DE60312983T2

DE60312983T2 - Herstellung einer reifenverstärkungsstruktur mit der volumenregelung der matrix

Info

Publication number: DE60312983T2
Application number: DE60312983T
Authority: DE
Inventors: Frederic Pialot
Original assignee: Michelin Recherche et Technique SA Switzerland; Societe de Technologie Michelin SAS
Current assignee: Michelin Recherche et Technique SA Switzerland; Societe de Technologie Michelin SAS
Priority date: 2002-06-03
Filing date: 2003-05-28
Publication date: 2007-12-13
Anticipated expiration: 2023-05-29
Also published as: WO2003101714A8; CN100408320C; ATE358570T1; WO2003101714A3; JP4637575B2; AU2003238423A1; EP1513672A2; US7399374B2; EP1513672B1; JP2005528258A; AU2003238423A8; US20080000574A9; BR0304965A; CN1659016A; US20050076993A1; DE60312983D1; WO2003101714A2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Reifenherstellung. Genauer betrifft sie die Anbringung von Fäden für die Herstellung einer Verstärkungsstruktur für einen Reifen. Genauer schlägt sie Mittel vor, um eine solche Verstärkungsstruktur auf einem Formkörper ähnlich oder identisch mit der Form des Innenhohlraums des Reifens herzustellen, d.h. einer im Wesentlichen toroidalen Form, die das Profil eines Reifens während seiner Herstellung trägt.
Auf diesem technischen Gebiet sind bereits Verfahren und Geräte bekannt, die es ermöglichen, die Herstellung der Verstärkungsstrukturen eines Reifens in den Zusammenbau des Reifens selbst zu integrieren. Dies bedeutet, dass anstatt auf Halbfertigprodukte, wie beispielsweise Verstärkungsschichten, zurückzugreifen, eine oder mehrere Verstärkungsstrukturen in situ zu dem Zeitpunkt hergestellt werden, zu dem der Reifen produziert wird, und zwar aus einer einzigen Fadenspule.
Unter diesen Verfahren und Geräten schlägt die in dem Patent US 4 804 436 beschriebene Lösung vor, Verstärkungsstrukturen aus einem einzigen Faden herzustellen. Diese Lösung ermöglicht insbesondere die Herstellung einer Verstärkungsstruktur unter der Lauffläche des Reifens.
Es ist auch gut bekannt, eine Verstärkungsstruktur für einen Reifen aus einem Streifen herzustellen, umfassend Verstärkungsfäden, die zueinander parallel und in eine elastomere Zusammensetzung wie eine Zusammensetzung aus Kautschuk eingelassen sind. Ein solcher Streifen ist in Abschnitte unterteilt, und die Abschnitte sind aneinander grenzend auf einem Herstellungsträger dort angeordnet, wo es die Architektur erfordert, um die Verstärkungsstruktur des Reifens herzustellen, die vom Reifenkonstrukteur gewünscht wird. Unter den verschiedenen Varianten eines Herstellungsverfahrens aus Streifen kann das Patent US 1 728 957 genannt werden, das eine Herstellung von Streifen, dann ein Unterteilen in Abschnitte und ein Anordnen von Streifen in einer im Wesentlichen toroidalen Herstellungsform beschreibt, wobei darauf geachtet wird, dass ein möglichst konstanter Abstand zwischen den aneinander grenzenden Fäden in dem Abschnitt bewahrt wird.
Das Patent GB 987983 beschreibt ein Verfahren, bei dem Halbfertigprodukte auf einer ersten Maschine hergestellt werden und dann ein Reifen aus diesen Halbfertigprodukten auf einer anderen Maschine zusammengebaut wird.
Ähnliche Verfahren sind in den Patenten EP 557 615 und EP 943421 beschrieben.
Bei diesen Verfahren des Standes der Technik sind die Technik der Bildung der Streifenabschnitte und ihr Legen auf den Formkörper getrennt.
Die Technik zur Herstellung von Verstärkungsstrukturen aus einem Streifen fand allerdings keine umfassende industrielle Anwendung, da sie einerseits nicht die Produktivität einer Herstellung aus Schichten und andererseits nicht die Flexibilität und die Genauigkeit einer Herstellungstechnik aus einem einzelnen Faden aufweist. Wenn ein Reifen nach einer Technik hergestellt werden soll, die nur zu wenig oder keiner Formgebung des Ausgangproduktes während seiner Herstellung führt, ist von höchster Wichtigkeit, die Verstärkungsstrukturen und die Kautschukausgangsprodukte, die den späteren Reifen darstellen, mit einer sehr großen Genauigkeit sowohl hinsichtlich ihrer Positionierung als auch hinsichtlich der auf die Herstellungsform aufgebrachten Materialmenge anordnen zu können.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Verfahren und ein Gerät vorzuschlagen, die die Herstellung einer Verstärkungsstruktur für Reifen durch Auflegen auf einen Herstellungsformkörper ermöglichen, und zwar mit einer sehr großen Genauigkeit beim Auflegen, einer sehr guten Wirksamkeit und durch möglichst einfache Mittel, die für eine sehr große industrielle Einfachheit stehen. Vorzugsweise ist dieser Herstellungsformkörper nahe der Form des Innenhohlraums des späteren Reifens.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Reifens nach den in Anspruch 1 angeführten Schritten.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Herstellung einer Verstärkungsstruktur für Reifen nach den in Anspruch 10 angeführten Merkmalen.
Vorteilhafte Formen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die Erfindung schlägt ein Verfahren zur Herstellung eines Reifens vor, umfassend eine Verstärkungsstruktur, bestehend aus im Wesentlichen parallel zueinander verlaufenden Fäden, wobei das Verfahren einen im Wesentlichen toroidalen Formkörper verwendet, auf dem die Verstärkungsstruktur schrittweise aufgebaut wird, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:

• Bildung einer Gruppe mehrerer, im Wesentlichen parallel zueinander verlaufender Fäden,
• Zusammenfügen der Fäden mittels einer Elastomerverbindung zur Bildung eines Streifens,
• Ablegen des Streifens nach einer bestimmten Verlaufsbahn auf der Oberfläche des Formkörpers,

Die Erfindung schlägt eine Vorrichtung zur in-situ-Herstellung eines Streifens für die Herstellung einer Verstärkungsstruktur für einen Reifen und zum Ablegen des Streifens auf einen Formkörper mit Volumenkontrolle vor. Diese Vorrichtung zur Herstellung einer Verstärkungsstruktur für Reifen, wobei die Verstärkungsstruktur im Wesentlichen zueinander parallel verlaufende Fäden umfasst, ist dazu bestimmt, mit einem im Wesentlichen toroidalen Formkörper zusammenzuwirken, auf dem schrittweise die Verstärkungsstruktur aufgebaut wird, wobei Seite an Seite Bögen des Fadens entlang einer für den Faden an der Oberfläche des Formkörpers gewünschten Verlaufsbahn angeordnet werden, und umfasst:

• einen Konfektionierer, umfassend einen Eingang zur Aufnahme der Fäden, eine Gummierkammer, eine volumetrische Förderpumpe zum Fördern einer Elastomerverbindung in das Innere der Kammer, eine Austrittsöffnung für einen Streifen, der aus den durch die Verbindung zusammengefügten Fäden besteht,
• eine Ablegevorrichtung zum Ablegen des Streifens, umfassend einen Bezugsrahmen, zu dem der Formkörper in einer bekannten Position angeordnet werden kann, wobei die Ablegevorrichtung einen Kopf mit einer Streifenführungsbahn und einer Belegvorrichtung umfasst, die dazu bestimmt ist, mit dem Formkörper zusammenzuwirken, wobei die Vorrichtung mindestens ein Stellglied zur Führung des Kopfes zum Bezugsrahmen aufweist.

Bei einer besonderen Ausführungsart ermöglicht die Vorrichtung das Ablegen des Streifens auf einen Formkörper, wobei er von einer Schicht zur nächsten umgedreht wird.
Es ist zuerst anzumerken, dass im Zusammenhang mit dem vorliegenden Dokument der Begriff „Faden" natürlich in einem ganz allgemeinen Sinn zu verstehen ist, umfassend Monofilamente, Multifilamente, einen Zusammenschluss, wie beispielsweise Seil oder Zwirn, oder eine kleine Anzahl von zusammengefassten Seilen oder Zwirnen, unabhängig von der Art des Materials und unabhängig davon, ob der Faden mit einem Elastomer, wie beispielsweise Kautschuk, vorüberzogen ist oder nicht. Der Begriff „Streifen" wird zur Bezeichnung einer Zusammenfügung von mehreren parallelen Fäden, die durch eine Matrix aus Rohkautschuk verbunden sind, verwendet. Der Begriff „Abschnitt" wird verwendet, um ein Stück Streifen zu bezeichnen, das durch Abschneiden einer gewissen Streifenlänge gebildet wird. Ein Streifenabschnitt ermöglicht das Auflegen von mehreren Fadenbögen. „Bogen" wird eine begrenzte Fadenlänge genannt, die von einem einzelnen Punkt zu einem anderen im Reifen als vulkanisiertes Endprodukt reicht. „Verlauf" wird die genaue Bahn eines Bogens im fertigen Reifen genannt. Eine Gesamtheit von Bögen, die auf dem gesamten Umfang des Reifens angeordnet sind, bildet eine Verstärkungsstruktur. Ein Bogen in dem hier definierten Sinn kann Teil eines Rahmens oder einer Spitzenverstärkung oder jedes anderen Typs von Verstärkungsstruktur sein.
Grundsätzlich behandelt die Erfindung das Anordnen von aufeinander folgenden Streifenabschnitten aus Fäden in einer Ausführung, die möglichst nahe der Ausführung im Endprodukt ist. Es ist von wenig Bedeutung, ob die Verstärkungsstruktur, um vollständig zu sein, in mehreren aufeinander folgenden Drehungen des Formkörpers oder nicht hergestellt wird, oder ob die nacheinander aufgelegten Abschnitte aneinander grenzend oder hingegen mit einem gewissen Zwischenraum angeordnet werden. Das Auflegen der Streifenabschnitte auf den Herstellungsformkörper erfolgt in Abhängigkeit vom gewünschten Verlauf. In dem (besonderen und nicht einschränkenden) Fall eines Formkörpers, dessen Außenfläche die Innenfläche des Reifens definiert, wobei sie den Innenhohlraum des Reifens begrenzt, fällt die Ablegeverlaufsbahn eines Streifenabschnittes mit der Verlaufsbahn eines Fadenbogens im Reifen zusammen.
Wenn Positionen, Richtungen oder Ausrichtungen mit den Wörtern „radial, axial, umfangsmäßig" definiert werden, oder wenn von Radien die Rede ist, wird als Referenz der Formkörper, auf dem der Reifen hergestellt wird, oder der Reifen selbst herangezogen. Die geometrische Bezugsachse ist die Drehachse des Formkörpers.
Nach einem besonderen Aspekt des von der Erfindung vorgeschlagenen Verfahrens wird die Einheitsmenge durch eine volumetrische Steuerung erhalten, wobei der Anteil in Abhängigkeit vom von der Einheitslänge eingenommenen Volumen geschätzt wird. Es wird somit vorzugsweise ein Extruder mit volumetrischem Charakter verwendet. Als Variante könnten Gewichte gesteuert und Gewichtsanteile betrachtet werden. Eine Kontrolleinheit sichert die synchrone Steuerung der verwendeten Einheitsmenge der Verbindung und des Ablegens der Einheitsstreifenlänge auf den Formkörper. Auf vorteilhafte Weise erfolgt die Bildung des Streifens durch Elemente, die an einer festen Position im Raum angeordnet sind, und der Streifen wird dann einem Ablegekopf zugeführt, der mindestens einen Ablegeausgang aufweist, der in Bezug auf den Formkörper beweglich ist. So sind die beweglichen Elemente weniger schwer; es ist somit einfacher, sie zu bewegen. Natürlich wird vorzugsweise die Einheitsmenge unter Berücksichtigung der zwischen der Bildung des Streifens und dem Ablegekopf gespeicherten Streifenlänge gesteuert.
Nach einem weiteren besonderen Aspekt des von der Erfindung vorgeschlagenen Verfahrens erfolgt der schrittweise Aufbau der Verstärkungsstruktur, während sich der Formkörper in kontinuierlicher Drehung be findet, wobei der Ablegekopf in einer Ebene, die die Drehachse des Formkörpers umfasst, verschoben wird. Um alle relativen Bewegungen, die für das Ablegen des Streifens auf der Oberfläche des Formkörpers erforderlich sind, zu erzielen, kann der Ablegeausgang quer und parallel zur Achse des Formkörpers verschoben und der Formkörper um seine Achse gedreht werden, wobei diese Bewegungen sorgfältig kombiniert werden. Es ist ein Einsatz der Steuerung vorstellbar, bei dem die Steuerung der Einheitsmenge der Verbindung von der relativen Bewegung zwischen Ablegeausgang und Formkörper oder umgekehrt abhängt. Die Steuerung der Einheitsmenge unterliegt vorzugsweise der Drehung des Formkörpers. Vorzugsweise wird ein Streifen mit konstantem Querschnitt gebildet, bei dem das von der Einheitslänge eingenommene Volumen in Abhängigkeit vom Ablegeradius auf die Oberfläche des Formkörpers und vom Winkel des Bogens, der von der Einheitslänge auf der Oberfläche des Formkörpers eingenommen wird, bestimmt wird.
Nach einem besonderen und nicht einschränkenden Merkmal des von der Erfindung vorgeschlagenen Verfahrens werden zum Zusammen fügen der Fäden mittels einer Elastomermischung die parallel in einen Konfektionierer eingeführt, der eine Formkammer Fäden, aufweist die der Mischung zugeführt wird, wobei der Konfektionierer eine Austrittsöffnung für den Streifen aufweist.
Die nachfolgende Beschreibung ermöglicht es, alle Aspekte der Erfindung gut verständlich zu machen, wobei auf die folgenden Figuren Bezug genommen wird, die ein besonderes und nicht einschränkendes Beispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zeigen:
1 stelle in Perspektive eine erfindungsgemäße Vorrichtung dar.
2 ist eine Ansicht nach Pfeil B aus 1.
3 ist eine Vergrößerung, die im Detail das mit dem Bezugszeichen 5 in 1 bezeichnete Element zeigt.
4 ist eine perspektivische Ansicht derselben Vorrichtung, wie in 1 dargestellt, in einer anderen Funktionsphase.
5 ist eine Ansicht nach Pfeil C aus 4.
6 ist eine Vergrößerung, die im Detail das mit dem Bezugszeichen 41 in 1 bezeichnete Element darstellt.
In 1 ist ein Formkörper 1 zu sehen, auf dem schrittweise und in der von der Architektur des Reifens geforderten Reihenfolge alle Bestandteile desselben abgelegt werden. Dieser im Wesentlichen starre Formkörper 1 kann beispielsweise ein starrer Metallkern aus mehreren Teilen sein, wie ein solcher beispielsweise in der Patentanmeldung EP 1075928 beschrieben ist.
Der verwendete Verstärkungsfaden 2 ist stromaufwärts zu der Anlage gelagert, beispielsweise auf einer Gesamtheit von Spulen, die jeweils auf einer Achse befestigt sind, die Teil einer Zahnstange ist, die es ermöglicht, ebenso viele Fadenspulen, wie Fäden in einem Streifen vorhanden sind, zu lagern. Eine Fadenabwickelvorrichtung 2 (nicht dargestellt, um die Zeichnung nicht zu überlasten) ermöglicht es, die Fäden 2 anzutreiben, um sie der Vorrichtung zur Herstellung einer Verstärkungsstruktur für Reifen zuzuführen. Vorzugsweise umfasst die Fadenabwickelvorrichtung 2 ebenso viele Motoren wie Fadenspulen, wobei es jeder Motor ermöglicht, einen Faden 2 anzutreiben. Die Fadenabwickelvorrichtung 2 ermöglicht es, die Fäden mit einer gut kontrollierten Spannung, beispielsweise einer möglichst geringen, anzutreiben.
Die eigentliche Vorrichtung umfasst im Wesentlichen einen Konfektionierer 5 und eine Ablegekopf 4. Der Konfektionierer 5 umfasst eine Eingangsöffnung 51 (siehe 3), zu der die Fäden 2 einzeln befördert werden (die 1, 3 und 4 sind schematisch). Der Konfektionierer 5 umfasst eine Zuführöffnung 53, die es ermöglicht, ein Band 30 aus einer Rohkautschukverbindung, die an die Nutzung des Streifens im späteren Reifen angepasst ist, einzuführen. Es ist auch eine Spule 3 zu sehen, auf die das Band 30 gewickelt ist. Das Band 30 steht in der Zuführöffnung 53 des Konfektionierers 5 im Eingriff. Der Konfektionierer 5 umfasst eine Fördereinrichtung mit volumetrischem Charakter, und zwar eine volumetrische Pumpe 54.
Nach einem Merkmal der vorliegenden Erfindung wird die Menge der Verbindung, die es ermöglicht, den Streifen herzustellen, positiv in Abhängigkeit von der Position des Streifens auf dem Formkörper kontrolliert. Bei der hier beschriebenen Ausführungsart erfolgt dies durch Verwendung einer mechanisch volumetrischen Pumpe. Die volumetrische Pumpe 54 ist beispielsweise eine Zahnradpumpe, wie dargestellt, oder eine Kolbenpumpe. Die Beschreibung einer Kolbenpumpe ist in dem Patent US 5 655 891 zu finden.
Die Fördereinrichtung (hier auch „volumetrische Pumpe 54" genannt) ermöglicht es, Rohkautschuk 30 in eine Formkammer 50 eines Streifens 20 zu leiten. Der Konfektionierer 5 umfasst eine Austrittsöffnung 52 für den Streifen 20. Der Konfektionierer 5 umfasst zwei Rollen 56, um die der Streifen 20 gewickelt ist. Mindestens eine der Rollen 56 wird von einem Motor 57 in Drehung angetrieben.
Der Ablegekopf 4 ist gegenüber dem Formkörper 1 montiert. Er umfasst ein Gehäuse 40, auf dem eine Wiege 41 mit Hilfe des nachstehend beschriebenen Mechanismus montiert ist. Die Wiege 41 ist über einen Drehzapfen 42 an einem Wagen 43 befestigt. Dank des Drehzapfens 42 kann die Wiege 41 in einem Winkel ϕ, der in 6 zu sehen ist, ausgerichtet werden. Der Ablegekopf 4 umfasst auch eine Belegvorrichtung 49, die mindestens eine Rolle 47 (zwei ähnliche Rollen für einen besseren Eingriff auf dem Streifen) umfasst. Die Belegvorrichtung 49 kann um die Achse YY um einen Winkel δ gekippt werden. Die Belegvorrichtung 49 ermöglicht es, den Streifen 20 mit einem gewissen Druck auf den Formkörper 1 anzulegen. Der Wagen 43 ist auf einer Gleitschiene 44 im Wesentlichen parallel zur Drehachse XX des Formkörpers 1 befestigt. Die Gleitschiene 44 ist selbst auf zwei zueinander parallelen Schienen 46, die im Wesentlichen senkrecht zur Gleitschiene 44 sind, mit Hilfe von zwei Gleitschiebern 45 montiert.
In der Wiege 41 ist ein Rahmen 6 auf zwei Lagern 60 montiert. Jedes der Lager 60 umfasst einen Schlitz 61, der auf der Achse der Lager 60 zentriert ist. Der Streifen 20 kann durch die Schlitze 61 verlaufen, die einen Führungsweg für den Streifen 20 bilden. Der Rahmen 6 kann sich um mindestens 180° in Bezug auf die Wiege 41 drehen. Der so auf der Wiege 41 montierte Rahmen 6 bildet einen Umkehrmechanismus, welcher eine besondere und nicht einschränkende Ausführung einer Ablegevorrichtung für den Streifen darstellt, umfassend einen Umkehrmechanismus für den Streifen, der es ermöglicht, die Seite des Streifens, die mit dem Formkörper durch den Ablagekopf in Kontakt gebracht wird, umzukehren.
Ein Schneidelement 48 für den Streifen, wie beispielsweise ein Querschneider (dessen Messer in 6 zu sehen ist, wobei das Gegenmesser weggelassen wurde), ist in den Rahmen 6, somit den Ablegekopf 4 integriert.
Der Formkörper 1 wird von einem Nabenträger 10 getra gen, umfassend eine Nabe, an der der Formkörper 1 befestigt ist, und umfassend die notwendige Motorisierung, die es ermöglicht, den Formkörper 1 in Drehung jederzeit im kontrollierten Azimut α anzutreiben. Das Gehäuse 40 ist fest in Bezug auf den Nabenträger 10 zumindest während der Funktion der Anlage montiert (die Aspekte der Annäherung und der Beseitigung des Formkörpers 1 werden hier nicht behandelt).
Die Wiege 41 kann in allen gewünschten Positionen in Bezug auf den Formkörper 1 angeordnet werden (siehe 1, 2, 4 und 5). Das heißt, dass sie radial in Bezug auf den Formkörper 1 (Pfeil F₂) verschoben werden kann, quer in Bezug auf den Formkörper 1 gleiten kann (Pfeil F₁) und um die Achse YY (Winkel δ) in Bezug auf den Formkörperl geneigt und nach dem Winkel ϕ ausgerichtet werden kann. Der Streifen 20 kann somit an den Formkörper 1 in allen wünschenswerten Positionen angelegt werden, um in Kombination mit der Drehung des Formkörpers 1 sein Auflegen entlang jedes gewünschten Ablegeverlaufs zu gewährleisten. So kann der Streifen 20 in jedem Winkel β in Bezug auf die Mittelebene CP aufgelegt werden, um eine Verstärkungsstruktur nach jedem Winkel β, auch variabler Art, zu bilden.
Es wird nun die Funktion der erfindungsgemäßen Vorrichtung beschrieben.
Nach einem besonderen Aspekt der Erfindung umfasst die Vorrichtung eine Einheit zur Kontrolle der Drehbewegung des Formkörpers, der Bewegung des Kopfes in Bezug auf das Gehäuse und der volumetrischen Pumpe, wobei die Einheit derart ausgeführt ist, dass die Menge der in das Innere der Gummierkammer durch die volumetrische Pumpe eingeleiteten Verbindung pro Streifenlängeneinheit von der Position abhängt, die die Streifenlängeneinheit während ihres Auflegens auf den Formkörper einnimmt.
Nach einem weiteren besonderen Aspekt der Erfindung kann die Vorrichtung eine Einheit zur Kontrolle der Drehbewegung des Formkörpers, der Bewegung des Kopfes in Bezug auf das Gehäuse und der volumetrischen Pumpe umfassen, wobei die Einheit derart ausgeführt ist, dass das Volumen der in das Innere der Gummierkammer von der volumetrischen Pumpe eingeleiteten Verbindung pro Streifenlängeneinheit von dem Volumen abhängt, das die Streifenlängeneinheit nach ihrem Auflegen auf den Formkörper einnimmt.
In 1 ist zu sehen, dass der Ablegekopf 41 in der Nähe des rechten Absatzes des späteren Reifens angeordnet ist, dessen Form gut vorstellbar ist, wenn der starre Kern 1 studiert wird, auf dem er konstruiert wird. Das freie Ende des Streifens, das vorher unter Bildung eines Winkels β abgeschnitten wurde, wird auf die Oberfläche des Formkörpers gelegt und hier durch die Rolle 47 an der gewünschten Stelle in dem Absatz des späteren Reifens gehalten. Natürlich muss das Material, an das der Streifen 20 angelegt wird, derart sein, dass der Streifen 20 dazu neigt, daran kleben zu bleiben. Typischerweise ist der Formkörper bereits mit Rohkautschuk überzogen, der auf natürliche Weise an der Rohkautschukverbindung 30 klebt.
Die Elastomerverbindung wird in die Formkammer 50 mit Hilfe der Fördereinrichtung 54 geleitet. Dies ermöglicht es, unter einem gewissen Druck den Rohkautschuk in das Innere der Formkammer 50 zu leiten, damit sie zur Gänze mit Kautschuk gefüllt wird. Während die Gesamtheit der Fäden 2 durch die Formkammer 50 verläuft, wird ein kontrolliertes Kautschukvolumen in die Formkammer 50 eingeleitet. Der Basisparameter für die von der Kontrolleinheit sichergestellten Steuerungen ist die Drehung des Formkörpers 1. Überdies sind die Mittel zur Bewegung des Ablegekopfes 4 in Bezug auf den Formkörper 1, dessen Funktion oben beschrieben ist, selbst derart gesteuert, dass sie eine gewisse Ablegeverlaufsbahn in Abhängigkeit von der Architektur des herzustellenden Reifens verwirklichen. Es ist somit jederzeit der Radius bekannt, an dem der Streifen abgelegt wird, wodurch es auf Grund der Ausführung des Streifens, die ebenfalls durch die Architektur des Reifens bestimmt wird, möglich ist, das auf den Formkörper aufgebracht Volumen zu berechnen. Es ist auch das von den Verstärkungsfäden selbst eingenommene Volumen bekannt.
Aus der Drehung des Formkörpers 1 und auf Grund seiner bekannten Geometrie und der Bewegungen des Ablegekopfes 41 und auf Grund des Umlaufs (vorhandenes Streifenlager zwischen der Formkammer 50 und der Stelle, an der der Streifen zum Formkörper 1 gelangt) bestimmt die Kontrolleinheit somit das in die Formkammer 50 einzuleitende Kautschukvolumen. Gleichzeitig treiben die Fäden 2 dieses Kautschukvolumen aus der Formkammer 50. So umfasst der Streifen 20, der an der Extrusionsöffnung 52 erscheint, die Gesamtheit der Fäden 2, die parallel abgewickelt werden, und eine gut kontrollierte Menge an Imprägnierkautschuk 30. Der Streifen 20 ist selbst mit Hilfe der Rollen 56 und des Motors 57 motorisiert, so dass er aus der Kammer 50 mit einer im Wesentlichen konstanten Spannung getrieben wird.
Es ist eine Ausgleichszone zu sehen, die zwischen dem Konfektionierer 5 und der Ablegevorrichtung 4 angeordnet ist und in der eine gewisse (bekannte) Streifenlänge gespeichert wird. Diese ermöglicht es, ohne Probleme die im Wesentlichen kontinuierliche Funktion des Konfektionierers 5 und die im Wesentlichen diskontinuierliche Funktion des Ablegekopfes 41 zu gewährleisten, und ermöglicht es somit, die Streifenbildung in Bezug auf die Geschwindigkeitsvariationen des Formkörpers 1 zu glätten, von der oben gesagt wurde, dass es sich um einen Basisparameter für die gesicherte Steuerung der Kontrolleinheit handelt.
Um die negativen Auswirkungen eines Funktionsableitens vermeiden zu können, ist es vorteilhaft, die tatsächlich verwendete Streifenlänge unabhängig von den Steuerparametern zu messen, die ständig die herzustellende Streifenlänge berechnen. Eine Messrolle, die vorzugsweise von der oder den Rollen 47 unabhängig ist (nicht dargestellt), ist mit einem Codierer versehen, der es ermöglicht, jederzeit und mit Präzision die auf den Formkörper 1 aufgelegte Streifenlänge zu kennen. Dies ermöglicht es, die Streifenherstellung an die tatsächlich auf den Formkörper 1 aufgelegte Streifenmenge anzupassen.
Der Kern 1 wird in Drehung (Winkel α) angetrieben, und die Wiege 41 ist in Bezug auf den Formkörper beweglich. Die Wiege 41 wird von rechts nach links (Pfeil F₁) verschoben, um in die Position zu gelangen, in der sie in unterbrochenen Linien dargestellt ist, wobei all dies synchron erfolgt. Während sich die Wiege 41 auf einer Breite, die der Breite der unter der Lauffläche des Reifens hergestellten Verstärkungsstruktur entspricht, verschiebt, wird der Kern 1 in Drehung angetrieben, um einen Bogen α zu durchlaufen. Während dieser Bewegungen wird der Streifen 20 an den Formkörper 1 durch die Belegrolle 47 angelegt. Gegen Ende dieser Bewegungen trennt der in den Ablegekopf integrierte Querschneider den Streifen ab, wobei er den Winkel einhält, der dem Rand des Streifens verliehen werden soll. Dieser Winkel entspricht dem Winkel, der den Rand des folgenden Abschnitts bilden soll. Es kommt somit zu keinem Materialverlust zwischen zwei aufeinander folgenden Abschnitten.
Um die automatische Funktion zu ermöglichen, steht der Streifen ständig in dem Ablegekopf 4 im Eingriff. Eine automatische Vorschubeinrichtung (nicht dargestellt) des Streifens nach dem Abschneiden ermöglicht es, dass sein freies Ende wieder mit der Belegvorrichtung 49 nach dem Abschneiden in Eingriff gelangt, um wieder auf den Formkörper 1 gelegt und auf diesen gedrückt zu werden. Die Kontrolleinheit kennt ständig die gespeicherte und nicht abgelegte Streifenlänge, wodurch es möglich ist, diesen Umlauf bei der volumetrischen Kontrolle der Einheitsmenge der Verbindung pro Streifenlängeneinheit zu berücksichtigen.
Nach und nach wird auf den Formkörper die gewünschte Anzahl von Streifenabschnitten beispielsweise aneinander grenzend gelegt, wobei nach und nach die gesamte Peripherie des Herstellungsformkörpers bedeckt wird. Auf Grund der Bildung des Streifens, wie hier beschrieben, ist der Abstand zwischen allen Fäden im Streifen konstant. Schließlich kann wahlweise vorgesehen werden, denselben Abstand oder einen anderen Abstand zwischen den angrenzenden Fäden, die aus zwei unterschiedlichen Streifen stammen, beizubehalten.
Der Vorgang des Ablegens der Streifenabschnitte 20 kann ebenso viele vollständige Umdrehungen des Formkörpers 1 hervorrufen, wie Streifenabschnitte vorhanden sind, um eine vollständige Verstärkungsstruktur zu verwirklichen, oder auch, sobald der Ablegekopf zum linken Absatz des späteren Reifens gelangt, kann er an den gegenüber liegenden Absatz rückgeführt werden, ohne die Drehung des Formkörpers 1 zu unterbrechen, und ein anderer Streifenabschnitt kann abgelegt werden, sobald der Ablegekopf zum rechten Absatz gelangt ist. Es reicht aus vorzusehen, dass ein Raum zwischen den beiden Abschnitten gelassen wird, die entsprechend einer ganzen Zahl von Abschnitten, die während aufeinander folgender Drehungen installiert werden, abgelegt werden.
Um von einer Schicht zur nächsten überzugehen (es wird auch gesagt, um von einer Bahn zur nächsten Bahn überzugehen), ist nach einem vorteilhaften Merkmal der vorliegenden Erfindung eine Umkehrvorrichtung in den Ablegekopf integriert. Es reicht aus, den Rahmen 6 um 180° zu schwenken, und der Streifen 20 ist bereit, das Ablegen der folgenden Schicht durchzuführen. Es werden nun die oben dargelegten Bewegungen übernommen, mit der Ausnahme, dass von links nach rechts anstatt von rechts nach links gearbeitet wird. Dies ist in 4 dargestellt.
Bei einer besonderen Anwendung ermöglicht es die Erfindung, eine Verstärkungsstruktur herzustellen, umfassend zahlreiche Fadenbögen die durch aufeinander folgendes Ablegen der durch das Abschneiden des Streifens erzeugten Streifenabschnitte erhalten werden. In einem noch spezielleren Fall ist die Verstärkungsstruktur Teil eines unter der Lauffläche befindlichen Gurts. In einem weiteren besonderen Fall ist die Verstärkungsstruktur Teil eines Gestells, das bis zu mindestens einem Wulst reicht.
Die Erfindung ermöglicht es, die Verstärkungsfäden in Gruppen, die einen Streifen bilden, mit einer wesentlich besseren Genauigkeit abzulegen, als dies im Stand der Technik bisher für die Herstellungstechniken aus Streifen vorgeschlagen wurde. Überdies kann dank der Umkehrvorrichtung für den Streifen, die von der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen wird, der Übergang von einer Schicht zur nächsten mit Änderung des von den Verstärkungsfäden gebildeten Winkels äußerst rasch erfolgen, ohne keineswegs den Herstellungstakt einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zu verlangsamen und ohne einen Materialverlust hervorzurufen.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Reifens mit einer Verstärkungsstruktur bestehend aus überwiegend parallel zueinander verlaufenden Fäden, bei dem ein überwiegend toroidaler Formkörper (1) zum Einsatz kommt, auf dem die Verstärkungsstruktur schrittweise aufgebaut wird, wobei das Verfahren aus folgenden Schritten besteht: • in-situ-Bildung einer Gruppe mehrerer, überwiegend parallel zueinander verlaufender Fäden (2), • in-situ-Zusammenfügen der Fäden mittels einer Elastomermischung zur Bildung eines Streifens (20), • in-situ-Schneiden des Streifens in aufeinander folgende Abschnitte, • Ablegen der Streifenabschnitte nacheinander auf der Oberfläche des Formkörpers nach einem vorbestimmten Verlauf, bei dem zur Bildung einer einheitlichen Streifenlänge eine einheitliche Menge der Mischung verwendet wird, die in Abhängigkeit des Anteils der einheitlichen Streifenlänge nach deren Ablegen auf dem Formkörper bei der Reifenherstellung bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die eingesetzte einheitliche Menge durch Volumenstromregelung erhalten wird, wobei der Anteil in Abhängigkeit des von der einheitlichen Länge eingenommen Volumens berechnet wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem ein Streifen mit konstantem Querschnitt gebildet wird und bei dem das von der einheitlichen Länge einge nommene Volumen in Abhängigkeit des Ablegeradius auf der Oberfläche des Formkörpers und des Winkels des von der einheitlichen Länge auf der Oberfläche des Formkörpers eingenommenen Bogens bestimmt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Bildung des Streifens durch räumlich feststehend angeordnete Teile erfolgt, und bei dem der Streifen anschließend einem Ablegekopf zugeführt wird, dessen mindestens ein Ablegeausgang im Verhältnis zum Formkörper beweglich ist, und bei dem die einheitliche Menge unter Berücksichtigung der zwischen der Bildung des Streifens und dem Ablegekopf entstandenen Streifenlänge geregelt wird.
Verfahren nach Anspruch 4, beim der der schrittweise Aufbau der Verstärkungsstruktur dadurch erfolgt, dass während sich der Formkörper dreht, der Ablegekopf in eine die Formkörper-Drehachse umfassende Ebene gebracht wird, wobei die Regelung der einheitlichen Menge von der Drehung des Formkörpers gesteuert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem zum Zusammenfügen der Fäden mittels einer Elastomermischung die Fäden parallel in einen Konfektionierer eingeführt werden, der eine Formkammer aufweist, der die Mischung zugeführt wird, wobei der Konfektionierer eine Austrittsöffnung für den Streifen aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die Verstärkungsstruktur mehrere aus den Fäden gebildete Bögen aufweist, die durch Ablegen nacheinander von benachbarten Streifenabschnitten entstehen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem die Verstärkungsstruktur Teil eines unter der Lauffläche angeordneten Gürtels ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem die Verstärkungsstruktur Teil einer Karkasse ist.
Vorrichtung zur Herstellung einer Verstärkungsstruktur für Reifen, wobei die Verstärkungsstruktur überwiegend parallel zueinander verlaufende Fäden aufweist, die Vorrichtung zum Einsatz in Zusammenarbeit mit einem überwiegend toroidalen Formkörper (1) bestimmt ist, auf dem die Verstärkungsstruktur durch Aufbringen von nebeneinander angeordneten, aus dem Faden gebildeten Bögen nach einem für den Faden erwünschten Verlauf an der Oberfläche des Formkörpers schrittweise aufgebaut wird, mit: • einem Konfektionierer (5) mit einer Eingangsöffnung zum Einführen der Fäden (2), einer Gummierkammer (50), einer Förderpumpe zum Fördern einer Elastomermischung ins Innere der Gummierkammer, einer Austrittsöffnung für einen Streifen (20), der aus den durch die Mischung zusammengefügten Fäden besteht, • einer Streifenschneideeinrichtung (48) zum Schneiden von aufeinander folgenden Streifenabschnitten, • einer Ablegevorrichtung (4) zum Ablegen der aufeinander folgenden Streifenabschnitte auf dem Formkörper mit einem Bezugsrahmen, zu dem der Formkörper in bekannter Weise positioniert werden kann, wobei die Ablegevorrichtung einen Kopf mit einer Streifenführungsbahn und einer Belegvorrichtung umfasst, die mit dem Formkörper und einem Streifendrehmechanismus zusammenwirkt, mit dem die Seite des Streifens, die von dem Ablegekopf mit dem Formkörper in Berührung gebracht wird, gewendet werden kann, wobei die Vorrichtung mindestens ein Stellglied zur Führung des Kopfes zum Bezugsrahmen aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 10 mit einer Kontrolleinheit zur Kontrolle der Drehbewegung des Formkörpers, der Bewegung des Kopfes zum Rahmen und der Förderpumpe, wobei die Einheit so ausgelegt ist, dass die pro Streifenlängeneinheit durch die Förderpumpe ins Innere der Gummierkammer beförderte Mischungsmenge von der Stellung abhängt, die von der Streifenlängeneinheit während des Ablegens auf dem Formkörper eingenommen wird.
Vorrichtung nach Anspruch 10 mit einer Kontrolleinheit zur Kontrolle der Drehbewegung des Formkörpers, der Bewegung des Kopfes zum Rahmen und der Förderpumpe, wobei die Einheit so ausgelegt ist, dass das pro Streifenlängeneinheit durch die Förderpumpe ins Innere der Gummierkammer beförderte Mischungsvolumen von dem Volumen abhängt, das von der Streifenlängeneinheit nach dem Ablegen auf dem Formkörper eingenommen wird.
Vorrichtung nach Anspruch 10 mit einem zwischen dem Konfektionierer (5) und der Ablegevorrichtung (4) angeordneten Streifenlängenausgleichsbereich.