werden Vorrichtungen 44 zum Steuern
und Aufrechterhalten des Aufblasdrucks in dem aufblasbaren Balg 14 vorgesehen,
die vorzugsweise einen Drucklufttank 45 (schematisch gezeigt)
aufweisen, der beispielsweise mit der ersten Welle 17 und dem
Zuführkanal 43 so
verbunden ist, dass er mit unter Druck stehendem Fluid gleichzeitig
zum Aufblasen des Balgs 14 geladen werden kann. Mit dem Drucklufttank 45 sind
Steuerelemente kombiniert, die beispielsweise aus einem Manometersensor 46 bestehen,
der mit einem Abschaltventil 47 verbunden ist, das an dem
Tank angeordnet ist, um die Zuführung
von Druckfluid zu dem aufblasbaren Balg 14 zu steuern,
wenn der Innendruck des Balgs unter einen vorgegebenen Wert abfällt. Der
Druckmesssensor 46 kann auch das Öffnen eines Auslassventils 48 steuern,
dem ein Auslasskanal 49 für Druckgas aus dem aufblasbaren
Balg 14 zugeordnet ist, um Druckgas abzuführen, wenn
der Innendruck des Balgs 14 einen vorgegebenen Schwellenwert
während
des Aufbaus des Reifens 2 überschreitet.
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Wenn
der Aufbau des Reifens abgeschlossen ist, wird der Aufbauträger 9 mit
dem darauf ausgebildeten Rohreifen 2 in die Vulkanisierform 13 überführt, wobei Über-Aufblasvorrichtungen 14 aktiviert
werden, die so wirken, dass eine zusätzliche Expansion des aufblasbaren
Balges 14 ausgehend von dem Aufblaszustand bestimmt wird.
Diese Über-Aufblasvorrichtungen 50 können die
vorher beschriebenen Aufblasvorrichtungen 42 oder ein integraler
Teil davon sein und beispielsweise einen Zuführkanal 51 und einen
Abführkanal 52 für Druckfluid
aufweisen, die in Längsrichtung
in der zweiten Welle 19 angeordnet sind, und können mit
einem Dampfzuführkreislauf
oder mit einem Kreislauf zum Zuführen
eines anderen Vulkanisierfluids verbunden sein, das gewöhnlich der
Form 13 zugeordnet ist.
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Durch
den Zuführkanal 51 und
den Abführkanal 52 ist
deshalb eine Dampfzirkulation auf sogar 20 bar überschreitenden Druckwerten
in dem Aufbauträger 9 möglich, wobei
diese Werte viel höher
sind als diejenigen, die erforderlich sind, um den Balg 14 in den
vorhergehenden Reifenaufbaustufen auf den Aufblaszustand zu bringen
und dort zu halten.
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Der
hohe Druck des dem aufblasbaren Balg 14 zugeführten Dampfs
führt somit
zu einem Über-Aufblasen
und einer weiteren Expansion des Balges, so dass ein Drücken des
Reifens 2 gegen die Innenwände der Form 13 gewährleistet
ist.
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Aufgrund
des Aufbaus der Verankerungsflansche 15, 16 erhalten
die inneren Umfangsränder 14a des
aufblasbaren Balges 14 eine bestimmte Mobilität in Radialrichtung.
Als Folge können
sich die Umfangsränder 14a des
aufblasbaren Balges 14 frei in Radial- und Umfangsrichtung
bewegen und dabei die Blöcke 27 mit
sich ziehen, die sich radial weg von der Achse X-X verschieben,
und die Tellerfeder-Beilagscheiben 35 zusammendrücken, was
die Expansion des Balgs während
des Über-Aufblasens
unterstützt.
Zum Erreichen des Über-Aufblaszustands
unterliegen die inneren Umfangsränder
vorzugsweise einer sich in Umfangsrichtung erstreckenden Ausdehnung
von wenigstens 2%.
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Wenn
die Vulkanisierung abgeschlossen worden ist, erfolgt ein Ausblasen
des unter Druck stehenden Dampfes von der Innenseite des aufblasbaren
Balgs aus durch den Abführkanal 52,
und nach der Druckverringerung bringen die Tellerfeder-Beilagscheiben 35 die
Blöcke 27 zurück in den
ersten Betriebszustand, wodurch eine Trennung des aufblasbaren Balges 14 von
der Innenfläche
des Reifens 2 herbeigeführt
wird.
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Der
Aufbauträger 9 mit
dem darauf befindlichen fertiggestellten Reifen 2 wird
aus der Form 13 herausgezogen, und sie werden darauf folgend
voneinander getrennt. Dafür
wird der gegenseitige Eingriff der ersten und zweiten Welle 17, 18 gelöst, und es
kann, während
der Reifen 2 außen
von einer Handhabungsvorrichtung 53 gehalten wird, ein
gegenseitiges Annähern
der Verankerungsflansche 15, 16 erfolgen, um eine
Trennung der Reifenwulste 5 von den Umfangsanschlagflanschen 37 zu
bewirken. Danach wird eine Axialbewegung der zweiten Naben 41 von
den ersten Naben 40 weg so bestimmt, dass die zweiten Umfangssektoren 39 frei
sind, ihre Ruheausrichtung einzunehmen, ohne mit den ersten Umfangssektoren 38 in
einen mechanischen Eingriff zu kommen. Während dieses axialen Bewegungsschritts
werden die zweiten Umfangssektoren 39, die von wenigstens
einer der zweiten Naben 41 gehalten werden, beispielsweise
der der ersten Welle 14 zugeordneten Nabe, zwangsweise
zur Innen seite des entsprechenden Wulstes 5 des Reifens 2 gleichzeitig
mit ihrem Fallen in den Ruhezustand bewegt.
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Anschließend werden
die Verankerungsflansche 15, 16 so betätigt, dass
sie axial voneinander getrennt werden, wodurch die ersten Umfangssektoren 38 der
wenigstens einen ersten Naben 40, beispielsweise die der
ersten Welle 17 zugeordnete Nabe, zur Innenseite des Reifenwulstes
bewegt werden. Aufgrund der Handhabung der Vorrichtung 53 kann
der Reifen 2 axial von einem der Verankerungsflansche 15, 16,
beispielsweise dem der ersten Welle 17 zugeordneten Flansch 15,
sowie von den entsprechenden Naben 40, 41 wegrutschen.
An den axial beabstandeten Naben 40, 41, die der
ersten Welle 17 zugeordnet sind, kann vorteilhafterweise
ein Haltering 54 befestigt sein, um die Umfangssektoren 38, 39 in
der Ruhestellung zu halten.
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Die
Erfindung erzielt wesentliche Vorteile, insbesondere hinsichtlich
einer Verbesserung der Zustände
zur Ausführung
der Ausformung des Reifens 2 und demzufolge der Qualität des Endprodukts. Aufgrund
der Beweglichkeit der inneren Umfangsränder 14a des Balges 14 in
Radialrichtung wird eine hervorragende Expansion des Balges in den Über-Aufblaszustand
und als Ergebnis eine verbesserte Gleichförmigkeit beim Anpressen des
Reifens 2 gegen die Wände
der Form 13 gewährleistet.
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Die
baulichen Merkmale des aufblasbaren Balges 14, und insbesondere
die Dehnbarkeit der Umfangsränder 14a in
Umfangsrichtung, unterstützen
das Erreichen der vorstehenden Vorteile. Aufgrund der Bewegbarkeit
der Umfangsränder 14a werden
die Spannungen, denen der aufblasbare Balg 14 als Ganzes
während
des Über-Aufblasschritts
unterworfen wird, stark verringert. Somit wird eine längere Lebensdauer
des aufblasbaren Balges 14 gewährleistet und es werden Wartungsunterbrechungen
an dem Aufbauträger 9 verringert.
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Man
hat auch erkannt, dass die Aufblassteuerung durch Steuern der geometrischen
Form des Balges 14 eine verbesserte Überwachung der geometrischen
Gleichförmigkeit
des erhaltenen Produkts bietet. Diese Verbesserung wird durch Steuerung und
Aufrechterhaltung des Innendrucks des Balges am Ende des Aufblasvorgangs
während
der Ausführung
des gesamten Prozesses für
den Aufbau des Reifens 2 gesteigert.
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Außerdem kann
aufgrund der Möglichkeit
einer axialen Positionierung der Verankerungsflansche 15, 16 längs der
jeweiligen ersten und zweiten Welle 17, 18 der
Aufbauträger 9 für die Herstellung
von Reifen unterschiedlicher Größen eingestellt
werden.