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TECHNISCHES
GEBIET
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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf Drahtgewebe und -strukturen. Insbesondere bezieht sich diese
Erfindung auf Reifenwülste
und Verfahren zu ihrer Herstellung.
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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 Wülste,
die in dem Gummi angeordnet sind, der 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 Maschinen 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 Draht
mit einer vorgegebenen Anzahl von Windungen, die von der Festigkeit
und/oder der Querschnittsfläche
des gewünschten
Reifenwulstes abhängt,
gewickelt wird. Die Standardausrüstung
an solchen Maschinen umfasst die Mittel, die das vordere Ende des
Drahts in einen Greifer an der Trommel einführen, intermittierend betrie bene
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 Pause der Trommelrotation wird der fertig gestellte Reifenwulst seitlich
aus der Trommel herausgestoßen.
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Ein Mangel der herkömmlichen
Reifenwulst-Fertigungsmaschinen ist ihre relativ langsame Arbeitsgeschwindigkeit
und folglich der zur Fertigung eines Reifenwulstes erforderliche
Zeitaufwand. Um diesen Mangel zu beheben, sind verschiedene Verfahren
ausprobiert worden, solche Reifenwulstmaschinen mit einem Drahtband,
das aus vier parallelen Drähten
besteht, die durch eine dünne
Schicht aus Gummi oder einem anderen elastomeren Material zusammengehalten
werden, zu beschicken. Ein unter Verwendung eines Standarddrahtbands
gebildeter Reifenwulst mit einer rechteckigen Querschnittsform ist
in 1 gezeigt.
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Da solche Drahtbänder jedoch nicht biegsam sind,
hat sich ihre Verwendung als starke Beschränkung des Bereichs von Querschnittsformen
der daraus aufgebauten Reifenwülste
erwiesen. Ein in 2 gezeigter herkömmlicher
Reifenwulst mit sechseckiger Querschnittsform, der in der Reifenindustrie
gewöhnlich
verwendet wird, kann beispielsweise nicht unter Verwendung des in 1 gezeigten Drahtbandes
aufgebaut werden. Außerdem
verringert sich durch das Erhöhen
der Anzahl von Drähten,
die einen Wulst bilden, die Festigkeit des Wulstes.
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Ein weiterer Mangel herkömmlicher
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
ziehen und auszurichten, führt.
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Somit besteht trotz des Standes der
Technik noch immer ein Bedarf an effizienteren Reifenwulst-Herstellungsprozessen.
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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 es, ein Konstruktionsverfahren für einen Reifenwulst mit einem
Drahtband, das zwei in elastomeres Material eingefasste parallele
Drähte
enthält,
zu schaffen.
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Eine nochmals weitere Aufgabe der
vorliegenden Erfindung ist es, einen neuartigen und verbesserten Typ
von Reifenwulst, der aus dem Drahtband aus zwei parallelen Drähten gebildet
ist, zu schaffen.
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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 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-Herstellungs prozessen
im Stand der Technik erkannten Probleme gerichtet. Frühere, mit
dem niedrigen Arbeitswirkungsgrad der Reifenwulstmaschinen zusammenhängende Probleme
sind durch die vorliegende Erfindung gelöst worden.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung kann die obige Anforderung erfüllt werden,
indem ein Verfahren zum Herstellen eines Reifens geschaffen wird,
das durch die folgenden Schritte gekennzeichnet ist: Bilden eines
Bandes, das aus mehreren mit einem elastischen elastomeren Material
beschichteten parallelen Drähten
zusammengesetzt ist, wobei das elastomere Material benachbarte parallele
Drähte
durch ein zwischen den Drähten
gebildetes Gewebe verbindet, wobei das Gewebe eine solche vorgegebene
Größe besitzt,
dass sich ein Band ergibt, das ausreichend biegsam ist, um es so
zu positionieren, dass ein Reifenwulst aufgebaut werden kann, der
dieselben Querschnittsflächen
besitzt, wie sie unter Verwendung einzelner Drähte aufgebaut werden können, und
Bilden eines Reifenwulstes durch Wickeln eines solchen Bandes in
einer vorgegebenen Anzahl von übereinander
gelegten Windungen.
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In einer anderen bevorzugten Ausführungsform
nimmt die vorliegende Erfindung die Form des oben beschriebenen
Verfahrens an, wobei das Wickeln des Bandes mit Windungen des Bandes
erfolgt, die nebeneinander und in aufeinander folgenden übereinander
gelegten Schichten vorgegebener Breiten angelegt werden, um einen
Reifenwulst mit einer vorgegebenen Querschnittsfläche zu schaffen.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
nimmt die vorliegende Erfindung die Form eines durch irgendeines
der oben beschriebenen Verfahren gebildeten Reifenwulstes an.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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Der Aufbau, die Funktionsweise und
die Vorteile der Erfindung werden deutlicher bei Betrachtung der folgenden
Beschreibung, die in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen gegeben wird,
worin:
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1 eine
Querschnittsansicht eines herkömmlichen
Reifenwulstes ist, der durch schichtenweises Legen von vier Drahtbändern, wovon
jedes aus sechs in einer dünnen
Gummischicht eingefassten parallelen Drähten gefertigt worden ist;
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2 eine
Querschnittsansicht eines herkömmlichen
Reifenwulstes mit einer sechseckigen Querschnittsform ist;
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3 eine
Seitenansicht eines Reifenwulst-Herstellungsprozesses gemäß der vorliegenden
Erfindung ist;
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4 eine
Querschnittsansicht eines Reifenwulstbandes gemäß der vorliegenden Erfindung
ist; und
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5 eine
Querschnittsansicht eines sechseckigen Reifenwulstes ist, der aus
einem Band gemäß der vorliegenden
Erfindung gefertigt worden ist.
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DEFINITIONEN
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"Wulst" oder "Wulstkern" bedeutet
allgemein jenen 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 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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Von den Zeichnungen, in denen bevorzugte
Ausführungsformen
der Erfindung gezeigt sind und gleiche Bezugszeichen durchweg gleiche
Elemente bezeichnen, ist in 3 eine
Seitenansicht eines Reifenwulst-Herstellungsprozesses gemäß der vorliegenden
Erfindung gezeigt.
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Diese Ausführungsform umfasst die Schritte
des Bereitstellens eines in 4 gezeigtes
Bandes 10, das aus mehreren mit einem elastischen elastomeren
Material beschichteten parallelen Drähten 12a, 12b zusammengesetzt
ist. Das elastomere Material verbindet die benachbarten parallelen
Drähte
durch ein zwischen den Drähten
gebildetes Gewebe 14. Das Gewebe 14 besitzt eine
vorgegebene Größe, derart,
dass sich ein Band ergibt, das ausreichend biegsam ist, um es so
zu biegen, dass dieselben Querschnittsflächen aufgebaut werden können, wie
sie unter Verwendung einzelner Drähte aufgebaut werden können. Die
Wülste 16 werden durch
Wickeln des Bandes 10 in einer vorgegebenen Anzahl von übereinander
gelegten Windungen um die Trommel 18 der Reifenwulstmaschine 20 gebildet.
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Der Reifenwulst-Herstellungsprozess
von 3 umfasst mehrere
große
Spulen 22, die einzelne Drähte 12a, 12b zuführen. Diese
Spulen sind nebeneinander angeordnet, so dass in 3 nur eine zu sehen ist. Die einzelnen
Drähte 12a, 12b werden
von den Spulen 22 gezogen und in eine Trennvorrichtung 24 wie
etwa eine gerillte Führungswalze
geführt,
die dazu dient, die Drähte
in eine parallele Ausrichtung in einer einzigen horizontalen Ebene
zu bringen, wobei dies die Basis für das Band, das diese Drähte schließlich ergeben,
ist. Die Drähte
werden als Nächstes
durch eine Ummantelungsmaschine 26 gezogen, an der eine
dünne Schicht 28 aus
elastomerem Material, wie dies in 4 gezeigt
ist, um und zwischen die einzelnen Drähte 12a, 12b gezwungen
wird, um die Drähte
unter Bildung eines Gewebes 14 einer vorgegebenen Größe zwischen
den benachbarten Drähten
zu beschichten. Um die genauen Abmessungen des Gewebes herbeizuführen, wird eine
Gruppe von Spritzmundstücken
und Einsätzen
für die
Strangpresse der Ummantelungsmaschine verwendet. Die Ummantelungsmaschine
entspricht irgendeiner Standardausführung und bildet keinen Bestandteil
der vorliegenden Erfindung.
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In 4 ist
eine Querschnittsansicht des sich ergebenden Bandes 10 gezeigt,
nachdem es den Kühlabschnitt 27,
der zum Erstarrenlassen des elastomeren Materials verwendet wird,
durchlaufen hat. Das Band 10 weist eine dünne Schicht 28 um
die Drähte 12a, 12b und
ein die beschichteten Drähte 12a, 12b miteinander verbindendes
Gewebe 14 auf. Das Gewebe 14 besitzt eine Dicke
"t" und eine von der spezifischen Anwendung abhängende Breite
"w". Obwohl das Band 10 wie gezeigt mit zwei parallelen
Drähten
ausgebildet sein kann, liegt es auch im Umfang der vorliegenden
Erfindung, das Band aus mehr Drähten
wie etwa 6 oder 8 Drähten, die
in elastomerem Material eingebettet sind, zu bilden und danach das
Band in mehrere Bänder
aus zwei mit einem dazwischen liegenden Gewebe in Gummi eingebetteten
Drähten
zu spleißen.
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Um eine kontinuierliche Verfolgung
dieses Prozesses zu ermöglichen,
ist nach dem Kühlabschnitt 27 eine
Bandlagerungsvorrichtung 30 angeordnet. Das Band von der
Bandvorrichtung 30 wird auf die Trommel 18 der Reifenwulst-Fertigungsmaschine 20 gewickelt.
Die Reifenwulst-Fertigungsmaschine 20 umfasst die gesamte
Standardausrüstung,
die gewöhnlich
an solchen Maschinen enthalten ist, einschließlich der mechanischen Komponenten 32 zum
automatischen Einführen
des vorderen Endes des Bandes 10 in einen Greifer (nicht
gezeigt) an der Trommel 18 und zum intermittierenden Drehen
der Trommel. Eine Aufspannvorrichtung 34 herkömmlicher
Ausführung
verfährt
das ankommende Band 10, um die Querschnittsform des sich
ergebenden Reifenwulstes zu steuern und aufzubauen. Ein Messer 36 trennt
das ankommende Band am Ende jedes Aufbauzyklus. Während der
Pause der Rotation der Trommel 18 wird der fertig gestellte
Reifenwulst 16 seitlich aus der Trommel herausgestoßen.
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Die folgende Tabelle I zeigt bevorzugte
Parameter für
die Gewebe
14, die unter Verwendung verschieden großer Rundstahldrähte bei
der Herstellung der Bänder
10,
aus denen die Reifenwülste
gebildet werden, gebildet worden sind: Tabelle
I
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Bei Verwendung solcher Gewebegrößen wurde
festgestellt, dass die sich ergebenden Bänder 10 unter Winkeln
von 135 bis 150 Grad in Bezug auf die Mehrzahl der auf eine zylindrische
Trommel aufgebrachten Bandschichten positioniert werden können, um
eine optimale Konfiguration der Bänder zu ermöglichen und den gesamten Bereich
von in verschiedenen Reifenwulstkonfigurationen verwendeten Querschnittsformen
zu umfassen. 5 zeigt
beispielsweise eine Querschnittsansicht eines Reifenwulstes 16 mit
Sechseckform, der unter Verwendung eines Bandes 10 mit
zwei in ein elastomeres Material eingebetteten Drähten 12a, 12b gebildet
worden ist. In diesem Beispiel ist ein Band 10 um eine
Trommel 18 gewickelt worden, um zwölf Windungen 10a, 10b,
..., 10L aus dem einzelnen Band um die Trommel 18 zu
bilden. Diese Windungen sind typischerweise nebeneinander in um
die Trommel aufgebauten Schichten gewickelt, um die gewünschte Querschnittsform
wie etwa den sechseckig geformten Reifenwulst 16 zu ergeben.
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Typischerweise wird das Band 10 in
eine im äußeren Umfang
der Trommel ausgebildete Rille 40 gewickelt. Zuerst wird
das Band an einem Ende der Rille auf die Trommel 18 gewickelt,
gefolgt von einem benachbarten Wicklungsumgang 10b. Danach
positioniert die Aufspannvorrichtung die nächste Windung 10c über der
Windung 10b und etwas rechts von dieser, derart, dass die
linke Seite des Gewebes über
dem Gewebeabschnitt der Windung 10b verbleibt. Nach dem
Aufbringen der Windung 10d in der soeben beschriebenen
Weise wird die Windung 10e aufgebracht, derart, dass ein
Draht an die zweite Schicht angrenzt und der zweite Draht der Windung 10e die
dritte Schicht beginnt. Nach dem Aufbringen der Windungen 10f und 10g wird
die Windung 10h auf das Ende der dritten Schicht und den
Beginn der vierten Schicht aufgebracht. Der Konstruktionsprozess
wird fortgesetzt, um den in 5 gezeigten
Wulst zu bilden. Die Fähigkeit
des Bandes 10 mit den doppelten Drähten, zwei Schichten zu überspannen,
schafft die Flexibilität
zum Bilden eines Wulstes mit irgendeiner gewünschten Form einschließlich, jedoch
nicht erschöpfend,
einer Dreiecks- Fünfecks- oder
Sechsecksform. Die außen
liegenden Windungen 10c, 10h in den zweiten, dritten und
vierten Schichten enthalten halbe Windungen, die so orientiert sind,
dass eine Linie a-a zwischen den Mitten der parallelen
Drähte
der Windung mit der vergleichbaren Linie b-b zwischen den
Mitten der benachbarten Windungen in derselben Schicht einen Winkel α bildet.
Obwohl α für einen
Wulst mit Sechseckform sechzig Grad betragen kann, kann in Abhängigkeit
von der endgültigen
Wulstform irgendein anderer Winkel verwendet werden.