DE69025152T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Reifen mit einem transversal stark gekrümmten torischen Profil - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Luftreifen, die ein Torusprofil mit hoher Transversalkrümmung haben und eine Karkasse, ein Laufflächenband und einen verstärkenden Ringaufbau aufweisen, der auch als Gurt bekannt ist und zwischen die Karkasse und das Laufflächenband eingesetzt ist.
• Die Erfindung betrifft insbesondere Verfahren zur Herstellung der Karkasse getrennt von der Anordnung, die von dem verstärkenden Ringaufbau und dem Laufflächenband gebildet wird, und zur anschließenden Überführung dieser Anordnung auf die Karkasse für das Zusammenfügen und die Torusformung des gesamten Luftreifens.
• Bekanntlich sind die Luftreifen, welche eine hohe Transversalkrümmung haben, Reifen, die besonders für die Ausrüstung von Zweirädern geeignet sind, die beim Durchfahren von Kurven Radsturzwinkel etwa in der Größenordnung von 50º oder 60º haben, also Werte, die mit den herkömmlichen Luftreifen für Kraftfahrzeuge, die ein augenfällig ebenes Querprofil haben, unmöglich zu erreichen sind.
• Zur Herstellung dieser Luftreifen mit einer hohen Transversalkrümmung ist ein Verfahren bekannt, das die Schritte aufweist, den verstärkenden Ringaufbau getrennt von der Karkasse dadurch herzustellen, daß Schichten von gummiertem, mit sich gegenseitig kreuzenden Korden verstärktem Gewebe in bekannter Weise radial aufeinander gelegt werden und daß auf diesen Verstärkungsaufbau ein Laufflächenband gelegt wird, ehe ein Zusammenfügen mit der Karkasse erfolgt.
• Das bedeutet im einzelnen, daß diese Luftreifen gewöhnlich so hergestellt werden, daß die Karkasse auf einer geeigneten, expandierbaren Montagetrommel in zylindrischer Form hergestellt und anschließend die Gestalt der Karkasse in eine erste Torusform gebracht wird. Dann werden zwei koaxiale, hohle Träger in die Nähe der Karkassenseitenwände gezogen, wobei die Träger eine radial äußere Zylinderfläche (die bekannten Glokken) und einen Durchmesser haben, der dem der Karkasse in der oben erwähnten ersten Torusform entspricht. Mit Hilfe der Träger ist es möglich, auf der Karkasse unter Freilassung ihrer Mittellinie durch die Glocken in einer ebenen Gestalt und für darauffolgende Schritte die Verstärkungsschichten und das Laufflächenband anzuordnen und sie aneinander und an dem Karkassenmittellinienabschnitt durch Heften des Mittelabschnitts der Anordnung, die von den verstärkenden Schichten und dem Laufflächenband gebildet wird, festzuhalten.
• In diesem Stadium werden die oben erwähnten Glocken wegbewegt und die seitlichen Zonen der Anordnung geheftet, damit die verbleibenden Abschnitte (seitlich) der verstärkenden Schichten und das Laufflächenband an der Karkasse festgelegt werden, die mittlerweile entsprechend einer zweiten Torusgestalt geformt ist.
• Der so erhaltene Reifenrohling wird deshalb in die Vulkanisierform eingesetzt, in der er einer weiteren Formung unterliegt, die in einer Erhöhung der Umfangsabwicklung des Reifens von etwa 5 % besteht und während der das Laufflächenmuster auf das Laufflächenband geprägt wird.
• Ein zweites bekanntes Verfahren besteht darin, die Karkasse in Form einer zylindrischen Hülse auf einer expandierbaren Haupttrommel herzustellen, auf einer gesonderten Zusatztrommel den verstärkenden Ringaufbau vorzubereiten, die Zusatztrommel so weit zu expandieren, daß der verstärkende Ringaufbau in eine erste Torusgestalt gebracht wird, das Laufflächenband auf den so geformten Ringaufbau aufzubringen und mit geeigneten Mitteln anzuheften, um ihm die gleiche Torusgestalt zu geben, wie sie der oben erwähnte Ringaufbau hat, die von dem Aufbau und dem Laufflächenband gebildete Anordnung entsprechend der Karkassenmittelebene koaxial zu ihr zu überführen und die oben erwähnte Karkasse auf die gleiche Torusgestalt wie die Anordung zu expandieren, um das Zusammenfügen der beiden Elemente zu verwirklichen, wobei anschließend der Reifenrohling vulkanisiert wird. Dieses Verfahren und die zugehörige Vorrichtung sind in dem italienischen Patent 1099513 des gleichen Anmelders beschrieben.
• Auch in diesem Fall erfolgt die Vulkanisierung des Luftreifens in herkömmlicher Weise, nachdem der oben erwähnte Luftreifen in seine endgültige Torusform innerhalb der Form gebracht wurde.
• Bei den vorstehend erwähnten Verfahren ergeben sich verschiedene Schwierigkeiten und Probleme aufgrund des Heftvorgangs, der auf dem Laufflächenband ausgeführt wird, sowie aufgrund der abschließenden, innerhalb der Form durchgeführten Gestaltgebung, was zu einem Produkt führt, das nicht die geforderten qualitativen Eigenschaften hat. So ist das Heften ein sehr stark wirkender Vorgang, der Verformungen in dem Laufflächenband mit einer Überführung von Elastomermaterial aus der Mitte zu den Enden des Bandes hin (bei diesem Arbeitsschritt befindet sich das Band noch im Rohzustand, d.h. im plastischen Zustand) sowie unkontrollierbare und unerwünschte Winkeländerungen der verstärkenden Korde der Gurtschichten sowie auch bei jenen der Karkassenlagen herbeiführt, und zwar sowohl während des Ausführens des Hef tens nach dem Zusammenfügen des Ringelements (Gurt/Laufflächenanordnung) und der Karkasse, als auch während der Formgebung innerhalb der Form. Alle diese Nachteile ergeben eine qualitative Beeinträchtigung des Luftreifens, die heutzutage im Hinblick auf die Hochleistungsfähigkeit, die nicht nur beim Einsatz im Rennen, sondern auch unter weniger verschärften Bedingungen, wie für Normalfahrten, nicht mehr tolerierbar ist.
• Die US-A-4 770 222 offenbart einen Luftreifen für ein Kraftfahrzeugrad, das ein Torusprofil mit hoher Krümmung hat, wobei der Reifen eine Karkasse, ein Laufflächenband um die Karkasse herum und einen verstärkenden Ringaufbau oder einen Gurt aufweist, der zwischen der Karkasse und dem Laufflächenband angeordnet ist. Der Reifen hat ein Verhältnis von Laufflächenradialhöhe zu Laufflächenmaximalbreite zwischen 0,20 und 0,35. Der Aufbau weist zwei radial übereinander gelegte Schichten von parallelen, gummierten Verstärkungskorden auf, die bezüglich einer Mittenumfangsebene des Ringaufbaus geneigt sind, wobei der Neigungswinkel der Korde in Entsprechung der Mittenumfangsebene zwischen 10º und 35º liegt.
• Dieses Dokument befaßt sich weder mit dem Problem der Gestaltgebung, die von den Korden der Bänder an den Seitenenden des Gurtes angenommen wird, noch wird erkannt, daß eine solche Gestaltung das Reifenverhalten negativ beeinträchtigen könnte.
• Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, die Probleme der bekannten Technik durch Verwirklichung eines Verfahrens zur Herstellung von Luftreifen zu lösen, die ein Torusprofil mit hoher Transversalkrümmung haben, wobei es das Verfahren ermöglichen soll, die Änderung der geometrischen Eigenschaften des Luftreifenaufbaus zu regulieren, insbesondere die Legewinkel der Verstärkungskorde der Gurtschichten längs der gesamten Längsabwicklung der Korde von einem Ende zum anderen Ende der Schicht, wobei als Folge die Zustände des vulkanisierten Reifens diejenigen sind, die am Anfang vorhergesehen wurden, wobei insbesondere die oben erwähnten Winkel diejenigen sind, die durch den Plan definiert sind.
• Gemäß einem ersten Aspekt bezieht sich deshalb die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung von Luftreifen, die ein Torusprofil mit hoher Transversalkrümmung aufweisen und eine Karkasse, ein Laufflächenband, das als Scheitel auf die Karkasse gelegt wird, und einen verstärkenden Ringaufbau haben, der zwischen der Karkasse und dem Laufflächenband (insbesondere radial übereinandergelegte Schichten aus gummiertem Gewebe versehen mit Verstärkungskorden, die bezüglich der Umfangsrichtung des Luftreifens geneigt sind, in jeder Schicht zueinander parallel sind und die der benachbarten Schichten kreuzen) angeordnet ist, wobei das Verfahren die Schritte aufweist, die Karkasse, das Laufflächenband und den verstärkenden Ringaufbau getrennt voneinander herzustellen, der Karkasse ein ringförmiges Element zuzuordnen, welches den verstärkenden Ringaufbau und das Laufflächenband aufweist, die zusammengefügt und bereits torisch geformt sind, wodurch ein vollständiger Luftreifenrohling gefertigt ist, und den Luftreifenrohling in der Form zu vulkanisieren, und wobei sich das genannte Verfahren durch die Tatsache auszeichnet, daß das Laufflächenband mit dem verstärkenden Ringaufbau vor dem Formungsschritt zusammengefügt wird, damit das Ringelement in einer zylindrischen Gestalt erhalten wird, und daß das Ringelement in seine endgültige Torusgestalt mit hoher Transversalkrümmung geformt wird, bevor es mit der Karkasse zusammengefügt wird.
• Gemäß einem weiteren Aspekt bezieht sich die vorliegende Erfindung auf einen Luftreifen, der ein Torusprofil mit hoher Krümmung aufweist, wobei der Reifen eine Karkasse, ein Laufflächenband um die Karkasse und einen verstärkenden Ringaufbau oder Gurt aufweist, der zwischen der Karkasse und dem Laufflächenband angeordnet ist, der Reifen ein Verhältnis der Radialhöhe der Lauffläche zur maximalen Breite der Lauffläche zwischen 0,20 und 0,35 aufweist, der Aufbau radial übereinander gelegte Schichten aus parallelen, gummierten Verstärkungskorden aufweist, die bezüglich einer Mittenumfangsebene des Ringaufbaus geneigt sind, der Neigungswinkel der Korde gemäß der Mittenumfangsebene zwischen 10º und 35º liegt und wobei sich der Reifen durch die Tatsache auszeichnet, daß der Neigungswinkel der Korde sich kontinuierlich von einem ersten Wert an der Mittenumfangsebene auf einen zweiten Wert an den Enden des Gurtes vergrößert, wobei der Winkel an den Enden des Gurtes bezüglich des Winkels an der Mittenumfangsebene nicht größer als 5º ist.
• Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung den Luftreifen, auf den vorstehend Bezug genommen ist und der mit Hilfe des Verfahrens gemäß der Erfindung erhalten wird.
• Gemäß einem weiteren Aspekt bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Anlage zur Herstellung eines Luftreifens, der ein Torusprofil mit hoher Transversalkrümmung hat und eine Karkasse, ein Laufflächenband, das als Scheitel auf die Karkasse gelegt ist, und einen verstärkenden Ringaufbau aufweist, der zwischen der Karkasse und dem Laufflächenband angeordnet ist, wobei die Anlage eine Haupttrommel zum Formen einer Karkasse mit zylindrischer Gestalt in eine Torusgestalt, eine zusätzliche Trommel zum Ausbilden und Formen des verstärkenden Ringaufbaus, wobei die zusätzliche Trommel eine zylindrische Trommel mit vorher festgelegtem Durchmesser zum Ausbilden des Ringaufbaus gemäß einer zylindrischen Gestalt und eine ausdehnbare Trommel für die anschließende Torusgestaltung des Ringaufbaus aufweist, und die ausdehnbare Trommel eine Vielzahl von Sektoren mit einem radial äußeren Torusprofil hat, welche für ein Koppeln mit der radial inneren Fläche des Ringaufbaus und für seine Torusgestaltung in Radialrichtung bewegbar sind, und Einrichtungen umfaßt, um wenigstens den verstärkenden Ringaufbau von der ausdehnbaren Trommel koaxial um die Karkasse auf die Haupttrommel zu überführen, wobei die Anlage durch die Tatsache gekennzeichnet ist, daß die radial bewegbaren Sektoren ein äußeres Profil aufweisen, das im wesentlichen dem Torusprofil mit hoher Transversalkrümmung der radial inneren Oberfläche des vulkanisierten Luftreifens entspricht.
• Vorzugsweise hat das radial äußere Torusprofil der Sektoren eine Verdickung, die zwischen 0,20 und 0,35 liegt.
• Die vorliegende Erfindung läßt sich durch die nachfolgende Beschreibung, die als nicht begrenzendes Beispiel ausgeführt ist, unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen besser verstehen, in denen
• Fig. 1 ein Querschnitt durch einen Radialreifen mit einer hohen Transversalkrümmung und hergestellt mit Hilfe des Verfahrens gemäß der Erfindung in einer Ebene ist, die die Drehachse des Reifens enthält,
• Fig 2 einen Abschnitt des verstärkenden Ringaufbaus zeigt, wobei der Legewinkel der Korde der Schichten während der Flachformung (in zylindrischer Gestalt) des oben erwähnten Aufbaus hervorgehoben ist,
• Fig. 3 den gleichen Abschnitt des verstärkenden Ringaufbaus an dem vulkanisierten Luftreifen zeigt, wobei die Winkeländerungen hervorgehoben sind, die in dem Legen der obigen Korde auftreten,
• Fig. 4 eine Anlage zur Herstellung des Luftreifens von Fig. 1 ist,
• Fig. 5 das Torusprofil mit hoher Transversalkrümmung der radial expandierbaren Sektoren zeigt, die zum Formen des obigen Ringelements verwendet werden, und
• Fig. 6 und 7 die Schritte des Verfahrens zur Herstellung eines Luftreifens gemäß der Erfindung verglichen mit den Verfahrensschritten zeigen, die gemäß der bisher bekannten Technik durchgeführt werden.
• Die folgende Beschreibung stellt anhand von Fig. 1 die üblichste Art von Radialreifen dar, für die sich ergibt, daß die Erfindung insbesondere anwendbar ist.
• Wenn die Herstellung abgeschlossen ist, hat der gezeigte Reifen eine radiale Karkasse 1, die von einer oder mehreren gummierten Lagen gebildet wird, deren Enden in insgesamt bekannter Weise um die Wulstkerne 2 umgeschlagen sind, die in einer radial äußeren Position mit einer Füllung 3 aus elastomerem Material mit hoher Härte versehen sind. Als Scheitel ist auf die Karkasse ein Laufflächenband 4 gelegt, in dem das Laufflächenmuster eingeprägt ist. Zwischen das Laufflächenband 4 und die Karkasse 1 ist ein verstärkender Ringaufbau 5 eingesetzt, der gewöhnlich als Gurt bekannt ist.
• Der vorstehend erwähnte Gurt, der so breit wie die Lauffläche ist, hat wenigstens eine, häufiger jedoch zwei Schichten 6, 7 aus gummiertem Gewebe, das mit verstärkenden Korden 8 (Fig. 2) versehen ist, die bezüglich der Äquatorialebene des Luftreifens (Mittellinie m-m) in einem Winkel zwischen 10º und 35º, bei dem gezeigten Beispiel gleich 22º, geneigt sind, in jeder Schicht parallel zueinander verlaufen und diejenigen der benachbarten Schicht oder Schichten kreuzen.
• Zweckmäßigerweise können die erwähnten Korde aus einem beliebigen Material bestehen, beispielsweise aus Nylon, Keflar (registriertes Warenzeichen von Dupont), Stahl, usw.
• Der Gurt kann natürlich andere verstärkende Schichten aufweisen, die in der Technologie der Luftreifen bekannt sind und deshalb hier nicht erwähnt werden, ohne daß dadurch jedoch das Verständnis der Erfindung negativ beeinflußt werden soll.
• Der gezeigte Reifen hat ein Torusprofil mit hoher Transversalkrümmung, d.h. er hat eine sehr gewundene Lauffläche mit einer betonten Krümmung an dem Scheitel und endet mit zwei scharfen Rändern an den Enden der angrenzenden Zone mit den Seitenwänden. Der Zweck dieser scharfen Ränder besteht darin, daß der Fahrer das Erreichen des Grenzradsturzwinkels erkennt, ehe das Fahrzeug seine Stabilität und die Straßenhaftung verliert.
• Die vorstehend erwähnte Krümmung wird gewöhnlich mit Hilfe des Pfeils "f" angegeben, d.h. mit Hilfe des Verhältnisses h/l, wobei h die radiale Höhe der Lauffläche gemessen in der Mittelebene und unter Bezug auf die Linie "r" (Fig. 1), die durch die Ränder der Lauffläche geht und teilweise auch tangential zum Ende des Gurts ist, und 1 die maximale Breite der Lauffläche darstellen, die auch als Abstand zwischen den Rändern meßbar ist.
• Für die Luftreifen der Erfindung liegt der Wert des oben erwähnten Pfeils "f" insbesondere zwischen 0,20 und 0,35.
• Ganz allgemein gesehen entspricht die Anlage zur Herstellung der vorstehend erwähnten Luftreifen zweckmäßigerweise der in dem italienischen Patent 1 099 513 beschriebenen (oder in dem darauffolgenden italienischen Patent 1 133 894, das eine Verbesserung zur Erzielung einer größeren Produktivität betrifft), mit der Ausnahme der erfindungsgemäßen Verbesserung, die nachstehend erläutert wird, so daß es nicht nötig ist, hier eine vollständige Beschreibung zu geben.
• Bezüglich der hier eingeschlossenen Fig. 4 reicht es aus zu erinnnern, daß die vorstehend erwähnte Anlage eine Haupttrommel 10 zur Bildung der Karkasse 1 gemäß einer zylindrischen Gestalt und/oder ihrer Formung gemäß einer Torusgestalt, eine zusätzliche Trommel 11 (gemäß der vorliegenden Erfindung) zur Bildung eines Ringelements, welches den Gurt und das auf diesem radial aufgelegte Laufflächenband zuerst in zylindrischer Gestalt (flache Gestalt) und nachfolgend zum Formen des oben erwähnten Ringelements in seine abschließende Torusgestalt, die im wesentlichen der des vulkanisierten Reifens entspricht, und Einrichtungen 12 zum Transportieren des so geformten ringförmigen Elements von der zusätzlichen Trommel 11 zu der Haupttrommel 10 aufweist, um die Karkasse und das Ringelement durch die Expansion der Karkasse gegen die entsprechende Innenfläche des oben erwähnten Ringelements zusammenzufügen.
• Zum besseren Verständnis sei kurz daran erinnert, daß die zusätzliche Trommel 11 von zwei verschiedenen koaxialen Teilen 111, 112 gebildet wird, die vorzugsweise axial voneinander trennbar sind, in der Drehung ein Stück miteinander bilden, wenn sie gegenseitig gekoppelt sind, und sich frei voneinander drehen, wenn sie getrennt voneinander sind.
• Eines der beiden Teile, welches die bekannte "Kammtrommel" 111 bildet, wird von einer Vielzahl von Zähnen 14 gebildet, die am Umfang im Abstand voneinander und so angeordnet sind, daß sie eine zylindrische Oberfläche mit vorgegebenem Durchmesser bilden. Das andere Teil 112, das radial ausdehnbar ist, wird von einer Vielzahl von Metallsektoren 13 (Fig. 5) gebildet, die entsprechend einem radial äußeren Profil 13' geformt sind, das neu bezüglich der bekannten Anlage ist und im wesentlichen dem Torusprofil mit hoher Transversalkrümmung des fertiggestellten Luftreifens oder besser der radial inneren Fläche des erwähnten Luftreifens entspricht.
• Die Form des Profils kann zweckmäßigerweise durch seine Verdickung identifiziert werden, d.h. durch das Verhältnis a/b, wobei ta die maximale Höhe des gekrümmten Teils des Profils, das im wesentlichen mit dem Torusprofil des fertigen Reifens zusammenfällt, und "b" seine maximale Breite darstellen, d.h. den Abstand zwischen den beiden Enden, was deutlich in Fig. 5 gezeigt ist.
• Diese Verdickung wird zweckmäßigerweise gleich dem Pfeil des Reifens, der hergestellt wird, gehalten und hat demzufolge den gleichen Wert zwischen 0,20 und 0,35.
• Nach der Anlage wird nun das Arbeitsverfahren gemäß der Erfindung, das für den Aufbau des Ringelements durchgeführt wird, das mit der Karkasse zusammengefügt wird, mit Hilfe der Fig. 6 und 7 erläutert, in denen das Verfahren der Erfindung in der Sequenz von Arbeitsschritten verglichen mit denen gezeigt ist, die nach einem bekannten Verfahren ausgeführt werden.
• Zunächst wird die zusätzliche Trommel in Drehung versetzt, um auf dem kammförmigen Teil nacheinander die beiden verstärkenden Schichten 6 und 7 zu wickeln, wobei für jede von ihnen die gegenüberliegenden Enden verspleißt werden. Im Gegensatz zu dem, was bei dem bekannten Verfahren erfolgt, bei dem die erwähnten Schichten unmittelbar geformt werden (Fig. 6a, 6b, 6c) wird nun das Laufflächenband gewickelt und möglicherweise auch leicht gegen die obigen verstärkenden Ringschichten (Fig. 7a) gedrückt.
• Nachdem die ausdehnbare Trommel in die Kammtrommel (Fig. 7b) gebracht worden ist, indem eine geeignete Steuerung in Aktion gesetzt wird, expandieren die Sektoren durch die Räume der Kammzähne, bis die Sektoren durch sich selbst das ringförmige Element tragen, das die verstärkenden Schichten und das Laufflächenband aufweist. Es ist klar, daß auf diese Weise das Ringelement die zylindrische Form verliert, um eine Torusgestalt entsprechend der der tragenden Sektoren und somit der des fertigen Luftreifens (Fig. 7c) anzunehmen.
• Bei diesem Schritt bewirken die verstärkenden Korde der Schichten eine Scherenbewegung, die eine Winkeländerung ihrer Neigung bezüglich der Reifenmittelebene erzeugt, genauer gesagt, ihre Neigung reduziert sich nicht gleichförmig längs der Abwicklung der Korde bezogen auf die Gesamtheit der radialen Expansion, die Punkt für Punkt erfolgt, und auf den Anfangswert des Neigungswinkels.
• Bei dem vom Anmelder verwirklichten und hier gezeigten Reifenprototyp sind beispielsweise die erwähnten Korde, die auf der Kammtrommel (Fig. 2) symmetrisch gemäß einem Winkel "w" von 30º in jeder Schicht in dem vulkanisierten Reifen angeordnet sind, entsprechend einem Winkel "x" gleich 18º an der Mittelebene und entsprechend einem Winkel "y" von 20º an den Enden des Gurtes bei einer kontinuierlichen Änderung des Wertes des Neigungswinkels längs der Längsabwicklung der Korde mit einer Differenz von etwa 20 zwischen den Werten der Winkel zwischen der Mittelebene und den Enden des Gurtes angeordnet.
• Insgesamt ist diese Winkeländerung (w-x) vorzugsweise nicht kleiner als 5º und nicht größer als 15º, so daß bei dem fertiggestellten Luftreifen die Verstärkungskorde der Gurtschichten entsprechend einem Winkel angeordnet sind, der kleiner ist als der, wenn sie auf der Kammtrommel abgelegt werden. Außerdem ist der Wert des Winkels an der Mittelebene kleiner als der Wert an den Enden. Diese Differenz (y-x) liegt zweckmäßigerweise innerhalb eines Maximalwertes von 5º.
• Während der radialen Expansion der Sektoren 13 (Fig. 4) wird die Trommel 112 von der Kammtrommel 111 getrennt, wodurch sie von der Drehung freigegeben wird, so daß sie unmittelbar für den Beginn eines weiteren Gurtaufbauzyklus bereitsteht, und die Vorrichtung 12 wird um die oben erwähnte ausdehnbare Trommel 112 (Fig. 7d) herum festgelegt.
• Nun ziehen die Transporteinrichtungen 12 in bekannter Weise das Ringelement (Fig. 7a) durch die Kontraktion der Sektoren 13 zurück. Dann wird das Ringelement auf die Haupttrommel in eine koaxiale Position und entsprechend seiner Mittelebene (Fig. 7f) um die Karkasse herum, die vorher in zylindrischer Form auf der Haupttrommel angeordnet wurde, in einer Weise überführt, die funktionell von den erwähnten Schritten unabhängig ist, und möglicherweise bereits teilweise geformt. Anschließend wird die Karkasse weiter zu einer Torusgestalt gegen die radial innerste Schicht des Ringelements geformt, um die beiden Teile des Luftreifens zusammenzufügen. Abschließend wird der vollständige Reifen von der Haupttrommel abgezogen und für den Vulkanisierschritt in die Form gebracht.
• Der so verwirklichte Luftreifen kann, bevor er aus der Haupttrommel entfernt wird, einem Heftvorgang unterzogen werden, der mit bekannten Scheibenvorrichtungen durchgeführt wird, um ein festes Haften der zusammengefügten Elemente und die Beseitigung möglicher Luftblasen zu erreichen, die während des Zusammenführungsschritts eingeschlossen blieben.
• Es ist klar, daß die erwähnte Festscheibenvorrichtung in diesem Stadium des Verfahrens nicht in der Lage ist, irgendeine der oben erwähnten Verformungen des Luftreifenaufbaus herbeizuführen.
• Es ist weiter zu vermerken, daß mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens der Luftreifen seine Endgestalt auf der Aufbaumaschine früher erreicht, so daß er in der Form nur einer geringen "Dilatation" ausgesetzt ist, d.h. einer weiteren Expansion der Karkasse, die erforderlich ist, um den Luftreifen mit dem Gurt in einem Anfangsspannungszustand (Vorspannung) zu vulkanisieren, der als eine Steigerung der Umfangsabwicklung des Luftreifens maximal in der Größenordnung von 1,5 % meßbar ist, was nicht ausreicht, um seine Torusgestalt zu ändern.
• Der nach den Schritten der vorliegenden Erfindung hergestellte Luftreifen erreicht überraschend bessere Ergebnisse.
• Zunächst ist das Laufflächenband zusammen mit dem verstärkenden Ringaufbau torisch geformt und nicht nachfolgend auf sein Formen auf demselben, und das Formen erfolgt nachfolgend auf die radiale Expansion einer geeigneten Stützfläche, die den hierin abgelegten gummierten Gewebeschichten und dem Laufflächenband alle diejenigen umprägenden Bewegungen ermöglicht, die durch den Übergang des ringförmigen Elements von einer zylindrischen Gestalt mit gegebenem Durchmesser in eine Torusgestalt mit größerem Durchmesser erzeugt werden.
• Darüber hinaus ist die Karkasse torisch und definitiv gegen das Ringelement geformt, das bereits in seiner Endform torisch geformt ist, und nicht umgekehrt.
• Dieser Vorgang der perfekten Anpassung der Karkasse an das Endprofil des verstärkenden Ringelements reduziert für das erwähnte Ringelement die Dehnung aufgrund der starken Anpaßwirkung beträchtlich, der dieses Element beim Heftschritt während des Zusammenfügens der Karkasse ausgesetzt wäre.
• Da auf diese Weise tatsächlich das Heften des Laufflächenbandes auf dem verstärkenden Ringaufbau (Fig. 6d, 6e), der bereits torisch geformt ist, sowie die Formung des verstärkenden Aufbaus, der bereits mit der geformten Karkasse zusammengefügt ist, ausgeschlossen ist, werden alle jene unkontrollierbaren Verformungen der Aufbaugeometrie des Luftreifens vermieden, vor allem bei der Anordnung der Karkasse und der den Gurt verstärkenden Korde. Diese Verformungen begrenzen die Leistungsfähigkeit des Luftreifens, der das Ziel der vorliegenden Erfindung bildet, qualitativ.
• Dieses Ergebnis bringt das bekannte technische Vorurteil zu Fall, nach welchem es nicht möglich war, eine gleichförmige und homogene Expansion des verstärkenden Ringelements in Anwesenheit des Laufflächenbandes vor seiner Zusammenfügung mit der Karkasse zu erzielen, da das Vorhandensein der Lauffläche die Bewegung der Verstärkungskorde während der Formung der Gurtschicht behinderte, was den Endzugspannungszustand der erwähnten Korde änderte, was die Reduzierung des Reifenwiderstands insbesondere für laterale und Torsionsspannungen zur Folge hatte.
• Die Beseitigung des Schritts der Endformung innerhalb der Form ergab ebenfalls einen weiteren Vorteil hinsichtlich der Beibehaltung der geplanten Aufbaueigenschaften des Luftreifens während des Aufbauverfahrens und demzufolge hinsichtlich der Qualität des fertiggestellten Reifens.
• Bekanntlich gefährdet ein verstärkender Ringaufbau, der nicht der Gleichförmigkeits- und Ebenheitscharakteristik insbesondere hinsichtlich der Gurtwinkel entspricht, die Handhabungseigenschaften des Reifens, d.h. senkt den Pegel der Leistung bezüglich der Steuerungsansprechfähigkeit, der seitlichen Stabilität und der Unempfindlichkeit gegenüber Straßenrauhigkeit, was die Instabilität des Fahrzeugs verursacht.
• Zusammenfassend ist festzustellen, daß bei der Herstellung eines Luftreifens nach dem Verfahren der Erfindung die Winkelanordnung der Korde keine Änderung erfährt, während sich die der Gurtkorde auf gleichförmige, regelmäßige und kontinuierliche Weise mit einer eingestellten Geschwindigkeit und nicht als eine Folge von Stößen (wie im Falle der Karkassen-/Gurtanordnungsformung, bei welcher die Winkeländerung durch die Reibung mit der Karkassenlage gehemmt wird) oder wegen einer aufgeprägten Verformung ändern, wie beim Vorhandensein der Heftung des Laufflächenbandes an dem Gurt, so daß die Anpassung des Reifens an die Entwurfsbedingungen und der qualitative Wert des fertiggestellten Reifens gewährleistet sind.
• Als Bestätigung dieser Ausführungen ergibt sich durch Zerschneiden des nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltenen vulkanisierten Reifens, daß jene Erscheinungen wie Wellenbildungen, fehlender Parallelismus, falsche Winkelbeschaffenheit und Legeungleichförmigkeit der Karkasse und der den Gurt verstärkenden Korde nicht mehr auftreten, wie dies bei Luftreifen der Fall ist, die nach bekannten Verfahren und mit bekannten Vorrichtungen hergestellt werden.
• Zur Wertung der qualitativen Verbesserungen, die mit Hilfe des mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Reifens erreicht werden, wurden zwei unterschiedliche Versuchsreihen auf der Straße bzw. auf der Piste durchgeführt, wobei die Luftreifen der Erfindung zuerst (Straßenversuche) mit den vom Anmelder gemäß dem früheren Verfahren hergestellten, die bereits in dem italienischen Patent 1 099 513 beschrieben sind, und dann (Pistenversuche) unter Extrembedingungen mit äquivalenten Reifen verglichen wurden, die von anderen Herstellern hergestellt wurden.
• Das verwendete Fahrzeug hatte die folgenden Eigenschaften: MOTORRAD YAMAHA FRZ 1000 Vorderreifen Aufblasdruck Felge Hinterreifen Aufblasdruck Felge Größe bar
• Der Straßenversuch bestand in der Wertung des qualitativen Pegels der bedeutenderen Handhabungseigenschaften insbesondere abhängig von dem verstärkenden Ringaufbau, wobei Bewertungen (von 0 bis 10) für jede der betrachteten Eigenschaften gegeben wurden.
• Tabelle 1 zeigt das Ergebnis des Vergleichs zwischen den Luftreifen der Erfindung (Typ A) und denen, die vom gleichen Anmelder nach dem oben erwähnten alten Verfahren (Typ B) gefertigt wurden. TABELLE 1 VERSUCHE/REIFEN Typ FLATTERN HANDHABUNG SCHNELLANSPRECHEN STEUERUNGSSTABILITÄT GÄNGIGKEIT AUF TROCKENER STRASSE KOMFORT MITTELBEWERTUNG
• Der Pistenversuch, der andere Eigenschaften in Betracht zog, die spezifischer mit dem Typ für einen Wettbewerbseinsatz verbunden sind, wurde durchgeführt, indem zwei unterschiedliche Typen von Luftreifen, die nach dem Verfahren der Erfindung hergestellt wurden, mit äquivalenten Reifen (d.h. für die gleiche Einsatzart und das gleiche Yamaha-Fahrzeug zugelassen) der besten auf dem Markt verkauften Marken verglichen wurden.
• Hier ist zu bemerken, daß die geprüften Eigenschaften nicht die baulichen Eigenschaften der verschiedenen verglichenen Reifen, die nicht bekannt sind, sondern nur ihr globales Verhalten sind, das von all den Eigenschaften des Endprodukts beeinflußt wird, beispielsweise ist der Reifen nach der Erfindung leichter (etwa 1,5 kg, mit all den erreichten Vorteilen) als die Vergleichsreifen.
• Darüber hinaus war der Zweck des Versuchs der einer Bewertung des Globaleffekts der Erfindung verglichen mit den besseren, auf dem Markt erhältlichen äquivalenten Luftreifen.
• Jeder der geprüften Eigenschaften wurde eine Bewertung zugeordnet, wonach das arithmetische Mittel der Globalbewertung berechnet wurde, die für jeden Reifentyp erreicht wurde. TABELLE 2 REIFEN MITTELBEWERTUNG Reifen der Erfindung (1. Version) Reifen der Erfindung (2. Version)
• Tabelle 2 gibt das Ergebnis des Vergleichs für die Reifen der anderen Hersteller, die mit A, B, C, D und E bezeichnet sind. Die mit den erfindungsgemäßen Reifen erreichte Verbesserung tritt bezogen auf jene des Standes der Technik unmittelbar deutlich hervor.
• Schließlich ist zu betonen, daß die Vorrichtung und das Verfahren gemäß der Erfindung in Entsprechung eines Beispiels einer bevorzugten Ausführungsform und eines besonders vorteilhaften Aufbaus beschrieben wurden, so daß klar ist, daß die vorliegende Erfindung alle jene Modifizierungen und Varianten einschließt, auch wenn sie hier nicht explizit beschrieben sind, die jedoch vom Fachmann leicht von der vorliegenden Erfindungsidee ableitbar sind.

Claims (8)

1. Verfahren zur Herstellung von Luftreifen, die ein Torusprofil mit hoher Transversalkrümmung aufweisen, mit einer Karkasse (1), einem Laufflächenband (4), das als Scheitel auf die Karkasse gelegt ist, und einem verstärkenden Ringaufbau (5), der zwischen der Karkasse und dem Laufflächenband Linsbesondere radial übereinander gelegte Schichten (6, 7) aus gummiertem Gewebe versehen mit Verstärkungskorden (8), die bezüglich der Umfangsrichtung des Luftreifens geneigt sind, in jeder Schicht zueinander parallel sind und die der benachbarten Schichten kreuzen] angeordnet ist, wobei das Verfahren die Schritte aufweist, die Karkasse, das Laufflächenband und den verstärkenden Ringaufbau getrennt voneinander herzustellen, der Karkasse ein ringförmiges Element zuzuordnen, welches den verstärkenden Ringaufbau und das Laufflächenband aufweist, die zusammengefügt und bereits torisch geformt sind, wodurch ein vollständiger Rohluftreifen gefertigt ist, und den Rohluftreifen in der Form zu vulkanisieren, und dadurch gekennzeichnet ist,

- daß das Laufflächenband (4) mit dem verstärkenden Ringaufbau (5) vor dem Formungsschritt zusammengefügt wird, damit das Ringelement in einer zylindrischen Gestalt erhalten wird, und

- daß das Ringelement in seine endgültige Torusgestalt mit hoher Transversalkrümmung geformt wird, bevor es mit der Karkasse zusammengefügt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich bei der Torusformung des Ringelements in die endgültige Gestalt der Neigungswinkel (10) der Verstärkungskorde bezüglich der Umfangsrichtung des Luftreifens entlang der Erstreckung der Korde verändert.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich infolge der Torusgestalt der Neigungswinkel (10) der Korde entlang ihrer Längserstreckung um einen Wert zwischen 5º und 15º verringert.

4, Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß infolge der Torusgestalt der Neigungswinkel (y) der Korde an den Enden des verstärkenden Ringaufbaus von dem Winkel (x) an der Mittelebene um einen Wert von nicht mehr als 5º abweicht.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der in seine endgültige Gestalt geformte verstärkende Ringaufbau (5) durch die Aufweitung des Rohluftreifens in der Vulkanisierform einer weiteren Dilatation unterzogen wird, die nicht größer als 1,5 % seiner Umfangserstreckung ist.

6. Luftreifen, der ein Torusprofil mit hoher Transversalkrümmung aufweist, wobei der Reifen eine Karkasse (1), ein Laufflächenband (4) um die Karkasse (1) und einen verstärkenden Ringaufbau oder Gurt (5) aufweist, der zwischen der Karkasse (1) und dem Laufflächenband (4) angeordnet ist, wobei das Verhältnis der Radialhöhe der Lauffläche zur maximalen Breite der Lauffläche bei dem Reifen zwischen 0,20 und 0,35 liegt, der Aufbau radial übereinandergelegte Schichten (6,7) aus parallelen gummierten Verstärkungskorden (8) aufweist, die bezüglich einer Mittenumfangsebene (m) des Ringaufbaus geneigt sind, und der Neigungswinkel der Korde gemäß der Mittenumfangsebene zwischen 10º und 35º liegt, dadurch gekennzeichnet, daß

- der Neigungswinkel der Korde (8) sich kontinuierlich von einem ersten Wert an der Mittenumfangsebene auf einen zweiten Wert an den Enden des Gurtes vergrößert, wobei der Winkel an den Enden des Gurtes bezüglich des Winkels an der Mittenumfangsebene nicht größer als 50 ist.

7. Anlage zur Herstellung eines Luftreifens nach Anspruch 6, der ein Torusprofil mit hoher Transversalkrümmung hat, mit einer Karkasse (1), einem Laufflächenband (4), das als Scheitel auf die Karkasse gelegt ist, und einem verstärkenden Ringaufbau (5), der zwischen der Karkasse und dem Laufflächenband angeordnet ist, wobei die Anlage eine Haupttrommel (10) zum Formen einer Karkasse mit zylindrischer Gestalt in eine Torusgestalt, eine zusätliche Trommel (11) zum Ausbilden und Formen des verstärkenden Ringaufbaus, wobei die zusätzliche Trommel (11) eine zylindrische Trommel (111) mit vorher festgelegtem Durchmesser zum Ausbilden des Ringaufbaus gemäß einer zylindrischen Gestalt und eine ausdehnbare Trommel (112) für die anschließende Torus-Gestaltung des Ringaufbaus aufweist, und die ausdehnbare Trommel (112) eine Vielzahl von Sektoren (13) mit einem radial äußeren Torusprofil hat, welche für ein Koppeln mit der radial inneren Fläche des Ringaufbaus und für seine Torusgestaltung in Radialrichtung bewegbar sind, und Einrichtungen (12) umfaßt, um wenigstens den verstärkenden Ringaufbau (5) von der ausdehnbaren Trommel (112) koaxial um die Karkasse auf die Haupttrommel (10) zu überführen, wobei die Anlage dadurch gekennzeichnet ist, daß die radial bewegbaren Sektoren (13) ein äußeres Profil aufweisen, das im wesentlichen dem Torusprofil mit hoher Transversalkrümmung der radial inneren Oberfläche des vulkanisierten Luftreifens entspricht.

8. Anlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das radial äußere Torusprofil der Sektoren eine Verdickung aufweist, die zwischen 0,20 und 0,35 liegt.