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TECHNISCHES
GEBIET
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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich allgemein auf Drahtgewebe und Drahtstrukturen. Insbesondere
bezieht sich diese Erfindung auf Reifenwülste und deren Herstellungsverfahren.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Ein Reifenwulst ist derjenige Teil
des Reifens, der den Reifen an einer Radfelge verankert. Er ist
im Wesentlichen ein ringförmiges
dehnbares Element oder ein nicht ausdehnbarer Reif. Jeder Reifen besitzt
zwei solche Wülste,
die in dem Gummi oder einer elastomeren Matrix angeordnet sind,
der bzw. die den innersten Umfang auf jeder Seite des Reifens bildet.
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Bei der üblichen Prozedur zur Herstellung von
Reifenwülsten
werden die Enden jeweiliger Drähte,
deren Außenseiten
häufig
gummibeschichtet sind, in eine Reifenwulst-Fertigungsmaschine geführt. Maschinen
dieses Typs sind in der Reifenaufbautechnik seit langem wohlbekannt.
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Typische Wulstfertigungsmaschinen
dieses Typs sind in den US-Patenten Nrn. 1,913,336, 2,902,083 und
5,385,621 offenbart. Diese Maschinen umfassen eine rotierende Trommel,
um die der Wulstdraht mit einer vorgegebenen Anzahl von Windungen,
die von der gewünschten
Festigkeit und/oder der gewünschten
Querschnittsfläche
des Reifenwulstes abhängt,
gewickelt wird. Die Standardausrüstung
an solchen Maschinen umfasst die Mittel, die das Führende des
Drahts in einen Greifer an der Trommel automatisch einführen, intermittierend betriebene
Mittel, die die Trommel drehen, eine Aufspannvorrichtung, die den
ankommenden Draht verfährt,
um die Querschnittsform des sich ergebenden Reifenwulstes Zu steuern
und aufzubauen, und ein Messer, das den ankommenden Draht am Ende
jedes Aufbauzyklus trennt. Während
der Unterbrechung der Trommelrotation wird der fertig gestellte Reifenwulst
seitlich von der Trommel ausgestoßen.
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Ein Mangel der herkömmlichen
Reifenwulst-Fertigungsmaschinen liegt in dem Problem, das damit
zusammenhängt,
wie die abgeschnittenen Enden des sich ergebenden Reifenwulstes
zu behandeln sind. Die Eigenheit der Drahtenden, zurückzufedern,
kann dazu führen,
dass sie sich lösen
und Drahtfehlausrichtungen hervorrufen, was bei der Fertigung zu
einer inakzeptablen Anzahl von Unterbrechungen, um die Drähte erneut
zu spannen und auszurichten, führt.
Gegenwärtig
ist das Streck-Wickeln oder das Zusammenklammern des abgeschnittenen Enddrahtabschnitts
eines Wulstes die einzige Möglichkeit,
um die Enddrahtbewegung während
des Vulkanisationsprozesses zu steuern. Beispielsweise liefert das
US-Patent Nr. 4,938,437 verschiedene, dem Zusammenklammern ähnliche
Verfahren und Streck-Wickelverfahren, um die Wulst-Baueinheit zusammenzuhalten
und das abgeschnittene Drahtende einzuzwängen.
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Somit besteht trotz des Standes der
Technik dennoch ein Bedarf an effizienteren Reifenwulst-Herstellungsprozessen,
die die obenbeschriebenen Probleme lösen können.
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AUFGABEN DER
ERFINDUNG
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, einen effizienteren Reifenwulst-Herstellungsprozess zu
schaffen, wie er in einem oder mehreren der beigefügten Ansprüche definiert
ist und als solcher die Eignung besitzt, eine oder mehrere der folgenden
Nebenaufgaben zu erfüllen.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung
ist, ein Verfahren zur Konstruktion eines Reifenwulstes durch Wickeln
der letzen Windung des Reifenwulstes in der Weise, dass das abgeschnittene
Ende zwischen die beiden vorhergehenden Wicklungen des Drahts eingezwängt wird,
bereitzustellen, das kein Streck-Wickeln oder Zusammenklammern erfordert.
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Eine weitere Aufgabe der vorliegenden
Erfindung ist, einen neuartigen und verbesserten Typ von Reifenwulst
zu schaffen, bei dem das abgeschnittene Drahtende eingezwängt ist,
um die Integrität
der Wulstkerngeometrie bei seiner Wegnahme von der Wulstfertigungsmaschine
und während
des gesamten Reifenfertigungsprozesses zu bewahren.
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Weitere Aufgaben und Vorteile dieser
Erfindung werden mit zunehmendem Verständnis der Erfindung durch Bezugnahme
auf die begleitenden Zeichnungen und die folgende genaue Beschreibung deutlich.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung ist allgemein
auf die Erfüllung
der oben dargelegten Anforderungen und der Lösung der bei Reifenwulst-Herstellungsprozessen
im Stand der Technik erkannten Probleme gerichtet. Frühere, mit
dem Zurückfedern
des abgeschnittenen Drahtendes und den damit verbundenen Unterbrechungen
des Wulstkern-Herstellungsprozesses und der Qualität von fertig
gestellten Reifen zusammenhängende
Probleme sind durch die vorliegende Erfindung gelöst worden.
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Gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung kann die obige Anforderung erfüllt werden,
indem ein Verfahren zum Herstellen eines Reifenwulstkerns vorgesehen
wird, das durch die Schritte gekennzeichnet ist: Wickeln einer Drahtlänge zu einer
Spule mit wenigstens einer radial äußersten Schicht, die eine Seite-an-Seite-Beziehung
aufweist, in der jede folgende Windung des Drahts neben der vorhergehenden
Windung angeordnet ist, mit Ausnahme der letzten beiden Windungen,
wo die vorletzte Windung mit einem gleichmäßigen Spalt in Bezug auf die
vorhergehende Windung angeordnet ist und die letzte Windung mit
ihrem abgeschnittenen Ende die vorletzte Windung überkreuzt,
in den Spalt gedrückt
ist und somit durch die vorhergehenden zwei Windungen des Wulstdrahts
eingezwängt
ist.
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Vorzugsweise überkreuzt die letzte Windung die
vorletzte Windung an einer Stelle, die sich zwischen 210 und 270
Grad des Umlaufs der letzten Windungen befindet. Die darunterliegenden
Windungen des Wulstdrahts können
nebeneinanderliegend und in einer beliebigen Anzahl von aufeinander
folgenden, übereinandergelegten
Schichten vorgegebener Breiten gewickelt sein, um einen Reifenwulstkern
beliebiger Querschnittsfläche
und Form, die eine sechseckige Form einschließt, zu schaffen. Der Wulstdraht
wird üblicherweise
vor dem Wickeln des Wulstkerns mit einem elastomeren Material wie
etwa Rohgummi beschichtet.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNG
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Der Aufbau, die Funktionsweise und
die Vorteile der Erfindung werden deutlicher bei Betrachtung der
folgenden Beschreibung, wenn sie in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen
aufgenommen wird.
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1 ist
eine Seitenansicht eines gemäß der vorliegenden
Erfindung gefertigten Wulstes;
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2 ist
eine längs
der Linie 2-2 in 1 aufgenommen
Querschnittsansicht des Wulstes von 1;
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3 ist
eine längs
der Linie 3-3 in 1 aufgenommen
Querschnittsansicht des Wulstes von 1;
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4 ist
eine Ansicht der Abwicklung der radial äußersten Schicht des Wulstes
von 1, die das Überkreuzen
des Wulstdrahts an einer Stelle zwischen 180 Grad und 270 Grad der
letzten Windung zeigt.
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DEFINITIONEN
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"Wulst" oder "Wulstkern" bedeutet allgemein jeden
Teil des Reifens, der ein ringförmiges
Zugelement aus radial inneren Wülsten
umfasst, die dazu vorgesehen sind, den Reifen an der Felge zu halten; die
Wülste
sind aus Lagenkorden gewickelt und mit oder ohne weitere Verstärkungselemente
wie etwa Wulstfahnen, Chipper, Kernreiter oder Füllstoffe, Zehenschützer und
Wulstbänder
geformt.
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GENAUE BESCHREIBUNG DER
BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Unter den Zeichnungen, die eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigen, ist in 1 eine Seitenansicht eines gemäß der vorliegenden
Erfindung gefertigten Wulstkerns 40 gezeigt. Die vorliegende
Erfindung handelt primär
von dem Prozess des Wickelns eines mit einer elastomeren Beschichtung, üblicherweise
mit Rohgummi, überzogenen Wulstdrahts 42,
in dem die radial äußerste Reihe das
abgeschnittene Ende 20 des Wulstdrahts 42 in einer
Weise einzwängt,
die auf verschiedene Wulstkonfigurationen, die aus mehreren Windungen
eines einzigen Wulstdrahts hergestellt sind, allgemein anwendbar
ist.
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Als Beispiel und nicht als Einschränkung zeigen
die 1–4 eine Ausführungsform
des Wulstkerns 40 der vorliegenden Erfindung mit einer
sechseckigen Querschnittsform. Wie durch die 2 und 3 gezeigt
ist, ist die sechseckige Form aus 19 Umgängen oder
Windungen 1–19 eines
Wulstdrahts 42 in fünf
Schichten gebildet. Obwohl fünf
Reihen gezeigt sind, ist einem Fachmann klar, dass die Anzahl von
Reihen und die Anzahl von Windungen in jeder Reihe variieren kann,
um eine große
Vielfalt an Querschnittsformen zu erhalten.
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Es sei angemerkt, dass 1 mit Winkelkoordinaten-Bezugszeichen
bei 0, 90, 180, 270 und 360 Grad versehen ist. Diese Winkelkoordinaten
verweisen auf den Drehwinkel des Wulstes, den er an der Wulstfertigungsmaschine
einnimmt, wenn der Wulstdraht 42 zu einem Wulst der gewünschten
Anzahl von Windungen und Querschnittsform gewickelt wird. Die Winkelkoordinaten
definieren den Bezug zwischen der Seitenansicht von 1 und der durch 4 gelieferten Ansicht der Abwicklung
der radial äußersten
Schicht 30 des Wulstes.
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In den 2 und 3 sind Querschnittsanschichte
n des Wulstkerns 40 an den Stellen gezeigt, die durch die
Schnittmarken 2-2 bzw. 3-3 angegeben sind. Die Reihenfolge des Wickelns
des Wulstdrahts 42 ist für jede der Windungen 1–19 spezifiziert.
Beim Wickeln eines Wulstkerns wird der Draht 42 im Allgemeinen
in einer Seite-an-Seite-Beziehung neben der vorhergehenden Windung
und, wie es erforderlich ist, wenn eine neue Reihe begonnen wird, über oder radial
außerhalb
der vorhergehenden Windung angeordnet. Wie sowohl in 2 als auch in 3 gezeigt ist, wird beispielsweise
die zweite Windung 2 des Wulstdrahts 42 eng an
der ersten Windung 1 angeordnet, gefolgt von der dritten
Windung 3, wodurch die erste oder radial innerste Reihe
des Wulstkerns 40 gebildet wird. Die vierte Windung 4 des
Wulstdrahts 42 wird radial außerhalb und neben der vorhergehenden
Windung 3 angeordnet, um die zweite Zeile 46 zu
beginnen. Dieses Muster wird fortgesetzt, um einen Wulstkern mit
den Reihen 44, 46, 48, 50 und 52 der
gewünschter,
Querschnittsform oder mit einer beliebigen Anzahl von Reihen und
Windungen mit Ausnahme der letzten oder radial äußersten Reihe 52 herzustellen.
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Das Muster des Wickelns der radial äußersten
Reihe 52 wird verändert,
um das Mittel zu schaffen, um das abgeschnittene Drahtende einzuzwängen. Diese Änderung
beginnt zwischen 210 und 270 Grad des Umlaufs der vorletzten Windung 18,
wo der Wulstdraht 42 mit einem relativ gleichmäßigen Spalt 43 in
Bezug auf die vorhergehende Windung 17 angeordnet wird.
Wie in 3 gezeigt ist, überkreuzt die
letzte Windung 19 des Drahts die vorhergehende Windung 18,
wird dazwischen angeordnet und wird von den zwei vorhergehenden
Windungen 17 bzw. 18 eingezwängt. Zum Vergleich zeigt 2, die eine unter einem
Winkel von weniger als 210 Grad aufgenommene Querschnittsansicht
ist, eine sequenzielle Seite-an-Seite-Beziehung der letzten drei
Windungen 17, 18, 19 des Wulstdrahts.
Um der Vergleich der 2 und 3 zu erleichtern, sind diese
Querschnittsansichten mit der an der Spitze gezeigten radial äußersten
Reihe ausgerichtet.
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In 4 sind
die radial äußersten
Reihen 52 des Wulstkerns 40 in einer Abwicklungsansicht
wiedergegeben, die eine genaue Untersuchung des Bereichs, in dem
die letzte Windung 19 des Wulstkerns 42 die vorhergehende
Windung 18 überkreuzt,
ermöglicht.
Die in 4 gezeigten Winkel koordinaten definieren
die geometrische Beziehung dieser linearen Ansicht zu der in 1 gezeigten wirklichen Kreisform
des Wulstkerns 40. Wie durch 4 gezeigt
ist, wird die vorletzte Windung 18 des Wulstdrahts zwischen
0 Grad und etwa 225 Grad neben der vorhergehenden Windung 17 angeordnet.
Zwischen etwa 225 und 360 Grad setzt die Windung 18 ihren
zur vorhergehenden Windung 17 parallelen Verlauf fort,
jedoch wird sie mit einem Spalt angeordnet, der annähernd gleich
dem Durchmesser des Wulstdrahts 42 ist. Die letzte Windung
des Wulstdrahts 19 verläuft
zwischen 0 und etwa 225 Grad, wo sie die vorhergehende Windung 18 überkreuzt
und in den Spalt 43 zwischen den Windungen 17 und 18 gedrückt wird,
wobei ihr abgeschnittenes Ende 20 bei 360 Grad angeordnet
wird. Das abgeschnittene Ende 20 wird somit zwischen die
zwei vorhergehenden Windungen des Wulstdrahts 17, 18 eingezwängt, und der
fertig gestellte Wulstkern kann von der Wulstfertigungsmaschine
abgenommen werden. Das abgeschnittene Ende 20 wird somit
durch die jede Windung umgebende Gummischicht an Ort und Stelle gehalten.